風(fēng)能在建筑環(huán)境中的利用研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)化石能源的逐步耗竭，能源問(wèn)題越來(lái)越突出地?cái)[在了人類(lèi)面前，開(kāi)發(fā)可再生的綠色能源是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。風(fēng)能作為一種清潔、無(wú)污染的可再生能源，已受到世界各國(guó)的高度關(guān)注。在建筑環(huán)境中利用風(fēng)能具有免于輸送的優(yōu)點(diǎn)，所得的風(fēng)能可直接用于建筑本身和所在小區(qū)。本文以建筑環(huán)境中的風(fēng)能利用為背景，采用理論分析、CFD數(shù)值模擬和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，分析了建筑物周?chē)諝饬鲃?dòng)的基本狀況，研究了在建筑環(huán)境中將建筑物作為風(fēng)力強(qiáng)化與集中的載體時(shí)對(duì)于強(qiáng)化風(fēng)

2、力集結(jié)的效果和風(fēng)能利用效果，為進(jìn)一步的相關(guān)研究奠定了理論基礎(chǔ)。 本文主要對(duì)平板型建筑、非流線體型建筑、擴(kuò)散體型建筑、設(shè)流線型通道的擴(kuò)散體型建筑等四種形式的建筑周?chē)绾卫蔑L(fēng)能進(jìn)行了詳盡地討論與分析。對(duì)于平板型建筑，首先對(duì)四種通道形式進(jìn)行了模擬分析，得到了強(qiáng)化集風(fēng)效果和風(fēng)能利用效果的通道形式，并對(duì)通道位置進(jìn)行了優(yōu)化分析，此外還對(duì)建筑物的長(zhǎng)度和寬度對(duì)風(fēng)能利用效果的影響進(jìn)行了分析；對(duì)于非流線體型建筑，對(duì)五種不同屋頂型式建筑及屋頂上設(shè)流

3、線型通道的建筑進(jìn)行了優(yōu)化分析，得到了有利于風(fēng)能利用的屋頂型式，另外在對(duì)單體立方柱形建筑周?chē)娘L(fēng)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上，分別對(duì)由相同尺寸建筑組成的兩個(gè)、四個(gè)和六個(gè)不同排列形式的建筑群進(jìn)行了模擬分析，并與濟(jì)南市的氣象條件相結(jié)合，得到了有利于風(fēng)能利用的最佳排列方式，此外還對(duì)屋頂上設(shè)流線型通道建筑物的極限高度進(jìn)行了分析；對(duì)于擴(kuò)散體型建筑，將立方柱擴(kuò)散體、圓柱擴(kuò)散體、半圓柱擴(kuò)散體和四棱柱擴(kuò)散體等四種典型的擴(kuò)散體型建筑和設(shè)流線型通道的四種擴(kuò)散體型建

4、筑進(jìn)行了對(duì)比，并對(duì)行人高度處的風(fēng)環(huán)境舒適度進(jìn)行了分析；最后以濟(jì)南市的氣象條件為例，對(duì)一個(gè)典型建筑物的發(fā)電功率進(jìn)行了計(jì)算。 在理論分析和數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，對(duì)立方柱擴(kuò)散體、半圓柱擴(kuò)散體、平板型建筑和設(shè)流線型通道的擴(kuò)散體建筑模型進(jìn)行了多工況的風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)試與研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)流線型通道的擴(kuò)散體建筑的強(qiáng)化集風(fēng)效果和風(fēng)能利用效果最明顯，立方柱雙體、半圓柱擴(kuò)散體的風(fēng)力集結(jié)效果均較好；平板型建筑的風(fēng)通道也有較為顯著的風(fēng)力集結(jié)效果。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)