建筑環(huán)境中風能利用的研究.pdf

1、開發(fā)可再生的綠色能源是社會可持續(xù)發(fā)展的必由之路。風能作為可再生能源的重要組成部分，已受到世界各國的高度關注。在建筑環(huán)境中利用風能具有免于輸送的優(yōu)點，所得風能可直接用于建筑本身和所在小區(qū)。本文以建筑環(huán)境中的風能利用為背景，采用理論分析、CFD數(shù)值模擬和風洞試驗相結合的方法，分析建筑周圍空氣流動的基本狀況，研究了在建筑環(huán)境中將建筑物作為風力強化與集中的載體時風速增強、風力集結的效果，為進一步的相關研究奠定了理論基礎。 本文主要對非流

2、線體建筑、平板型建筑、擴散體建筑、擴散體和其他形式的結合體建筑四種基本形式的建筑周圍如何利用風能進行了詳盡地討論與分析。對于非流線體建筑，通過數(shù)值模擬得出建筑物周圍的風速分布，找到在建筑頂部安裝風機的最佳高度，對比了長方體建筑和相同長、寬、高的L形建筑相同位置的風能利用效果；分析了正棱柱形建筑物外表面數(shù)量對風能利用的效果、位置高度的影響；研究了不同高度和半徑的單體圓柱形建筑的風能利用效果；在對單體立方柱形建筑物周圍的風場進行數(shù)值計算的基

3、礎上，對由相同尺寸建筑組成的不同布局形式的建筑群進行模擬計算，獲得了中心建筑的風場狀況、風速增強效果與建筑平面布局之間的影響關系。對于平板型建筑，在滿足建筑物尺寸要求的基礎上，就不同來流風向角時單、雙風通道的最佳位置進行了分析。對于擴散體建筑，在分析了圓柱形擴散體建筑增大風速、強化風能利用效果的基礎上，研究了不同圓弧角度的風道、不同形狀的背風側對風能利用的效果、位置的影響；研究了半圓柱擴散體、立方柱雙體及其風通道的長度和迎風面的寬度變化

4、時風能利用的效果。對于擴散體和其他建筑的結合體，研究了半圓柱擴散體附加圓環(huán)、半圓柱擴散體和平板型建筑結合時風力集結效果的好壞。 在理論分析和數(shù)值模擬的基礎上，對立方柱雙體、半圓柱擴散體、單風通道和雙風通道的平板型建筑模型進行了多工況的風洞試驗測試與研究。試驗結果表明，擴散體建筑的風能利用效果較好，立方柱雙體、半圓柱擴散體的風力集結效果均較好；平板型建筑的風通道也有風力集結效果。通過對試驗數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)的比較和分析看出，風洞試驗得