单体建筑气象抗风参数设计实例分析
本文将防城港气象站作为该地区大型单体建筑—防城港中央商务区主塔楼(318 米)风参数设计的气象要素参考站,利用防城港站1992-2010 年的年平均风速及风向、最大风速及风向、极大风速及风向等气象观测资料以及台风、暴雨、大风等灾害性天气资料,分析了该地区的风参数气候背景,最大风速及风向和极大风速及风向的分布特征;采用伯努利公式、极值I 型概率分布拟合等方法,对50a 一遇最大风速、 50a 一遇极大风速、基本风压和阵风风压等参数进行了计算和分析,为该单体建筑的工程可研、设计、建造提供了抗风设计的决策依据。本文对单体建筑提出了气候可行性论证的适宜性分析与建议:(1)防城港位于北部湾沿海地区,是台风、暴雨、大风等灾害性天气频繁发生的地区,大风有可能吹倒建筑物、高空设施,暴雨易造成洪涝灾害及引发山体滑坡、泥石流等地质灾害,应注意防御气象及其衍生灾害的危害;(2)该地区年最大风速为10.7~ 25.8 米/秒,风向多为偏南风;年极大风速为21.0~36.0 米/秒,多出现在偏北和偏东方向(N-E);最大风速和极大风速多出现在冬、春季有强冷空气南下影响的时候,或春、夏季热对流旺盛产生短时雷雨大风之时,或夏、秋季有热带气旋(台风)、龙卷风天气影响的时候;(3)推算得到10m 高度的50a 一遇最大风速和极大风速为28.1m/s、40.3 m/s,基本风压为0.49kN/m2,阵风风压为1.01kN/m2,建议该单体建筑设计结合相关建筑规范,从安全性和经济性的角度对单体建筑结构进行合理的抗风设计;(4)该单体建筑楼高318 米,建筑面积18 万平方米,尺度较小,建成后理论上不会对当地的气候造成太大影响;但是会对局地小气候产生一定的影响:因为高层建筑会引起“狭管效应”,当强风经过高楼时产生“扰流”,造成高楼附近出现局部大风现象,会对附近街道产生较大的影响。建议在规划设计时应充分考虑狭管效应的危害,有意识的加大建筑物的间距,留出风道,减少风压,避免狭管效应带来的危害。
单体建筑 抗风设计 最大风速 狭管效应
何如 苏志 李强 周绍毅
广西区气候中心,广西 南宁 530022
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2011-11-01(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)