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，能源問題越來越突出地擺在了人類面前，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(fēng)能作為一種清潔、無污染的可再生能源，已受到世界各國的高度關(guān)注。在建筑環(huán)境中利用風(fēng)能具有免于輸送的優(yōu)點，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)洞實驗相結(jié)合的方法，分析了建筑物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(fēng)力強化與集中的載體時對于強化風(fēng)

2、力集結(jié)的效果和風(fēng)能利用效果，為進一步的相關(guān)研究奠定了理論基礎(chǔ)。 本文主要對平板型建筑、非流線體型建筑、擴散體型建筑、設(shè)流線型通道的擴散體型建筑等四種形式的建筑周圍如何利用風(fēng)能進行了詳盡地討論與分析。對于平板型建筑，首先對四種通道形式進行了模擬分析，得到了強化集風(fēng)效果和風(fēng)能利用效果的通道形式，并對通道位置進行了優(yōu)化分析，此外還對建筑物的長度和寬度對風(fēng)能利用效果的影響進行了分析；對于非流線體型建筑，對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，另外在對單體立方柱形建筑周圍的風(fēng)場進行數(shù)值計算的基礎(chǔ)上，分別對由相同尺寸建筑組成的兩個、四個和六個不同排列形式的建筑群進行了模擬分析，并與濟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，此外還對屋頂上設(shè)流線型通道建筑物的極限高度進行了分析；對于擴散體型建筑，將立方柱擴散體、圓柱擴散體、半圓柱擴散體和四棱柱擴散體等四種典型的擴散體型建筑和設(shè)流線型通道的四種擴散體型建

4、筑進行了對比，并對行人高度處的風(fēng)環(huán)境舒適度進行了分析；最后以濟南市的氣象條件為例，對一個典型建筑物的發(fā)電功率進行了計算。 在理論分析和數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，對立方柱擴散體、半圓柱擴散體、平板型建筑和設(shè)流線型通道的擴散體建筑模型進行了多工況的風(fēng)洞試驗測試與研究。試驗結(jié)果表明，設(shè)流線型通道的擴散體建筑的強化集風(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。通過對試驗