2011年环境影响评价师：高层建筑风环境及其影响4

会计考友

2、内部风环境问题
人体感觉器官不能察觉绝对位移和速度，只能察觉它们的相对变化。而影响人体感觉不舒适的因素除加速度外，还有振动频率和持续时间。对高层建筑的居住者而言，后两项是难以限制的，唯有设法限制其振动加速度以满足人们的舒适要求是可能的。
目前对建筑物内部风环境的不舒适程度与振动加速度的对应关系，如表3（g为重力加速度）。
表3  人体舒适度与振动加速度限值关系
振动加速度限值（% g） 人体舒适程度
＜0.5     无感觉
  0.5～1.5 有感觉
  1.5～5 令人不舒服
  5～15 非常令人不舒服
  ＞15 无法忍受
一种直观测评标准是根据大风季节里实测高楼楼顶层风致摆动的最大振幅来测评的。美国有关部门建议，设计良好的高楼其屋顶中心点的风致偏移量应控制在H/500[H为楼高度（米）]范围内，否则应采取措施以减小人感不适的建筑物摆动量。如在“9.11”恐怖事件中倒塌的美国世贸大厦，高度为417米，而大风季节实测偏移量达91厘米，稍许超标，最后世贸大厦采用粘弹性阻尼器减振，其优点是无需经常监控、且无需电源。而目前大多采用可调质量阻尼器，由弹簧、质量块、液压减振器组成来控制高楼的摆动。有资料表明，已使用的有澳大利亚悉尼的中心大厦、加拿大多伦多CN大厦，美国波士顿的约翰汉考克大厦及纽约的城市企业中心大厦等。台北101大厦就设置了“可调质量阻尼器”，在88-92楼层挂置一个重达660吨的巨大钢球，利用摆动来减缓建筑物的振幅。
通过模型的风洞试验了解高层建筑间相互干扰对风压分布影响
众所周知，在建筑结构设计中除考虑抗竖向的重力、雪荷载及水平向的地震力外，随机的水平风荷载是设计中必需考虑的一个重要因素。显然，期望在建筑风荷载规范里寻找具体地貌区域里，设计外形各异的建筑物风荷载体型系数供设计计算之用，无疑是困难的。何况不同风向角下，其流态是不同的，风载荷体型系数是变化的，建筑物间也存在相互干扰，风载荷的影响量是难以预估的，故只有通过模型的风洞试验，了解在风力作用下高层建筑群体间的相互干扰影响和改变其外表面周边的风压分布情况，获取必要的风载荷数据，才能准确评估其各个高度上局部风环境的详情，才能确保百年大计的建筑物安全可靠，具有舒适的风环境。
通过对不同外形建筑群体的风洞试验结果表明：由于建筑物的形体各异，所处地貌不同，相互间的气动干扰是复杂的，套用规范值于单幢建筑物是欠妥的。何况风压分布在360o方位角上是变化的，尤其是地处东南沿海的台风影响区，而北半球台风按逆时针方向旋转，在不同风向角下高层建筑物的风压分布是变化的。故各种外形高层建筑物沿周边不同高度上，其风环境的变化是难以预估的，只有通过相似模型的风洞试验来定夺，以免低估其风压分布值而导致其周围的围护结构、玻璃幕墙、观光电梯、屋顶搭盖物、广告牌等等在大风季节出现风灾事故。