Аэродинамика высотных зданий: практическое пособие для обывателя

Над особенностями воздействия ветра на высотные доминанты и значимые вертикали обращали внимание еще философы и строители древности. Из поколения в поколение мастеров передавались практические советы, помогавшие справляться со спецификой ветровых нагрузок в той или иной местности.

На протяжении веков такой опытный подход оставался единственным инструментом человека для учета воздействия воздушных потоков при возведении и эксплуатации высотных построек. Возможность предварительного прогнозирования и научного обоснования работы конструкции любого высотного объекта стала возможна только с развитием инженерной мысли, физики и в частности аэродинамики уже в ХХ веке.

Основные понятия
В традиционном понимании аэродинамика как наука в первую очередь ассоциируется с полетами и авиационной промышленностью. На втором месте – автопром. И только затем доходит очередь до изучения аэродинамических сил, воздействующих на здания. И если ранее особенности воздействия ветра на уникальные вертикали застройки учитывались бессистемно и почти наугад, что периодически приводило к необходимости на ходу перестраивать и совершенствовать возводимую конструкцию, то с распространением практики массового высотного строительства учет аэродинамической составляющей общих инженерно-технических расчетов здания стал жизненной необходимостью.

Для лучшего понимания предмета разговора обратимся к терминологии. Большинство справочных изданий определяет аэродинамику как раздел аэромеханики, в котором изучаются законы движения газа (напр., воздуха) и силы, возникающие на поверхности обтекаемого газом тела. Основными задачами аэродинамики являются определение сил, действующих на обтекаемое газом тело, распределение давления на его поверхности и скоростей газа, его обтекающего.

Понятие «аэродинамическая сила» подразумевает силу, с которой газообразная среда действует на поверхность заключенного в нее твердого тела. При расчетах учитывается полная аэродинамическая сила (называется «полным аэродинамическим сопротивлением»), которая раскладывается на аэродинамическое сопротивление, подъемную и боковую силу, перпендикулярную первым двум. В архитектурных сооружениях учет аэродинамического воздействия необходим для оптимизации характера ограждающих конструкций и компенсации усилий, оказывающих разрушительное воздействие на здание.

В свою очередь, аэродинамику зданий определяют как научную дисциплину, которая изучает воздушные потоки, возникающие около строений и внутри них. Движение потоков складывается под действием ветра и разности температур внутреннего и наружного воздуха, вентиляции, а также под влиянием процессов эксплуатации здания. Рассматривая вопросы аэродинамики высотных зданий и сооружений, архитектор и специалисты инженерных дисциплин имеют дело с учетом особенностей образования вихревых потоков вокруг зданий, рассматриваемых на разных высотах.

С полным содержанием этого номера Вы можете ознакомиться здесь

Полную версию статьи Вы можете прочитать в нашем печатном издании или подписавшись на электронную версию нашего журнала

Текст: Марианна Маевская