Проектирование сверхвысоких зданий с учетом ветровых нагрузок

Наличие зафиксированных климатических показателей на высоте свыше 300 метров для сверхвысоких зданий – достаточно редкое явление. Однако недавно разработанное программное обеспечение для построения региональных атмосферных моделей в сочетании с объемными базами архивных результатов анализа от профессиональных метеорологических сообществ помогает пролить свет на климатические условия верхних уровней высотных зданий.

Данная работа посвящена конкретным примерам сверхвысоких зданий в Азии и их проектированию с учетом воздействия ветра и других климатических факторов. Аэродинамическая форма сверхвысоких зданий очень важна для исключения чрезмерной ветровой нагрузки и колебаний здания, а также для повышения эффективности естественной вентиляции и использования дневного света, что позволяет сократить расходы на конструктивную систему здания и вредные выбросы в атмосферу. Эффективность можно также повысить путем использования дополнительных систем затухания колебаний (демпфирования) для рассеяния энергии при движении здания.

Обеспечение устойчивости сверхвысоких зданий – та цель, к которой, безусловно, стоит стремиться, при этом она достаточно универсальна и актуальна для всех направлений проектирования высоких сооружений. С точки зрения ветрового воздействия проектирование устойчивых сверхвысоких зданий в некотором смысле вопрос эффективности, а с другой стороны – надежности или долговечности в долгосрочной перспективе. Расчетный КПД, связанный с учетом ветрового воздействия, – по форме, структуре, материалу – проявляется в более низком уровне первичных затрат и углеродного следа.

Долгосрочная надежность, связанная с комфортом и удовлетворенностью жителей и долговечностью строительных компонентов, включая навесные наружные стены, в значительной степени определяется движениями конкретного здания под воздействием ветра. Не менее важным фактором являются внутренние тепловые условия, поддерживаемые вентиляцией – естественной или механической вентиляционной системой здания.

Расчет ветровой нагрузки, действующей на высотные здания, требует анализа ряда переменных. Необходимо учитывать местный климат и подверженность здания воздействию климатических условий, архитектуру и ее чувствительность к различным ветровым нагрузкам, конструктивную систему и влияние ее ключевых параметров на нагрузку и показатели. Далее надлежащая оценка ветрового климата вокруг здания может выразиться в повышении эффективности естественной вентиляции: это компонент, который может быть спроектирован посредством формы здания.

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: Джон Голсуорси, Дункан Филипс,
Питер Ирвин и Цзимин Се
Rowan Williams Davies & Irwin Inc.
Материалы предоставлены СTBUH