Труба для небоскреба: архитектурно-строительная аэродинамика уникальных зданий и сооружений

Одним из факторов, требующих повышенного внимания на этапе проектирования зданий и сооружений уникальных и сложных архитектурных форм, является ветер. Вместе с тем действующие российские и зарубежные строительные нормы и правила не содержат рекомендаций по назначению аэродинамических коэффициентов для определения расчетных ветровых нагрузок на несущие конструкции таких строений и предписывают в этих случаях руководствоваться результатами испытаний в специализированных аэродинамических трубах (СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»).

Аэродинамические трубы архитектурно-строительного типа, предназначенные для подобных испытаний, существуют в исследовательских лабораториях Европы, Японии, США (Scientific and Technical Centre for Building, Politecnico di Milano, Technische Universität Berlin, The University of Tokyo, NASA). Основной отличительной особенностью конструкции труб такого типа является наличие протяженной рабочей зоны (не менее 15 м), обеспечивающей специальную эпюру скорости обдуваемого потока, моделирующего приземный слой атмосферы и влияние подстилающей поверхности ландшафта.

В 2008 году в Московском государственном строительном университете на базе Учебно-научно-производственной лаборатории по аэродинамическим и аэроакустическим испытаниям строительных конструкций (УНПЛ ААИСК) совместно с Министерством образования и науки РФ и Правительством Москвы приступили к проектированию аэродинамической трубы, удовлетворяющей современным требованиям и предназначенной для решения вопросов архитектурно-строительной аэродинамики, а уже в 2012 г. она была введена в эксплуатацию.

Важным фактором успешного исследования ветровых воздействий на здания и сооружения с учетом всех особенностей архитектуры и размещения в городе является база измерительного оборудования, включающая в себя как классические измерительные системы, основанные на использовании дифференциальных датчиков давления и шестикомпонентных силомоментных датчиков, так и современные лазерные бесконтактные измерительные системы (PIV и LDA).

Кроме того, основой качественных исследований высотной застройки является сама конструкция Большой градиентной аэродинамической трубы УНПЛ ААИСК МГСУ (далее – БГАТ МГСУ). При ее создании были учтены рекомендации российских специалистов и мировой опыт эксплуатации аналогичных дозвуковых труб, в том числе в устранении неравномерностей эпюр модуля скорости в горизонтальном сечении и профилировании расхода рабочей среды в поворотных участках контура (90 градусов) с помощью направляющих лопаток.

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: ОЛЬГА ПОДДАЕВА, кандидат технических наук, доцент, зав. лабораторией УНПЛ ААИСК