广东省标准《建筑风环境测试与评价标准》（征求意见稿）

广东省标准 DBJ 15-XX-2018 备案号 J XXXXX-2018建筑风环境测试与评价标准Test and evaluation standard for building wind environment(征求意见稿) 2018-XX-XX 发布 2018-XX-XX 实施本标准不涉及专利广东省住房和城乡建设厅 发布DB/T 广东省标准建筑风环境测试与评价标准Test and evaluation standard for building wind environmentDBJ 15-XX-2018住房城乡建设部备案号：XXX批准部门：广东省住房和城乡建设厅施行日期：2018年 XX 月 XX 日2018 广州1DB/T 前 言本标准是根据广东省住房和城乡建设厅粤建科函20141384号文“关于发布2014年广东省工程建设标准制订和修订计划的通知”的要求，由广东省建筑科学研究院集团股份有限公司会同有关单位进行编制的。本标准由广东省住房和城乡建设厅负责管理和对条文的解释，广东省建筑科学研究院集团股份有限公司负责具体技术内容的解释。本标准在实施的过程中，请各个单位注意总结经验，随时将有关意见和建议反馈给广东省建筑科学研究院集团股份有限公司（广州市先烈东路121号，邮政编码510500），以供今后修订时参考。本标准主编单位：广东省建筑科学研究院集团股份有限公司本标准参编单位：华南理工大学广州市规划勘测设计研究院湖南大学广东省建筑设计研究院奥雅纳工程顾问广州市设计院深圳市建筑设计研究总院有限公司广东建科建筑设计院本标准主要起草人员：杨仕超李庆祥许 伟肖丹玲I目 次前 言I1 总则12 术语12.1 术语12.2 符号13 基本规定24 试验与模拟方法24.1 风洞试验24.2 数值模拟34.3 现场实测45 评价标准45.1 基本规定45.2 评价准则5附录A 标准模型试验7本标准用词说明9本标准引用标准名录10条 文 说 明11建筑风环境测试与评价标准1 总则1.0.1 为了评价建筑室外风环境舒适性、安全性及改善风环境品质，制定本标准。1.0.2 本标准适用于广东省建筑工程的风环境舒适性、安全性测试与评价。1.0.3 建筑风环境的测试与评价，应结合建筑室外风环境的分布特性、评价标准和建筑所在区域的风气候特性进行。1.0.4 建筑风环境的测试与评价，除应符合本标准的规定外，尚应符合现行的其他国家标准和地方标准的规定。2 术语2.1 术语 2.1.1 风洞试验 Wind tunnel test根据相似性原理，在大气边界层风洞中对建筑缩尺模型进行的空气动力学模拟测试。2.1.2 计算流体动力学 computational fluid dynamics运用计算机，采用数值分析和数值算法求解和分析流体流动问题的方法，以下简称为CFD。2.1.3 风速比 wind velocity ratio测点风速与参考点风速的比值，参考点对应未受干扰来流相同高度处。2.1.4 阻塞率 Blockage ratio建筑模型横截面的最大投影面积与物理风洞试验段或数值风洞流域的横截面面积的比值。2.1.5 逐时风速 hourly wind speed气象台站每日24次整点观测所得的10分钟平均风速值。2.1.6 日最大风速 daily maximum wind speed气象台站一日内观测得到的10分钟平均风速最大值。2.1.7 主导风向 Predominant wind direction来风时间累计最长也即风频最大的风向。2.2 符号Smax以项目区域中心为圆心，最外围建筑与圆心的距离；H模拟区域内建筑最大高度；较高建筑物较多时，可取较高建筑物的平均高度；r风环境模型模拟半径；R平均风速比；Vr测点的平均风速；V0参考点平均风速；V平均风速；Vh现场中测点相同高度处的平均风速；V阵风风速；Rg阵风速比；Vg测点的阵风风速；gh高度h处的风速脉动系数；gh峰值因子；Ih高度h处的湍流强度；测点的风速标准差；3 基本规定3.0.1符合以下条件之一的新建建筑工程或改建建筑工程，应在建筑规划和设计中对项目自身以及周边的风环境舒适性与安全性进行评估：1 居住建筑：高度超过100米、建筑面积超过20万平方米或者占地面积超过10万平方米且容积率大于1.5；2 公共建筑：高度超过100米或占地面积超过10万平方米；3 除1、2条规定的建筑工程外，其他对行人风环境有较高要求的建筑工程。3.0.2既有大型公共或居住建筑区域内的新建建筑工程，应评估其对既有建筑工程周边风环境的影响。3.0.3进行建筑风环境舒适性及安全性评价时，应覆盖项目周围地面行人活动的道路、建筑主出入口、室外活动和休憩场所等风环境敏感区域。3.0.4楼面和屋面等区域设有露天活动场地时，可按风环境测试与评价的相关要求评价行人活动区域的风环境舒适性和安全性，场地地面高度取实际标高。3.0.5基本风压大于0.5kN/、建筑高度超过50m的建筑工程，应对其涉及行人活动的区域进行室外风环境安全性评估。3.0.6待建建筑工程的风环境评估，可采用风洞试验或数值模拟等方法进行；已建建筑工程的风环境评估，可采用风洞试验、数值模拟或现场实测等方法进行。4 试验与模拟方法4.1 风洞试验4.1.1 风环境风洞试验宜在环境风洞或大气边界层风洞实验室等空气动力学模拟设备中进行，用于风环境测试的仪器设备应定期进行标定，其量程、精度和频率响应特性等参数应满足测试要求。4.1.2 应通过附录A规定的建筑风环境标准模型试验对风环境风洞试验方法和结果的准确性进行验证。4.1.3 风环境试验风速测量宜采用无方向敏感性的风速传感器进行同步测量；当采用其他方向性敏感的探头进行测量时，探头的主轴方向应与局部风向一致。4.1.4 风环境试验应在模拟的大气边界层风场中进行，大气边界层风场应按现行广东省标准建筑结构荷载规范DBJ 15-101规定的地面粗糙度类别模拟平均和脉动风特性，风剖面与模型的几何缩尺比宜保持一致。4.1.5 风环境试验中选取的试验风速，应结合测试仪器的灵敏度和精度，以及试验要求和相似准则等限制性条件确定。4.1.6 风环境试验模型应满足以下要求：1 模型的模拟半径r不应小于Smax或者2H；2 应根据相似准则进行模型设计，风洞试验的阻塞率宜小于5%，且不应超过8%；3 对所研究的项目自身应精细模拟建筑物的体型，以及近地面和空中露天活动场所的细部构造；4 对所研究项目周边的干扰建筑，应模拟建筑物主要的外部轮廓和近地面构造以及对风环境影响较大的地形地貌等；5 应对所研究项目周边的植被等挡风障碍物进行模拟。4.1.7 应按照行人活动的类别将项目划分为不同区域，并在每个区域布置测点，测点布置满足以下规定：1 每个区域的关键位置至少布置三个代表性测点；2 测点密度不小于200平方米一个；3 测点高度换算到原型应为1.5m。4.1.8 风环境试验风向角宜取22.5间隔进行全风向测试，测试风向角宜与当地风气候风向对应。4.1.9 风洞试验报告中应包括：1 物理模型信息：包括测试建筑及周边建筑信息、模型比例、模型照片，测点布置图示及局部测点照片等；2 风洞试验及模拟工况：地貌粗糙度类别、模型位置平均风剖面和湍流度剖面、试验风速、试验风向角、试验数据处理方法等；3 风洞试验结果：包括各风向下各测点风速比、平均风速、阵风风速数据及分布图等内容。4.2 数值模拟4.2.1 应通过附录A规定的建筑风环境标准模型对数值模拟结果的准确性进行验证。4.2.2 风环境数值模拟中建筑几何建模应符合下列规定： 1 几何建模中，应尽可能精细地模拟所研究目标建筑物特别是底部的体型，以及近地面和空中露天活动场所对风环境有影响的细部构造；对所研究项目有显著影响的临近建筑物或地形地貌应包括在内。同时，宜模拟影响范围内的周边干扰建筑群，以及项目周边的植被等挡风障碍物；对所研究项目之外的干扰建筑，几何建模的精细度可适当放宽，只模拟主要体型特征，植被等透风障碍物可以采用数学模型的方法进行间接模拟其挡风效应。2 模拟半径r不应小于Smax或者2H；3 计算域的的大小应保证建筑模型沿风向的最大阻塞率不大于3%，并且沿风向上游离建筑物至少5倍建筑特征高度，下游15倍建筑特征高度。4.2.3 采用网格离散的数值模拟方法时，在建筑模型边缘流动出现分离或预期物理量梯度较大的区域，网格应加密并保证足够的网格分布密度。应选择不少于2种粗细网格划分方案，粗细网格尺度之比约为2倍，对数值模拟结果进行网格独立性检验，两种网格方案下所有风速监测点平均风速模拟结果的平均偏差应控制在5%内。4.2.4 应合理设置数值风洞模型的入口、出口及地面等边界条件。建筑物绕流模拟计算前，应建立对应的空数值风洞模型，对所模拟的大气边界层湍流风场特性的准确性及自保持性进行数值验证，以确保整个流域的风速、湍流强度等流动特性与目标风场一致，且沿流向不发生明显改变。4.2.5 模拟计算方法应符合下列规定：1 数值模拟中，应采用经过验证的适用于钝体建筑结构绕流模拟的湍流模型及模型参数。2 控制方程中对流项离散格式宜采用二阶迎风格式。3 数值求解过程中应保证迭代计算的收敛性，连续性方程、动量方程及湍流模型方程的收敛残差应小于110-3，能量方程的收敛残差宜小于110-6。4.2.6 风环境数值模拟宜取22.5风向角间隔进行全风向测试，模拟风向角宜与当地风气候风向对应；如条件受限，所模拟的风向角至少应包括夏季主导风向、冬季主导风向和全年主导风向。4.2.7 数值模拟报告中应包括：1 数值风洞模型信息：包括几何建模，网格尺度及数量、计算域尺寸、边界条件、湍流模型及参数、离散格式、收敛标准、自保持性边界层风场的模拟验证、标准模型的验证结果、网格独立性检验结果；2 计算和模拟工况：包括模拟软件、风向角工况等；3 模拟结果：包括测点布置图、各风向下各测点风速比、平均风速、阵风风速等内容，同时应提供各风向下的风速比云图、风速矢量图或流线图等结果。4.3 现场实测4.3.1 现场实测应结合当地地形条件和气象条件等，选择典型工况和不利工况。4.3.2 一个完整的测试周期不少于一年，测试季节应包含夏季和冬季，每个季节测试时间不少于一周。4.3.3 应根据气象统计资料选择主导风向或不利风向大风出现频次较高的时间段进行现场测试；每天的测试应连续进行，测试应每3-5分钟记录一次风向、瞬时最大风速和平均风速，测试还应记录时程数据。4.3.4 风环境试验风速测量宜采用无方向敏感性。4.3.5 风环境现场实测应选定如下区域进行测量：1 主导风向区域：尽量选取测试区域外围上游开阔（阻挡较少）区域，以测试主导风向参考风速；2 主要活动区域：建筑周围地面道路、主出入口、室外活动区等和楼面、屋面等设有露天活动场地的人可涉足区域；3 最不利区域：无风区（死角）和涡旋区；4 其他区域：有特殊要求的区域，如污染物或热源排放区和通风口等。4.3.6 风环境现场实测测点宜根据如下原则进行布置：1 测点高度应为地面或活动平台以上1.5米高度处；2 根据风洞试验或数值模拟结果布置典型测点或关键测点；3 测点数量根据测试区域面积合理确定。4.3.7 现场实测的参考点风速应采用实测相同时刻气象台站的风速资料按现场地貌类别和高度采用指数律进行换算得到，现场地貌类别按现行广东省标准建筑结构荷载规范DBJ 15-101的规定进行判断。4.3.8 现场实测报告中应包含：1 现场实测基本信息：测试时间、气象条件、地貌粗糙度类别、测试仪器型号及精度、测点布置图；2 现场实测结果：各测点风向、平均风速、阵风风速、风速比等内容。5 评价标准5.1 基本规定5.1.1 风环境评估包含舒适性评估和安全性评估。5.1.2 风环境舒适性评估采用平均风速进行，区分冬夏两季进行，夏季对应6月至8月，冬季对应12月至次年2月。5.1.3 风环境的安全性评估采用阵风风速进行。5.1.4 平均风速比R应按下式计算：R=Vr/V0 (5.1.4)式中：Vr测点的平均风速（m/s）； V0同一高度上，未受扰动来流处参考点平均风速（m/s）。5.1.5 平均风速V应按下式计算：V=RVh (5.1.5)式中：Vh现场中测点相同高度处的平均风速（m/s）；5.1.6 阵风风速V按下式计算：V=RgVh (5.1.6-1)式中：Rg阵风速比，按式（5.1.6-2）计算：Rg=Vg/V0 (5.1.6-2)式中：Vg测点的阵风风速，按式（5.1.6-3）计算：Vg=Vrgh (5.1.6-3)式中： gh高度h处的风速脉动系数。5.1.7 风速脉动系数gh按如下方法确定：1 当采用风洞试验、现场实测或者可以获得风速时程的数值模拟方法时，阵风系数按式（5.1.7-1）进行计算： gh=1+ghIh (5.1.7-1)式中：gh峰值因子，取为2.5； Ih高度h处的湍流强度，按式（5.1.7-2）计算。Ih=Vr (5.1.7-2) 式中：测点风速标准差。2 当采用不能获得风速时程的数值模拟方法时，1.5m高度处风速脉动系数可按表5.1.7采用。表5.1.7 1.5m高度处风速脉动系数基本风压（kN/）地面粗糙度类别ABCD0.51.361.421.692.170.51.301.351.581.985.1.8 风环境评估报告中应包含采用的气象资料信息，如气象台站号、数据集名称、气象数据时间跨度及长度、风向玫瑰图等信息。5.2 评价准则5.2.1 应基于气象台站逐时风速进行评估，所依据的风速资料不应少于2年。5.2.2 基于气象台站逐时风速进行评估时，风环境的舒适性分类应按表5.2.2采用。表5.2.2 风环境的舒适度分类（基于逐时风速）舒适度类别不同超越概率的平均风速（m/s）环境类别夏季冬季50%2%2%1.51.81.8全部适用1.53.63.6公园、购物街、广场、人行道、停车场1.55.45.4广场、人行道、停车场1.59.97.6人行道、停车场不满足以上要求非人员日常活动区域5.2.3 当缺少逐时风速资料时，可采用日最大风速进行评估，所依据的风速资料不应少于10年5.2.4 基于日最大风速进行评估时，风环境的舒适度分类按表5.2.4采用年超越次数进行。表5.2.4 风环境的舒适度分类（基于日最大风速）舒适度类别不同年超越次数的最大风速（m/s）环境类别52次/年12次/年1次/年3.65.415.2全部适用5.47.615.2公园、购物街、广场、人行道、停车场7.69.915.2广场、人行道、停车场9.912.515.2人行道、停车场不满足以上要求非人员日常活动区域5.2.5 当缺乏气象统计资料时，可采用主导风向下的平均风速比评价风环境舒适度。夏季主导风向下的平均风速比均不宜小于0.2；冬季主导风向下的平均风速比不宜大于2.0；冬季和夏季主导风向下最大平均风速均不宜大于5.0m/s。5.2.6 风环境的安全性评估按表5.2.6采用。表5.2.6 风环境安全性评估P（V15m/s）有风险0.05-0.3%（2次/年且12次/年）危险0.3%（12次/年）5.2.7 风环境整体安全性评估按表5.2.7进行。表5.2.7 风环境整体安全性评估有风险测点占测点总数百分比危险测点数风环境安全性评估结果0%1危险20%0危险20%0有风险00安全5.2.8 风环境舒适性整体评估按表5.2.8进行。表5.2.7 风环境舒适性整体评估测点舒适度等级测点所占百分比风环境整体安全性评估结果安全有风险危险90%优良中、90%良中差、90%中差差、90%差差差5.2.9 风环境评估报告应包含各测点的风环境舒适性、安全性评估结果和项目风环境舒适性整体评估结果。当风环境舒适性整体评估结果为“差”时，应采取风环境改进措施或者调整规划设计方案，并采用重复测量对风环境改进措施的有效性或者调整后的规划设计方案进行检验。5.2.10 评估新建建筑工程对既有建筑周边风环境的影响时，应针对项目建设前后风环境舒适性整体评估结果进行对比，建成后项目风环境舒适性整体评估结果不应低于建设前的整体评估结果，且建成后项目各测点风速尚应满足本标准对风环境舒适性及安全性的要求。附录A 标准模型试验A.0.1 标准模型如图A.1.1所示，中间较高建筑实际尺寸为25m25m100m，周围建筑实际尺寸为40m40m10m，平面分布图如图A1.1.2所示。图A.1.1 标准模型轴测图图A.1.2 标准模型平面分布图（单位：m）A.0.2 模型的几何缩尺比可根据实际情况选定，按图A.1.3在中心区域布置39个测点，测点之纵向与横向全尺度间距均为10m，各测点平面坐标如表A.1.1所示，测点全尺度高度为1.5m。A.0.3 应采用标准模型周围的风速分布，地貌类别应取为B类，风向角应取0。图A.1.2 标准模型测点分布图表A.1.1 标准模型测点坐标（单位：m）测点编号XY测点编号XY测点编号XY1-552514-1515272552-452515-1552835453-354516-5252935354-353517-5153035255-3525185253135156-351519515323557-3552015253345458-25452115153445359-25352215535452510-252523254536451511-25152425353745512-25525252538552513-152526251539652522本标准用词说明1 为便于在执行本标准条文时区别对待，对执行规范严格程度的用词说明如下：1）表示很严格，非这样做不可的用词：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；2）表示严格，在正常情况均应这样做的用词：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；3）表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词，采用“可”。2 条文中指明应按其他有关标准、规范执行的写法为：“应符合的规定”或“应按执行”。本标准引用标准名录1 建筑结构荷载规范GB 500092 建筑工程风洞试验方法标准JGJ/T 3383 建筑结构荷载规范DBJ 15-101-2014广 东 省 标 准建筑风环境测试与评价标准Test and evaluation standard for building wind environmentDBJ -条 文 说 明编制说明广东省标准建筑风环境测试与评价标准DBJ -，经住房和城乡建设部备案，备案号，广东省住房和城乡建设厅年月日以第号公告批准、发布。本标准编制过程中，编制组对荷兰、日本、美国等国家相关规范进行了调研，开展了等多项专题研究，结合广东省的实际情况和工程设计经验，参考国内外规范和国家标准的有关内容，在省内外广泛征求建设主管部门和设计院等有关使用单位的意见，并对反馈意见进行了汇总和处理。本标准为推荐性标准，适用于建筑规划、设计、风环境现场实测等相关环节，重点对建筑风环境的模拟、测试方法和评价准则做出细致规定，为建筑工程风环境评估提供指导。目 次编制说明123 基本规定144试验与模拟方法144.1 风洞试验144.2数值模拟154.3 现场实测185 评价标准185.1 基本规定185.2评价准则19附录A 标准模型试验203 基本规定3.0.1根据建筑使用功能分类，可分为：居住建筑、公共建筑、工业建筑和农业建筑，其中居住建筑包含住宅、宿舍、公寓等，公共建筑包含行政办公建筑、文教建筑、托教建筑、科研建筑、医疗建筑、商业建筑、观览建筑 、体育建筑、旅馆建筑、交通建筑、通信广播建筑、园林建筑、纪念性建筑等。本条第1款参考日本东京都政府规定。日本东京都政府规定，高度超过100m的建筑与占地面积超过10万平方米的开发项目，开发商必须进行包括行人风环境在内的周边环境影响评估，当住户对发展商提出要求时，也经常要进行风环境问题的专门研究；在澳大利亚，每一栋3层以上的建筑都需要进行风环境评估；在美国与加拿大，许多大城市如波士顿、纽约、旧金山、多伦多等，新建建筑方案在获得相关部门批准之前，都需要进行建前和建后该地区建筑风环境的考察，以评估新建建筑对该区域行人风环境的影响。在我国台湾地区，建设主管部门意识到建筑风环境问题的重要性，规定高度超过60m的新建项目必须进行包括行人风环境舒适度在内的环境影响评估。3.0.2对于高层、超高层建筑或者大型构筑物，常常不能忽略风状况改变带来的影响，距离越近，影响越显著；因此，对于占地面积超过10万平米的既有大型公共或居住建筑区域内的新建建筑工程，当高度超过100m时、应考虑其对1倍高度半径范围内的既有建筑周边风环境的影响。3.0.3室外活动和休憩场所除通常认为的近地面区域、还应包括中高层建筑居住者可以利用的外部空间，比如通道、阳台、连廊、架空层、天井开口等区域等，这些区域由于风环境恶化常常会伴生一些问题、障碍和纠纷。3.0.5我省沿海地区在台风季节容易或者经常遭受台风、龙卷风等强风影响，参考广东省标准建筑结构荷载规范（DBJ 15-101-2014），基本风压大于0.5kN/的区域为容易遭受台风等强风影响区域；强风侵袭期间由于风速过大导致的行人安全事故时有发生，尤其多高层建筑角部区域，由于气流分离影响更易出现该类事故，为避免或减小由于建筑规划和设计造成局部风速增大从而导致事故的发生，有必要针对50m以上建筑工程的室外风环境的安全性进行评估，以便及早发现潜在风险，有针对性的采取改善措施或者在强风来临前作出警示。4 试验与模拟方法4.1 风洞试验4.1.6本条参考香港中大文学空气流通评估方法可行性研究和澳洲风环境标准制定。对于大型区域，模拟半径r不应小于Smax，宜取为（1.0-1.2）Smax，以项目区域中心为圆心，最外围建筑与圆心的距离为Smax；（考虑主导风向边缘的干扰建筑）对于新建项目，选择模拟区域时应首先找到拟建建筑或建筑群的红线范围，在其临近区域内找出高度最高的建筑物H，当场地内较高的建筑物数量较多时，H可界定为这些较高建筑的平均高度；当新建项目为1-2栋建筑物时，模拟中心选为建筑物中心，当新建项目为多栋建筑物时，模拟区域的半径应从建筑红线边界算起。所谓风洞模型的阻塞比指的是模型区域各类建筑模型在风洞横断面上的面积投影总和与对应断面上风洞洞体横断面积的比值，对不不同的测试风向，阻塞比也会发生变化，因此要保证所有风向角下最大的阻塞比满足要求。当测试模型的缩尺比超过5%的限值后，需要对测试结果进行修正。可适当对建筑物予以简化，但应对影响行人区风环境较为显著的细节进行模拟，如雨篷、行人走廊、大型广告牌、挡风板等，同时还需对底盘模型范围内的主要地形、地貌、临近建筑物、街道、高架桥和街景等进行模拟。4.1.7 On differences and similarities of applied windcomfort criteria（H.Holger Koss，2006）表3列出了行人活动类别的定义：表3 行人活动类别（PAC）定义PAC描述A较长时间坐（固定座位、门廊、咖啡馆、餐馆、露天剧场、游泳池等）B行人站立，短时坐或站立（临时固定座位、公园、赛场、购物街和购物中心等）C步行，散步，正常行走，漫步（走道，建筑入口，购物街和购物中心等）D商务步行，快步走 （停车场、街道、人行道、观景楼等）风环境测点的布置原则是选择较多行人聚集的区域，包括建筑主要出、入口、室外开阔区域、公园、广场、人行道以及对行人高度处风速有专门要求的活动场所，以及可上人屋面、阳台、空中连廊等人可涉足的区域，参考上表，本标准根据行人活动的不同将行人活动划分为A、B、C、D、E五种类别，见表1，以便进行行人区域的划分。表1 行人活动分类行人活动类别描述A较长时间坐（固定座位、门廊、咖啡馆、餐馆、露天剧场、游泳池等）B行人站立，短时坐或站立（临时固定座位、公园、赛场、购物街和购物中心等）C步行，散步，正常行走，漫步（走道，建筑入口，购物街和购物中心等）D商务步行，快步走 （停车场、街道、人行道、观景楼等）E不适于行人活动，需要消除污染物或热源的特殊区域注：“短时”指不超过15分钟根据实际的建筑布局以及风速的气动特点，风速测点布置的密度应该有所区别。其中主要的风速测点应布置在风环境问题可能比较突出的地方，比如建筑角部附近、狭长的巷道、建筑主要出入口处、拟建位置如室外座位、游泳池或旅馆等区域，风速测点密度略大，而在空旷的公园、广场等区域，可适当降低测点密度。一般来说，在水平方向上，测点之间的距离在10m-50m之间，测点数量一般在30-50个之间，根据实际需要也可增加测试点的数量。在垂直方向上，行人高度一般指的是1.5-2.0m之间的高度范围，对于风环境风洞测试来说，对应的实际测试高度应根据模型缩尺比进行换算，一般在4-10mm之间。4.1.8 因风环境测试主要为后续风环境评估提供数据，进行风环境评估需结合风气候数据开展，现阶段我们的风气候基本数据主要为16个方位角，对应的风向角间隔为22.5，因此此处风向角间隔取为22.5；对于风环境要求更高的情况，可以根据实际需要调整风向角间隔。4.2数值模拟4.2.2 第1款同4.1.6条。计算域的高度应至少不小于模拟半径范围内最高建筑H的2倍； 计算域宽度的选择应以模拟直径D为基准尺度，相应的计算域宽度应不小于地盘直径的4倍； 计算域顺风向长度选择的基准尺度应取最高建筑物高度H和模拟直径R之间的较大者，模拟范围边缘离入口之间的距离称为上游计算域长度L1，应不小于基准尺度的1.5倍，模拟范围边缘离出口之间的距离称为下游计算尺度L2，应不小于基准尺度的2.5倍。进行室外风环境模拟时，高的几何精确度是无必要的，过高的几何精确度意味着可能出现网格数量巨大和网格质量的恶化。因此在进行几何建模时应对模型进行适当简化，同时针对处理的问题不同采取不同的简化方式：几何模型必须完整反应模拟区域内的所有建筑物及平面相对位置，不得错、漏；对建筑外轮廓进行模拟，对于尺度在0.5m以下的建筑立面突起或缩进可予以忽略，如幕墙的外立面突起型材、局部遮阳板等，对于建筑外窗考虑其为全封闭状态；对于近地面的挡风板、广告牌等需进行模拟，近地面植被可通过地面粗糙度的模式化予以考虑，如对于厚度很小的薄板状构件可采用面（surface）来代替，对于大面积的镂空部件可采用多孔介质予以考虑，对于植被可采用附加源项等方法近似考虑。当模型较为复杂，不好确定阻塞率时，需满足横向和竖向上的方向阻塞率均不大于20%，方向阻塞率指建筑模型横截面的最大投影宽度或高度与数值风洞流域的宽度或高度的比值。4.2.3 建筑风环境的数值模拟，最重要的问题是准确再现近壁面的分离流特性。因此需要在建筑模型边缘或预期物理量梯度较大的区域提高网格离散的质量，以求解分离流动或大梯度流动特性。在目标建筑包含评估点的区域，最小网格精度应该约为建筑尺度的1/10（约0.5-5m）；此外，竖向布置的网格应该使所评估的行人高度风速监测点（离地1.5-2m）应位于离地面至少第3-4层或更高层网格处。网格划分应遵循以下原则：尽量采用结构网格或者混合网格；如使用非结构网格，建议在地面和建筑表面设置平行于地面和外墙壁的边界层网格，以提高近壁面模拟精度；在所关心的建筑或位置周围流场变化剧烈的区域采用小尺度网格，在流场变化小的区域采用大尺度网格；并使粗细网格平滑过渡，控制网格尺寸的比例增长比例不大于1.2；对近地面第一层网格的厚度加以控制，行人高度以下不少于3层网格；整体网格划分应下密上疏，能准确反应大气边界层近地风场特性；建筑每一面和两栋建筑之间的通道一般应设置至少10层网格以再现钝体绕流特性。整体网格分辨率要能捕捉到目标建筑的旋涡结构等主要绕流特性。在划分完网格后，要对网格质量进行检查，并加以平滑和优化。应该确认数值模拟预测的结果并不因为不同的网格划分而发生较大的改变。应选择不少于2种粗细网格划分方案进行数值模拟结果进行网格独立性检验，两个连续的粗细网格划分方案尺度之比在每个方向至少为1.5倍，即粗细网格的单位体积比至少为3.4。4.2.4常用的边界条件如下：与物理风洞试验首先需要采用各种装置准确模拟所需的边界层湍流风场特性类似，自保持平衡态湍流大气边界层的模拟是进行建筑结构绕流数值模拟的重要前提条件。因此在进行建筑绕流计算前，应建立与绕流模型一致的没有任何障碍物的空风洞数值模型，进行空域边界层湍流风场的自保持性验证，以确保风速、湍流强度等流动特性沿流向不发生明显变化。研究表明，自保持边界层的模拟主要和边界条件及湍流模型参数等有关，在基于雷诺平均方法进行建筑风环境的数值模拟中，可采用如下方法和数学模型定义数值风洞的边界条件：入口边界条件：可分别采用如下对数率和指数率数学模型定义梯度风场的平均风速剖面和湍流特征参数剖面；对数律模型：指数律模型：式中：是摩擦速度，m/s；是卡门常数，取0.4，；z是离地高度，m；是粗糙长度，m； 是参考高度，m；是参考高度风速，m/s；是无量纲模型缩尺比，ls=lf/lm；是湍流模型常数，取0.09，C1、C2、D1、D2可以根据风洞数据拟合得到，其余参数可依据所模拟的湍流风场要求取值。如无风洞试验数据，对标准风场可参考下表取值：表1 地貌类型和风场参数类别地貌状况粗糙高度z0（m）梯度风高度HG（m）粗糙度指数iA近海海面和小海岛、开阔水面、海岸、湖岸、沙漠地区0.013000.12B田野、乡村、平坦开阔地、丛林、房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区等地区0.053500.15C树木及低层建筑等密集地区、中高层建筑稀疏地区、平缓地丘陵地0.34500.22D中高层建筑密集地区、起伏较大的丘陵地1.05500.30表2 入口边界条件数学模型参数取值类别对数率指数率u*(m/s)z0(m)C1C2ur(m/s)zr(m)iD1(m4-i/s4)D2(m4/s4)A0.60.01-0.365.0010100.12-5.3214.57B0.80.05-0.273.1610100.16-6.3323.75C1.20.3-0.191.6610100.22-8.9453.10D2.01.0-0.201.3810100.30-13.65160.74出口边界条件：充分发展或压力出口；顶面和两侧：对称；地面及模型表面：无滑移壁面，地面边界条件需进行粗糙度修正。应根据有关文献适当确定空气动力学粗糙度长度z0和等效砂粒粗糙度粗糙度参数ks之间的关系。4.2.5 风环境研究的对象多为钝体建筑结构，流动显示试验表明，钝体结构周围的绕流场充满着分离、再附和涡旋等非常复杂的湍流流动结构。受制于理论和数值模拟发展水平的限制，在当前阶段要精确模拟大范围复杂分离流动现象仍非常困难。风环境研究对象主要为建筑周围速度场，研究表明，不同湍流模型模拟钝体建筑模型绕流结果差异很大；比较表明对于建筑建筑结构速度场的预测，基于雷诺平均平均方法的SST k-模型预测结果与试验结果较为接近，RNG 模型对速度场的模拟也有较好的吻合。此外，即使同一湍流模型，不同模型参数得到的结果也有较大的差异。因此建议数值风洞技术使用者需要通过对单体建筑模型或群体建筑绕流场数值模拟结果进行验证后，再拓展到实际工程项目的风环境模拟预测与评估中。对于复杂建筑群, 当连续性方程收敛残差达到小于0.001存在比较困难时，可以尝试采用如下方法提高迭代计算的收敛性：1）用1阶离散格式迭代计算作为初场；2）针对不同的迭代求解算法，调整收敛性出现问题的控制方程的松弛因子或减小库朗数；3）提高网格离散质量，尽量避免出现过于细长如长宽比大于5：1的网格（但边界层网格除外），或过大扭斜率的网格。4.2.6 因风环境模拟主要为后续风环境评估提供数据，进行风环境评估需结合风气候数据开展，现阶段我们的风气候基本数据主要为16个方位角，对应的风向角间隔为22.5，因此此处风向角间隔取为22.5；对于风环境要求更高的情况，可以根据实际需要调整风向角间隔。4.3 现场实测4.3.2 现场室外测试时间跨度很大，从单个某天到整年的测试案列都有，根据已有测试案列分析，大多数的现场测试都超过一个季节，绝大部分现场测试季节为夏季和冬季，特殊要求可以测试半年或者整年。因此一年之中的夏季和冬季必须测试，每个季节6-10天左右且必须是代表这个季节的正常日子（不是反常天气，比如在冬季有的时候特别暖和），如果有特殊要求的可以测试春季或者春季或者全年都测试。4.3.3 一天中的测试时间必须测试整个下午，其次是上午，极少数晚上测试，因此，根据大量测试案列分析，一天中的测试时间为上午10点到下午4点；室外风速变化快，呈现脉动性，测试时需要3-5分钟才能稳定读出平均风速，时程数据的采样时长为10分钟。4.3.5 最不利区域的测试包括容易形成的无风区（死角）和涡旋区，这些区域是指容易造成污染物聚集，不利于人体健康，其选取可采用经验定性确定或模拟计算判断。4.3.6 可选择离拐角处8m左右的位置布置测点；主要活动区域选取典型测点即可；关键测点指局部可能最大风速测点和风速最小测点，局部可能风速最大测点应根据气流特点、主导风向定性分析选取，风速最小测点可从建筑背风面选取。4.3.7 参考点风速按5.1.4条条文说明计算。5 评价标准5.1 基本规定5.1.2 风环境舒适度是依据夏季和冬季提出的，主要是因为：广东省为夏热冬暖地区，夏季漫长且难以忍受，而冬季和煦且温暖；对于城市区域，热岛效应和弱风加剧了夏季不舒适的室外热环境，人们在炎热潮湿的夏季对风的需要尤为强烈。而对于冬季，行人可以通过穿着合适的衣服来达到适中舒适感。夏季和冬季是我省的代表性季节，作为过渡季节的春秋两季短得可以忽略不计。因此相比过渡季节，人们也更为关心如何在冬夏两季中获得可接受的风环境舒适性。我省的过渡季节风环境与冬季较为相似，与夏季则截然不同，因此如有需要，可参考冬季进行过渡季节的风环境舒适度评估。5.1.3 因风环境安全性问题通常是由瞬时风速造成，因此安全性评估采用阵风风速较为合理。当采用现场实测数据进行安全性评估时，可以采用测试获得的平均风速、风速标准差按5.1.3条计算阵风风速，也可以直接采用记录的瞬时风速作为阵风风速进行评估。5.1.5 本条假设：R=VrV0=VVh我国的规范体系中一直采用指数率作为风剖面的表达式，按照式（5.1.4）进行平均风速的计算时，现场中测点相同高度处的平均风速可以通过气象台站的风气候数据按下式换算获得： Vh=V10h10其中，V10为现场中标准地貌下10m高度处的平均风速（m/s），可以通过气象台站的风气候数据获得，试验中的地面风速测点对应的原型高度h取为1.5m或者其它高度,试验时的地貌也不一定是标准地貌，此时需考虑不同地貌和不同高度的换算，为风剖面指数，A、B、C、D对应0.12、0.15、0.22、0.3，为换算系数，A、B、C、D对应1.133、1.000、0.738、0.512。5.1.6 本条假定：Rg=VgV0=VVh5.1.7对于可以获得风速时程的情况，可以通过风速时程获得测点风速平均值及标准差。受制于理论和数值模拟发展水平的限制，目前风环境数值模拟多采用准定常数值模拟方法进行计算，通常只能获得平均风速，此时可以采用表5.1.7获得1.5m高度处的风速脉动系数以估计阵风风速。h高度处风速脉动系数按式（5.1.7-1）计算，高度小于10m时，湍流强度取广东省标准建筑结构荷载规范（DBJ 15-101-2014）中10m高名义湍流度I10，对应A、B、C和D类地面粗糙度，可分别取0.12、0.14、0.23和0.39，其他高度处的湍流强度可按下式进行计算：Ih=