建筑環(huán)境中風(fēng)能利用的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用

建筑環(huán)境中風(fēng)能利用的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用

隨著世界能源和環(huán)境危機(jī)的加劇，可再生和發(fā)展綠色能源，如能源能源和能源能源。風(fēng)能是一種無(wú)污染、可再生的清潔能源。風(fēng)能利用則是將風(fēng)運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。由于其具有無(wú)環(huán)境污染、開發(fā)利用便捷、成本低等優(yōu)點(diǎn),風(fēng)能的開發(fā)利用受到了世界各國(guó)普遍關(guān)注。風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能利用的重要形式。自1890年丹麥政府制訂風(fēng)力發(fā)電計(jì)劃,并于1891年建成世界上第一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)以來(lái),風(fēng)力發(fā)電技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,已逐步走向成熟并得以廣泛推廣。世界上很多國(guó)家,尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)風(fēng)電的開發(fā)給予了高度重視。我國(guó)從上世紀(jì)80年代起就一直積極發(fā)展風(fēng)電,并把大力開發(fā)風(fēng)電列入了國(guó)家“十一五”規(guī)劃。目前,安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的地區(qū)多位于曠野、沙漠或近海等區(qū)域,發(fā)出的電能經(jīng)能源公司輸送到市中心,增加了電成本。隨著現(xiàn)代化和城市化的發(fā)展,一方面,城市的建筑越來(lái)越多,越來(lái)越高,建筑環(huán)境中的風(fēng)能越來(lái)越大,另一方面,城市和建筑所需消耗的能源越來(lái)越多,環(huán)境危機(jī)、電力緊缺問(wèn)題日益嚴(yán)重,開發(fā)新的可再生清潔能源勢(shì)在必行,這使得研究建筑環(huán)境中的風(fēng)能發(fā)電利用技術(shù)成為必要和可能。與傳統(tǒng)的風(fēng)能利用形式相比,建筑環(huán)境中的風(fēng)能利用具有免于輸送的優(yōu)點(diǎn),所產(chǎn)生的電能可以直接用于建筑本身,為綠色建筑的發(fā)展提供了一種新思路。國(guó)內(nèi)外科技人員圍繞這一新思路進(jìn)行了許多研究和工程嘗試,并取得了初步成果。本文在介紹建筑環(huán)境中的風(fēng)能特點(diǎn)和利用方式的基礎(chǔ)上,總結(jié)了建筑環(huán)境中風(fēng)能利用的研究成果,并提出了有待進(jìn)一步研究解決的問(wèn)題,旨在為建筑風(fēng)能利用技術(shù)的推廣應(yīng)用提供參考。1風(fēng)速特點(diǎn)和建筑環(huán)境的使用形式1.1開洞和渦流區(qū)風(fēng)場(chǎng)的變化大氣邊界層中的自然風(fēng)遇到地面建筑物時(shí),一部分被建筑物阻擋而繞行,從而使建筑物周圍的風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)生了很大的變化。隨著現(xiàn)代化和城市化的發(fā)展,建筑環(huán)境中的風(fēng)場(chǎng)變化越來(lái)越大。尤其是建筑物高度和密度比較大的城市,由于其下墊面具有較大的粗糙度,可引起更強(qiáng)的機(jī)械湍流,其局部風(fēng)場(chǎng)的變化也將明顯加強(qiáng)。與郊區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)相比,城區(qū)的來(lái)流風(fēng)具有速度低、紊流度大等特點(diǎn),且風(fēng)力相對(duì)較小。然而,由于建筑物的影響,城市也能制造局部的大風(fēng)。如圖1所示,高層建筑屋頂上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)較大的風(fēng)速區(qū),即“屋頂小急流”,建筑物的開洞部位也會(huì)有明顯的穿堂風(fēng);城市街道中以及兩棟大樓之間的通道,由于“夾道效應(yīng)”,在無(wú)大風(fēng)時(shí)可制造局部大風(fēng),如圖2。同時(shí)需要注意的是,風(fēng)在爬升高層建筑頂部和穿越兩側(cè)以后,在建筑物的周圍會(huì)形成渦流區(qū)。渦流區(qū)風(fēng)場(chǎng)不均勻,又無(wú)規(guī)則,還隨機(jī)變化,有時(shí)甚至?xí)斐娠L(fēng)害。因此,要利用建筑環(huán)境中的風(fēng)能,準(zhǔn)確了解其風(fēng)力分布特點(diǎn)是首要條件。1.2風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)供電建筑環(huán)境中的風(fēng)能利用形式可分為:以適應(yīng)地域風(fēng)環(huán)境為主的被動(dòng)式利用——自然通風(fēng)和排氣;以轉(zhuǎn)換地域風(fēng)能為其他能源形式的主動(dòng)式利用——風(fēng)力發(fā)電。本文主要研究建筑環(huán)境中的風(fēng)力發(fā)電,即在建筑物上安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī),所產(chǎn)生的電能直接供給建筑本身,這樣可減少電能在輸配線路上的投資與損耗,有利于發(fā)展綠色建筑或者零能耗建筑。建筑環(huán)境中風(fēng)力發(fā)電的供電模式有:獨(dú)立運(yùn)行模式——風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電能經(jīng)蓄電池儲(chǔ)能,再供應(yīng)用戶使用;與其它發(fā)電方式互補(bǔ)運(yùn)行模式——風(fēng)力-柴油機(jī)組互補(bǔ)發(fā)電方式,風(fēng)力-太陽(yáng)能光伏發(fā)電方式,風(fēng)力-燃料電池發(fā)電方式;與電網(wǎng)聯(lián)合供電模式——采用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)供電,以滿足建筑的用電需求,電網(wǎng)作為備用電源供電。當(dāng)風(fēng)力機(jī)在發(fā)電高峰時(shí),產(chǎn)生的多余電量送到電網(wǎng)出售,使得用戶有一定的收益。當(dāng)風(fēng)力機(jī)發(fā)電量不足時(shí),可從電網(wǎng)取電。這種模式免去了蓄電池等設(shè)備,后期的維修費(fèi)用也相對(duì)比較少,使得系統(tǒng)成本大幅度下調(diào),經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)大于其他兩種模式。2風(fēng)能發(fā)電技術(shù)1998年,歐洲委員會(huì)開展了“WindEnergyintheBuiltEnvironment”(WEBE)的研究項(xiàng)目,第一次將風(fēng)能發(fā)電引進(jìn)城市建筑中。之后,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)建筑環(huán)境中風(fēng)能的利用技術(shù)進(jìn)行了研究。研究主要著眼于建筑風(fēng)環(huán)境模擬、建筑風(fēng)力集中器研究、適宜建筑環(huán)境的風(fēng)力發(fā)電機(jī)研究以及建筑環(huán)境風(fēng)力發(fā)電效益評(píng)估等方面。2.1cfd和風(fēng)洞試驗(yàn)的比較建筑風(fēng)環(huán)境的研究是建筑風(fēng)能利用技術(shù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。建筑風(fēng)環(huán)境的研究方法主要有:現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、風(fēng)洞試驗(yàn)和CFD(ComputationalFluidDynamics)數(shù)值模擬。由于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)無(wú)法在建筑建造之前進(jìn)行,也就無(wú)法為設(shè)計(jì)者提供參考,因此局限性很大,一般作為評(píng)定其他方法準(zhǔn)確與否的標(biāo)準(zhǔn)。目前,建筑風(fēng)環(huán)境的研究主要是通過(guò)CFD數(shù)值模擬和風(fēng)洞試驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行。早在20世紀(jì)70年代,就有學(xué)者利用風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)建筑的風(fēng)環(huán)境進(jìn)行了研究。風(fēng)環(huán)境中CFD數(shù)值模擬方法興起于20世紀(jì)80年代。起初的研究多為單體建筑,采用的湍流模型也是比較簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程模型的RANS方法。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展,很多更準(zhǔn)確的模型被提出,模擬的建筑也從單體建筑發(fā)展到多體建筑和群體建筑。2.2風(fēng)力集中器建筑型式應(yīng)用建筑風(fēng)力集中器主要研究建筑對(duì)風(fēng)能的強(qiáng)化和集結(jié)效應(yīng)。與郊外、近海相比,建筑環(huán)境中的風(fēng)場(chǎng)有紊流加劇、風(fēng)速降低的特點(diǎn),為提高建筑環(huán)境中的風(fēng)能利用效率,對(duì)建筑環(huán)境進(jìn)行規(guī)劃,對(duì)建筑進(jìn)行特定的形體和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),解決風(fēng)場(chǎng)構(gòu)筑、風(fēng)力強(qiáng)化和集中是該研究的關(guān)鍵問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外學(xué)者結(jié)合本地的氣候特征和建筑類型,分析了各類建筑對(duì)風(fēng)能的集結(jié)效果及其影響因素,提出了許多有利于風(fēng)能強(qiáng)化和集中的模型,其中最有代表性的是SanderMertens根據(jù)建筑中安裝風(fēng)力機(jī)位置提出的3種基本空氣動(dòng)力學(xué)集中器模型:Diffuser型、Flatplate型、BluffBody型,我國(guó)學(xué)者分別稱之為擴(kuò)散體型、平板型和非流線體型,如圖3。其中非流線體型風(fēng)力集中器建筑型式是將風(fēng)力渦輪機(jī)放置在建筑物屋頂上,利用建筑物屋頂較大的風(fēng)速,進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電;平板型風(fēng)力集中器建筑型式是在一個(gè)平板型建筑物中間的空洞內(nèi)放置風(fēng)力渦輪機(jī),利用空洞聚集加強(qiáng)的風(fēng),驅(qū)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī);擴(kuò)散體型風(fēng)力集中器建筑型式則是在兩個(gè)建筑之間的風(fēng)道內(nèi)放置一個(gè)或多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī),利用風(fēng)道內(nèi)聚集的風(fēng)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電。此外,英國(guó)科學(xué)家DerekTaylor建造了屋頂風(fēng)能系統(tǒng),利用屋頂對(duì)風(fēng)力的強(qiáng)化效應(yīng)在房頂上安裝垂直或水平軸風(fēng)力機(jī)。1999年到2001年,在WEBE的資助下,英國(guó)學(xué)者對(duì)擴(kuò)散體型進(jìn)行了較為深入的研究,利用CFD數(shù)值模擬和風(fēng)洞試驗(yàn)相結(jié)合的方法,分析評(píng)價(jià)了不同建筑形式的風(fēng)能利用效果。最后指出,橫截面為腎形和回飛棒形的擴(kuò)散型建筑物,其風(fēng)通道內(nèi)風(fēng)能利用效果最好,并建造了擴(kuò)散型集中器模型。2001年到2002年,荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)和荷蘭能源研究中心開展了“Windenergysolutionsforthebuiltenvironment”的研究項(xiàng)目,建造了平板型集中器模型建筑。2003年,SanderMertens利用CFD數(shù)值模擬的方法,詳細(xì)分析了非流線體型集結(jié)風(fēng)能的效率,并指出風(fēng)力機(jī)的最佳安裝位置。2004年,Ken-ichiAbe、YujiOhya使用CFD軟件模擬分析了一種具有折邊的擴(kuò)散體建筑周圍的流場(chǎng),分析研究了此種建筑形式對(duì)風(fēng)能強(qiáng)化和集結(jié)效果,并指出其最佳風(fēng)能集結(jié)位置。我國(guó)有關(guān)建筑環(huán)境中風(fēng)能利用的研究才剛剛起步。苑安民、田思進(jìn)介紹了高層建筑群的“風(fēng)能增大效應(yīng)”及計(jì)算方法,提出了建筑“風(fēng)洞”和“風(fēng)壩”概念,為城市如何提高風(fēng)能利用的建筑設(shè)計(jì)和改造,提供了一種新思路。香港學(xué)者LinLu、KaYanIp利用數(shù)值分析的方法,研究了單個(gè)建筑、兩個(gè)建筑和多個(gè)建筑的風(fēng)環(huán)境,分析了建筑屋頂形狀對(duì)風(fēng)能利用的影響。2006年至今,以陳寶明為代表的山東建筑大學(xué)的學(xué)者們[4,16,17,18,19,20,21],結(jié)合我國(guó)濟(jì)南市的氣候特征,利用CFD和風(fēng)洞試驗(yàn)相結(jié)合的方式,以3種基本建筑集中器型式為基礎(chǔ),研究分析了多種建筑形式的風(fēng)能集結(jié)效果及其影響因素,并指出了風(fēng)能集結(jié)的最佳位置。2.3風(fēng)力發(fā)電機(jī)在建筑環(huán)境中的應(yīng)用建筑環(huán)境中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)不同于傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。鑒于建筑風(fēng)環(huán)境中舒適度以及結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的要求,建筑對(duì)風(fēng)能的強(qiáng)化和集結(jié)效應(yīng)受到了一定的限制。如何提高建筑環(huán)境中風(fēng)能利用效率,其風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的?？紤]到建筑環(huán)境中風(fēng)能的特點(diǎn),大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)用受到了一定限制。開發(fā)研究適宜建筑環(huán)境的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)成為當(dāng)前的一個(gè)熱門話題。建筑環(huán)境中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究主要著眼于增大發(fā)電功率、減少噪音和振動(dòng)以及安全美觀性等幾個(gè)方面。風(fēng)力機(jī)的發(fā)電功率與風(fēng)速的三次方和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用效率成正比,因此增大風(fēng)速和提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用效率成為了關(guān)鍵的技術(shù)。目前,可用于建筑環(huán)境中的風(fēng)力機(jī)有水平軸風(fēng)力機(jī)(HAWT)、垂直軸風(fēng)力機(jī)(VAWT)和建筑增強(qiáng)型風(fēng)力機(jī)(BAWT)。其中,水平軸風(fēng)力機(jī)的應(yīng)用最廣泛。相比于水平軸風(fēng)力機(jī),垂直軸風(fēng)力機(jī)具有安裝維修方便、葉片設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、造價(jià)成本低等特點(diǎn),任何方向來(lái)風(fēng)都能利用發(fā)電,且噪音也比較小。建筑增強(qiáng)型風(fēng)力機(jī)是將風(fēng)力機(jī)與建筑相結(jié)合,利用建筑對(duì)風(fēng)能的強(qiáng)化和集結(jié)作用,從而提高發(fā)電效率。SanderMertens等通過(guò)研究得出:安裝在建筑中的風(fēng)力機(jī),只有當(dāng)其轉(zhuǎn)子的直徑不大于建筑直徑的15%或有垂直軸時(shí),才能充分利用風(fēng)能。同時(shí)分析了不同類型的風(fēng)力機(jī)在建筑中的特性,并從提高風(fēng)力機(jī)發(fā)電性能及減少風(fēng)力機(jī)噪音和振動(dòng)等方面,對(duì)建筑中的風(fēng)力機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),針對(duì)頂部安裝形式,提出了若干種可應(yīng)用于建筑環(huán)境中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型。2006年,EmmaDayan較為詳盡地闡述了在建筑環(huán)境中利用風(fēng)能的3種風(fēng)力機(jī)(HAWT、VAWT和BAWT)的現(xiàn)有研究技術(shù)。蘇格蘭的斯特拉思克萊德大學(xué)(StrathclydeUniversity)研究了一種應(yīng)用于中高層建筑的管道式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。2009年,BillHoldsworth系統(tǒng)總結(jié)了建筑中小型風(fēng)力機(jī)的研究成果(如圖4),闡述了其研究技術(shù)、發(fā)展障礙和發(fā)電效益,并提出了小型風(fēng)力機(jī)的發(fā)展思路。我國(guó)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究始于20世紀(jì)80年代,主要是解決偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)牧民供電問(wèn)題的方案,關(guān)于建筑環(huán)境中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究幾乎空白。2.4屋頂風(fēng)力機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的碳排放影響一種技術(shù)能否推廣,其效益的評(píng)估是十分重要的。相比傳統(tǒng)的供電模式,建筑環(huán)境中風(fēng)力發(fā)電的成本如何1998年,WEBE項(xiàng)目研究得出:無(wú)論是新設(shè)計(jì)的或是翻新改進(jìn)的裝有風(fēng)力渦輪機(jī)的建筑物,必須有至少20%的用電來(lái)自風(fēng)能發(fā)電,以保證它們的安裝成本是合算的。關(guān)于建筑環(huán)境中風(fēng)能利用效益,國(guó)外有些學(xué)者已經(jīng)做出了具體的研究。2007年A.D.Peacock等學(xué)者,根據(jù)英國(guó)當(dāng)?shù)貧夂驐l件,對(duì)屋頂安裝小型風(fēng)力機(jī)的發(fā)電功率進(jìn)行了研究,分析其可行性,同時(shí)指出了小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以減少二氧化碳的排放量。2009年,新西蘭學(xué)者N.Mithraratne以新西蘭為例,研究了屋頂安裝型式從風(fēng)力機(jī)制造到安裝維護(hù)再到最后的廢物處理整個(gè)過(guò)程的能耗和二氧化碳等溫室氣體的排放量,最后與集中式風(fēng)力發(fā)電模式相比,得出屋頂風(fēng)力發(fā)電模式的凈能耗和二氧化碳的排放量都比較小的結(jié)論。由于建筑環(huán)境中風(fēng)場(chǎng)的變化較大,再加上風(fēng)力機(jī)發(fā)電效率、運(yùn)行性能等不定因素,風(fēng)力發(fā)電效益的評(píng)估均是建立在多種假設(shè)的基礎(chǔ)上分析的,其準(zhǔn)確性還需進(jìn)一步提高。3屋頂應(yīng)用和建筑環(huán)境中的風(fēng)效率3.1全球首個(gè)旋轉(zhuǎn)摩天大樓—國(guó)外應(yīng)用實(shí)例隨著研究的深入,部分技術(shù)已經(jīng)或?qū)⒃趯?shí)際工程中得到應(yīng)用。在3種風(fēng)力機(jī)安放型式中,屋頂安裝最易實(shí)現(xiàn)。目前,在英國(guó)、荷蘭、德國(guó)等國(guó)家,建筑屋頂上安裝小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)例已枚不勝舉。由Atkins設(shè)計(jì)的巴林世界貿(mào)易中心于2008年底完工,如圖5,這是世界上第一座大型的結(jié)合風(fēng)力渦輪的建筑,它由兩座50層高240m風(fēng)帆一般的塔樓組成,并支撐著三座直徑29m的水平軸風(fēng)力渦輪,預(yù)計(jì)能滿足大廈每年耗電量的11%～15%。由大衛(wèi)·費(fèi)希爾設(shè)計(jì)的全球首個(gè)旋轉(zhuǎn)摩天大樓——“動(dòng)態(tài)城堡”(圖6)將在迪拜建成,大樓高約420m,共80層,每層可360°旋轉(zhuǎn)。通過(guò)安裝在旋轉(zhuǎn)樓板之間的79個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī),大樓可實(shí)現(xiàn)自我供電。由乍得·奧本海默設(shè)計(jì)的theCORBuilding(圖7)坐落于美國(guó)邁阿密,共25層,建筑的外墻架構(gòu)融入了日光遮篷和露天平臺(tái)等結(jié)構(gòu)需求,又為整幢大樓提供熱絕緣、光電板、太陽(yáng)能熱水裝置和渦輪電樞,風(fēng)力機(jī)與建筑有機(jī)結(jié)合,成為邁阿密設(shè)計(jì)區(qū)的又一地標(biāo)。3.2風(fēng)力機(jī)建筑屋頂應(yīng)用我國(guó)廣州正在建造一座69層高303m的零能源大樓——珠江大廈,如圖8所示,它由SOM設(shè)計(jì)事務(wù)所設(shè)計(jì),完全采用風(fēng)力、太陽(yáng)能供電。垂直風(fēng)力渦輪機(jī)將安裝在用于緊急避險(xiǎn)的設(shè)備層,不占用任何辦公空間。據(jù)數(shù)據(jù)表明,其通道內(nèi)風(fēng)速最大可達(dá)到10m/s,能有效進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電。2008年11月,一座實(shí)用型生態(tài)建筑“生態(tài)大廈”在青島市嶗山區(qū)落成,如圖9,大廈使用了光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等10多項(xiàng)新技術(shù)新工藝。其中,由太陽(yáng)能電池陣列、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、智能管理系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變器和交流配電柜組成的“風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)”,實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能、風(fēng)能與建筑一體化。2010年上海世博會(huì)充分發(fā)揮了環(huán)保理念,出現(xiàn)了許多“零排放”場(chǎng)館,其中,印度館屋頂就安放了一個(gè)小型垂直型風(fēng)力發(fā)電機(jī),如圖10。4風(fēng)環(huán)境風(fēng)場(chǎng)的模擬研究建筑環(huán)境風(fēng)能發(fā)電技術(shù)包括風(fēng)場(chǎng)、建筑結(jié)構(gòu)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)三大要素。只有這三大要素協(xié)同工作,才能保證建筑環(huán)境風(fēng)能的有效利用。由于該技術(shù)涉及結(jié)構(gòu)工程、風(fēng)工程、機(jī)電工程、空氣動(dòng)力學(xué)、建筑技術(shù)、環(huán)境學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,因此其研究具有普遍意義。自歐盟委員會(huì)將風(fēng)力發(fā)電引入城市建筑中以來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了很多研究,但仍存在許多問(wèn)題。為推廣建筑環(huán)境中的風(fēng)力發(fā)電技術(shù),如下問(wèn)題有待進(jìn)一步解決:(1)風(fēng)場(chǎng)模擬準(zhǔn)確性的提高:風(fēng)力渦輪機(jī)布置位置的選擇直接影響發(fā)電效率,選擇的位置應(yīng)盡可能使風(fēng)力發(fā)電效率最高,同時(shí)還應(yīng)該避免渦流區(qū),對(duì)結(jié)構(gòu)造成的負(fù)面影響最小,這需要提高對(duì)建筑風(fēng)場(chǎng)模擬的準(zhǔn)確度,提出更精確的湍流模型。無(wú)論是何種風(fēng)能利用形式,在未加入風(fēng)力渦輪機(jī)前,其附近風(fēng)場(chǎng)已較為復(fù)雜,而渦輪機(jī)葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)又能進(jìn)一步改變風(fēng)場(chǎng),兩者耦合,無(wú)疑增加了風(fēng)場(chǎng)模擬的難度,也給高層建筑設(shè)計(jì)中的風(fēng)荷載分析造成了一定的麻煩。(2)建筑風(fēng)環(huán)境中舒適度的研究:在研究建筑環(huán)境中風(fēng)能利用當(dāng)中,大部分學(xué)者模擬風(fēng)環(huán)境主要著眼于建筑對(duì)風(fēng)能的強(qiáng)化和集結(jié)作