[发明专利]一种高层建筑表面格栅的智能调节方法

权利要求书

1.一种高层建筑表面格栅的智能调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：利用风洞试验模拟，以建立格栅属性参数与幕墙表面风压分布的对应关系；

S2：利用风洞试验和CFD数值模拟，获得在周边建筑影响下的高层建筑在各个风向角下的表面风压分布结果，以确定主导风向的风向角；

S3：根据主导风向的风向角，使格栅立面与主导风向正对，则以主导风向下的风压分布结果为基础布置格栅装置。

2.根据权利要求1所述高层建筑表面格栅的智能调节方法，其特征在于，所述步骤S1中：

格栅属性参数包括以下形参：格栅角度、密度、栅格距离、与幕墙距离；通过调整各个形参对应的实参，进行风洞试验，以获得多组形参的实参及相对应的幕墙表面风压分布，反复实验，以得到单个形参的实参变化时或多个形参组合的实参变化时对应的幕墙表面风压分布变化。

3.根据权利要求2所述高层建筑表面格栅的智能调节方法，其特征在于，S3中：

根据S1中建立的对应关系，以及S3中的主导风向下的风压分布结果，调整格栅属性参数各形参对应的实参数值，以使主导风向下的幕墙表面风压分布上的风压值相对较小的调大，相对较大的调小，整体风压分布趋于均衡。

4.根据权利要求3所述高层建筑表面格栅的智能调节方法，其特征在于，使格栅属性参数与高层建筑风荷载对应，将高层建筑风荷载作为评价指标，设定最优高层建筑风荷载，以与最优高层建筑风荷载的远近关系，建立格栅属性参数优选顺位，以筛选出最优的格栅属性参数，具体步骤为：

A1：建立用于模拟实验的风速风向联合分布，利用风洞试验和CFD数值模拟，获取高层建筑表面风压分布；

A2：根据风压系数阀值，划分高层建筑表面高风压和低风压区域，在高风压区域，高层建筑风荷载的预测所需的格栅属性参数样本集满足能使高风压区域的风压降低的条件；在低风压区域，高层建筑风荷载预测所需格栅属性参数的样本集满足能使低风压区域的风压升高的条件；

A3：根据格栅属性参数和风压系数，利用正交实验法确定试验工况，利用拉丁超立方试验抽样方法分层、利用最大最小距离样本方法分类；通过分层分类的取样方式，建立初步的样本数据库；其中输入集取为风速、风向，高压区域和低压区域的格栅属性参数，输出集为高层建筑风荷载；

A4：利用Krging模型和支持向量机联合方法，建立输入集与预测集的对应关系，形成一个用于预测高层建筑风荷载的可训练的代理模型，基于输入集和输出集，以划分出训练集、验证集和测试集，通过机器学习的方式，训练所述代理模型，以使其输出的预测集与所述输出集损失函数值最小；

A5：损失函数中利用均方根误差和最大绝对误差及相关参数评价代理模型的全局精度与局部精度，且在评价模型的全局精度时，预测集分布满足EI准则；并利用贝叶斯方法或最大似然估计法推导输出集为高层建筑风荷载的代理模型预测公式，以预测不同格栅属性参数的高层建筑风荷载，以筛选出最优的格栅属性参数。

5.根据权利要求4所述高层建筑表面格栅的智能调节方法，其特征在于，所述格栅装置上安装有风速传感器和风向传感器，通过实时监测风速风向，根据对应关系，动态调整格栅角度和与幕墙距离实参值，以使幕墙表面风压分布趋于均衡。

6.根据权利要求5所述高层建筑表面格栅的智能调节方法，其特征在于，格栅属性参数划分为格栅布局类参数和格栅细部类参数；格栅布局类参数与幕墙表面风压分布的对应关系的建立方式采用对比验证法；其中一种是利用风洞试验获得在周边建筑影响下的高层建筑在各个风向角下的表面风压分布结果，另一种作为对比的是利用CFD数值模拟，获得在周边建筑影响下的高层建筑在各个风向角下的表面风压分布结果；

格栅细部类参数与幕墙表面风压分布的对应关系的建立方式采用在风向正对，风速均衡的条件下，改变格栅细部类参数单个形参或成组的多个形参对应的实参值，获取高层建筑表面风压分布结果。

7.根据权利要求6所述高层建筑表面格栅的智能调节方法，其特征在于，格栅布局类参数形参包括：与幕墙距离；

格栅细部类参数形参包括：格栅角度、密度、外形尺寸与栅格距离。

8.根据权利要求4所述高层建筑表面格栅的智能调节方法，其特征在于，所述步骤A2中：

高风压区和低风压区的划分标准为，高风压区域的风压系数阀值为正负2.0，低风压区域的风压系数阀值为正负0.1。