[发明专利]一种高层建筑表面格栅的智能调节方法

说明书

一种高层建筑表面格栅的智能调节方法，包括如下步骤：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；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；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。本发明中的格栅可以根据高层建筑的表面风压实时进行调节，使高层建筑的表面风压始终处于一个最优姿态，在保证外幕墙安全的同时尽量提高室内自然通风，改善室内空气质量，达到节能节碳的目的。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种高层建筑表面格栅的智能调节方法。

背景技术

在现代社会中，高层建筑是城市中的重要组成部分，高层建筑表面风压的分布与低矮建筑截然不同，当建筑表面风压过高时会威胁到建筑外幕墙的安全性，建筑表面风压过低则会减少室内自然通风，降低室内空气质量。

在目前高层建筑的建造过程中，建筑表面的立面格栅是统一性的设置，没有考虑高层建筑表面的风压分布状况，无法根据高层建筑表面风压的变化情况实时对建筑表面的格栅进行调整，使建筑表面的风压达到最优状态。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中格栅装置不能根据风速、风向进行智能调节的缺陷，从而提供一种高层建筑表面格栅的智能调节方法。

为解决上述问题而采用一种高层建筑表面格栅的智能调节方法，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。

作为本发明中智能调节方法的一种优选，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。

作为本发明中智能调节方法的一种优选，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。

作为本发明中智能调节方法的一种优选，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；