بررسي تاثير تورفتگي بدنه ساختمان بر عملكرد جريان باد شهري

Investigating the Effect of Building Facade Recess on Urban Wind Flow Performance

پژوهش حاضر به بررسي تاثير شاخصه هاي فرمي يك ساختمان بلندمرتبه بر جريان باد شهري پرداخت. نمونه مورد مطالعه يك واحد همسايگي متشكل از 9 بلوك ساختماني ميان مرتبه مي باشد. ساختمان هدف، بنايي 9 طبقه واقع در مركز مجموعه است كه تغييرات ساختاري بر روي آن اعمال شده است. در گام اول پژوهش يك ساختمان صلب و 5 مدل با ساختارهاي حجمي متفاوت، شبيه سازي و يكي از حالت هاي كارآمد از ميان آن ها انتخاب گرديد. در گام بعدي، با تغيير ارتفاع تورفتگي هاي بدنه، تاثير اين متغير بر رفتار باد پيرامون بنا مورد بررسي قرار گرفت. روش تحقيق در بخش اول روش توصيفي با ابزار مطالعات كتابخانه اي و راهبرد پژوهش در بخش دوم، راهبرد شبه تجربي است. شبيه سازي هاي CFD و تحليل هاي عددي با استفاده از نرم افزار Ansys Airpak 3.0.16 انجام گرفت. بررسي ها نشان داد تغيير ساختار هندسي مي تواند رفتار باد پيرامون ساختمان و معابر اطراف آن را تحت تاثير قرار دهد. در ميان مناطق آئروديناميك اطراف ساختمان ها، منطقه پشت به باد و گوشواره ها شاهد بيش ترين و مناطق رو به باد داراي كم ترين تاثيرپذيري مثبت حاصل از تغييرات هندسي بوده اند. نتايج نشان داد توزيع منظم تورفتگي بدنه در ارتفاع ساختمان مي تواند با تشديد سرعت باد اطراف به تهويه معابر كمك كند. نتيجه اين تغييرات در بهترين حالت، افزايش 48.33 درصدي متوسط و 16.89 درصدي ماكزيمم سرعت باد شهري در مقايسه با مدل صلب مي باشد. بررسي تغيير ارتفاع تورفتگي هاي بدنه بر پتانسيل باد شهري ثابت كرد كه ارتباط مستقيمي ميان اين مولفه و كارآيي تهويه شهري برقرار نيست. در اين ميان مدل هايي با ارتفاع تراس 1.5 و 2.5 متر به ترتيب بهترين و ضعيف ترين عملكرد را از نظر تقويت جريان باد پيراموني تراز عابر پياده از خود نشان دادند.

The current study aimed to investigate the effect of form characteristics of a high-rise building on urban wind flow. The study sample is a neighborhood unit consisting of 9 mid-rise building blocks. The target building is a 9-storey building located in the center of the complex, and structural changes were applied to it. In the first step, a rigid building and five models with different volumetric structures were simulated, and one of the efficient modes was selected from them. Then, by changing the height of the body recesses, the effect of this variable was investigated on the wind behavior around the building. The research method in the first part is a descriptive method with library study tools, and the research strategy in the second part is quasi-experimental. CFD simulations and numerical analysis were performed using Ansys Airpak 3.0.16 software. Studies have revealed that geometric structure changes can affect the wind behavior around the building and the surrounding paths. Among the aerodynamic areas around buildings, the back-to-the-wind area and the squinch had the most, and the wind-facing areas had the least positive impact due to geometric changes. The results revealed that regular distribution of body recess in the height of the building could help ventilate the passages by increasing the surrounding wind speed. The result of these changes is, at best, an average increase of 48.33% and a maximum urban wind speed of 16.89% compared to the rigid model. Investigation of the change in the height of body recesses on urban wind potential attested that there is no direct relationship between this component and the efficiency of urban ventilation. In the meantime, models with terrace heights of 1.5 and 2.5 meters showed the best and weakest performance in amplifying the wind flow around the pedestrian level, respectively.