ВЕТРОВАЯ НАГРУЗКА 15

9.3. Моделирование обтекания зданий и других сооружений

Описание обтекания цилиндров, которое приведено в гл. 4 и [9.31], соответствует случаю плавного течения набегающего потока. Результаты исследований, опубликованные в [9.32], дают основания полагать, что присутствие турбулентности в набегающем потоке оказывает следующее влияние:

в докритическом режиме срыв вихрей остается упорядочным, происходит с той же самой частотой (соответствующей числу Струхаля Sh = 0,2), как и при плавном течении;

наступление критического режима обтекания характеризуется уменьшением числа Рейнольдса по сравнению с плавным течением;

в критическом и закритическом режимах обтекания вихреобразование охватывает гораздо более широкую полосу частот, чем при плавном течении [9.33].

Авторам неизвестны какие-либо опубликованные данные о влиянии турбулентности на обтекание цилиндра в транскритическом режиме (скажем, при Re > 4 • 10⁶). В работе [9.33] высказывается предположение, что это влияние, по-видимому, не очень заметно.

Таким образом очевидно, что характер обтекания гладких цилиндров потоками в натурных и лабораторных условиях значительно различается, безотносительно к тому, является ли набегающий поток плавным или турбулентным. Однако, как отмечается в [9.34], несмотря на неточности (связанные с влиянием числа Рейнольдса), которые возникают при экстраполяции результатов моделирования на прототип, проведение испытаний в аэродинамической трубе сооружений, имеющих закругленные очертания, во многих случаях представляется целесообразным. Например, испытание моделей цилиндрических сооружений, по-видимому, окажется полезным при изучении аэродинамических устройств, предназначенных для уменьшения их колебаний. Широко распространено мнение, что такие устройства будут одинаково эффективными как для потоков воздуха в атмосфере, так и при более низких числах Рейнольдса, преобладающих в аэродинамической трубе [9.34].

Ранее уже упоминалось, что потокам с большими числами Рейнольдса соответствуют преимущественно или полностью турбулентные пограничные слои на поверхности цилиндров. Поэтому представляется оправданным попытаться воспроизвести обтекание гладких цилиндров природными потоками посредством искусственного возмущения ламинарного пограничного слоя, который формируется на поверхности модели вблизи области отрыва. Это можно осуществить с помощью размещения на ее поверхности элементов искусственной шероховатости, например наждачной бумаги или тонких проволочек [9.35, 9.36].

В работе [9.36] указывается, что толщина е элементов, моделирующих шероховатость, должна отвечать соотношениям

Например, для башни ДМА (см. рис. 10.23) необходимую шероховатость обеспечили путем установки на поверхности модели, выполненной в масштабе 1 : 200, 32 вертикальных проволочек, расположенных на равном расстоянии друг от друга. В работе [9.361 сообщается о трех сериях экспериментов, в которых поверхность цилиндра была гладкой, снабженной проволочками диаметром 0,6 мм (e/D ≈ 7 • 10^-3), и снабженной проволочками диаметром 1 мм. Установлено, что наибольшие средние и максимальные значения давления на модели с гладкой поверхностью более чем в 2 раза выше, чем на моделях с проволочками, Разница в значениях давлений на моделях с проволочками диаметром 0,6 мм и 1 мм незначительна. Влияние шероховатости на величину средних давлений на уровне, расположенном на 20 м (в натуре) 

ниже верха здания, показано на рис. 9.7, где коэффициент среднего давления С_р определяется следующим образом:

Несмотря на то что описанный выше подход является оправданным, на сегодняшний день было проведено всего лишь несколько сравнений обтекания тел с шероховатой поверхностью, имеющих закругленные очертания, потоками в аэродинамической трубе с обтеканием их прототипов природными потоками, В подразд. 4.6, например, показано, что некоторые результаты этих сравнений весьма обнадеживают.

9.3.2. Тела с острыми кромками. В случае гладких тел, имеющих закругленные очертания, число Рейнольдса влияет на характер потока в области его отрыва и тем самым на характер всего потока, обтекающего тело. Для тел с острыми кромками, например прямоугольных в плане зданий, как при испытаниях в аэродинамической трубе, так и в натурных условиях отрыв потока происходит на острых кромках. Следовательно, характер потока в области отрыва не зависит от числа Рейнольдса. По этой причине принято считать, что и весь поток, обтекающий тело с острыми кромками, также не зависит от числа Рейнольдса. Как и в случае цилиндров с шероховатыми поверхностями, такое предположение, по-видимому, оправдано. Однако до сих пор не выполнялось никаких натурных измерений, которые бы подтвердили это.

На рис. 9.8 и 9.9 сравниваются результаты измерений давления в аэродинамической трубе и в натурных условиях на примере башни Судебной палаты по торговым делам (Коммерс Корт) (см. рис. 10.18). Испытания в аэродинамической трубе были проведены на стадии проектирования (соответствующие им значения на рисунках показаны кружочками). Сплошные линии соединяют средние значения оценок, полученных из наблюдений за разностью давлений на поверхности здания; заштрихованные участки соответствуют стандартным отклонениям оценок, полученных в натурных условиях [9.37].

Совпадение средних значений давлений, полученных при моделировании и в натурных измерениях, удовлетворительное. Однако из рис. 9.8 и 9.9 видно, что при испытаниях в аэродинамической трубе локальные пульсации давления, связанные со срывом вихрей [пульсацией поперечной силы, в некоторых точках значительно отличаются от давлений, измеренных на прототипе.

10. ДИСКОМФОРТ, ВЫЗЫВАЕМЫЙ ВЕТРОМ ВНУТРИ И ВОКРУГ ЗДАНИЙ

Сооружения, подверженные действию ветровых нагрузок, должны быть достаточно прочными и полностью отвечать требованиям надежности. Опыт последних лет показывает, что при проектировании высоких гибких зданий необходимо также учитывать их пригодность к нормальной эксплуатации в условиях воздействия ветра. Это требование в общих чертах можно сформулировать следующим образом: сооружения должны быть запроектированы так, чтобы их колебания под действием ветра не вызывали неприятных ощущений у людей, находящихся внутри здания.

Вызываемый ветром дискомфорт также сказывается и на пригодности к нормальной эксплуатации открытых площадок внутри застроенной территории. Формы некоторых зданий и композиции открытых пространств могут приводить к возникновению сравнительно интенсивных местных воздушных течений. И задача проектировщика уже на стадии разработки проекта — выявить наличие зон, где такие течения могли бы вызвать недопустимые дискомфортные условия для тех, кто будет пользоваться открытыми площадками. Если такие зоны существуют, то необходимо применить соответствующие проектные решения для их ликвидации.

Понятие «недопустимый дискомфорт», которое занимает центральное место в перечне требований пригодности к нормальной эксплуатации, можно определить следующим образом. При любом варианте проекта приходится ожидать появления с некоторой регулярностью различных уровней дискомфортных условий, вызванных действием ветра. Их повторяемость зависит от уровня дискомфорта, особенностей проекта и ветровых климатических условий данного участка местности. Дискомфорт недопустим, если установлено, что частота появления каких-либо дискомфортных условий слишком высока. Положения, устанавливающие максимально допустимые средние частоты появления различного уровня дискомфортных условий, известны как критерии комфорта.

В критериях комфорта, разработанных применительно к проектированию, нецелесообразно приводить описание уровней дискомфорта. Удобнее ссылаться на подходящий параметр, значения которого соответствуют различным уровням дискомфорта. При рассмотрении вызванных ветром колебаний зданий таким параметром является ускорение здания, а в критериях, характеризующих пригодность к нормальной эксплуатации пешеходных зон, — скорость приземного ветра для данного участка. Разумеется, для разработки критериев комфорта важно установить параметры, характеризующие различные уровни дискомфортных условий для людей. Более того, необходимо, чтобы для различных уровней дискомфорта (или, что равнозначно, для значений соответствующих им параметров), были установлены максимально ‘допустимые вероятности их появления.

Проверка соответствия проекта требованиям, сформулированным в данной группе критериев комфорта, включает два этапа: во-первых, должна быть получена оценка скоростей ветра, при действии которых интересующий параметр превысит значения, отвечающие критериям комфорта (эти значения принято называть критическими); во-вторых, на основе соответствующей климатологической информации о ветре необходимо оценить частоту появления этих скоростей. Если определенные таким образом частоты ниже максимально допустимых, соответствующих критериям комфорта, то считается, что проект удовлетворяет требованиям пригодности к нормальной эксплуатации.

Критерии комфорта для проектирования высоких зданий и их практическое применение рассматриваются в разд. 10.1. Критерии комфорта для проектирования пешеходных зон и сведения, необходимые для их практического использования, изложены в разд. 10.2—10.4.

10.1. Пригодность к нормальной эксплуатации высоких зданий при ветровых воздействиях

10.1.1. Влияние колебаний, вызванных ветром, на организм человека. Исследования влияния механических колебаний на организм человека проводились за последние 20 лет в основном в авиационно-космической промышленности. Поскольку частоты вибрации, представляющие интерес в авиационно-космических исследованиях, относительно высоки (обычно 1—35 Гц), возможность использования результатов этих исследований инженером-строителем большей частью ограничена. Тем не менее данные, полученные для высоких частот, были экстраполированы в [10.1] для частот ниже 1 Гц. На основании этого предложены следующие соотношения между различными уровнями дискомфорта и вызывающими их ускорениями:

В [10.2] приведены результаты экспериментов, имевших целью установление границ ощутимости для периодических колебаний с частотами от 0,067 до 0,2 Гц. Эти исследования, проведенные на динамических моделирующих стендах, воспроизводящих обстановку учреждения с участием 112 человек, были поставлены для оценки влияний на пороги ощутимости колебаний ориентации, перемещений, позы тела человека и степени восприимчивости к колебаниям участников эксперимента. Согласно опубликованным данным, для 50% участников эксперимента пороги ощутимости составляли приблизительно 1; 0,9 и 0,6% g соответственно для частот колебаний 0,067; 0,1 и 0,2 Гц. Выявлено, что в пределах этого диапазона частот порог ощутимости колебаний уменьшается по мере увеличения частоты. На основе дополнительных материалов экспериментальных исследований в [10.2] получена эмпирическая зависимость между горизонтальным ускорением какого-либо этажа здания и процентным составом людей на этом этаже, ощущающих это ускорение.

В работе [10.3] также сообщается об исследованиях влияния на людей вибраций, воспроизводимых на моделирующем динамическом стенде, в интервале частот 0,1—1 Гц. Установлено, что средние пороги ощутимости изменяются примерно от 0,6 (для частот порядка 0,1 Гц) до примерно 0,3% g (для частот порядка 0,25 Гц). Колебания становились хорошо ощутимыми и вызывали раздражение у людей, работавших за столами, если ускорения превышали 1,2%g. При ускорениях более 4 %g колебания характеризовались как сильно ощутимые, и люди испытывали трудности при ходьбе. Колебания характеризовались как чрезвычайно раздражающие или просто непереносимые, когда ускорения превышали примерно 5—6%g. Аналогичные результаты приводятся в [10.4].

Исследования, о которых сообщается в [10.5, 10.6], основываются на наблюдениях степени влияния на человека не моделируемых, а реальных, вызванных ветром ускорений колебаний. Эти исследования включали наблюдения за колебаниями двух зданий и самочувствием находящихся в них людей во время шторма. Оценки среднего квадратического значения ускорения верхнего этажа при штормовых условиях для одного из этих зданий были получены путем измерения его реакции, а для второго — на основе измерений скорости ветра и испытаний в аэродинамической трубе. Эти оценки представляли собой средние значения:

по времени — за периоды максимальной интенсивности шторма (20—30 мин);

в пространстве — по всей площади этажа, причем усреднение в пространстве проводилось с целью учета вызванных ветром вращательных колебаний. Полученные таким образом средние квадратические значения составили 0,2%g для первого здания и 0,5%g для второго. Кроме того, опрос людей, находившихся в зданиях, показал, что примерно 35% лиц, занимающих верхние этажи первого здания, испытывали во время шторма приступы тошноты, вызываемые колебаниями. Во втором здании их число составило 45%. В [10.6] отмечается, что различные скрипы, которые возникают при колебаниях здания, могут значительно усилить ощущение дискомфорта, и, следовательно, они должны быть сведены к минимуму соответствующей компоновкой конструктивных элементов.

10.1.2. Критерии комфорта должны основываться на обширных знаниях о том уровне, до которого люди, использующие здание, готовы мириться с дискомфортом, обусловленным ускорениями от действия ветра. Однако в настоящее время эти знания весьма ограничены.

Простой критерий комфорта был предложен в [10.7], который, по мнению его авторов, подтверждается результатами [10.2]. Этот критерий, ограничивающий среднее число появлений ускорений величиной 1 %g на верхнем этаже не свыше 12 раз в год, был использован при проектировании Всемирного торгового центра [10.7]. В [10.5] делается попытка разработать критерии комфорта на основе: а) зарегистрированных жалоб со стороны людей, находящихся в здании, на повторяемость его колебаний от действия ветра и б) оценок владельцами или проектировщиками возможных экономических последствий неудовлетворенности эксплуатационными качествами зданий со стороны пользователей. Из опроса лиц, испытавших на себе колебания со средним квадратическим значением ускорений верхних этажей здания порядка 0,5%g, установлено, что примерно 2% из них, которые занимали верхнюю треть здания, возражали бы против появления таких колебаний чаще, чем 1 раз в 6 лет.

С другой стороны, беседы с владельцами зданий и проектировщиками свидетельствуют о том, что если не более 2% людей, использующих верхнюю треть здания, считают раскачивание нежелательным, то это не окажет существенного влияния на арендную плату и продажную стоимость административных помещений. Основываясь на этих данных, в [10.5] предложен следующий расчетный критерий, который, по-видимому, является приемлемым:

«Интервалы повторения для штормов, вызывающих среднее квадратическое значение горизонтального ускорения верха здания более 0,5 %g, должны быть не менее шести лет. Среднее квадратическое значение должно соответствовать 20-минутному интервалу усреднения при максимальной интенсивности шторма и усредняться в пространстве по этажу здания».

Данный критерий приводится в [10.5] как предварительный и, вероятно, нуждается в корректировке по мере получения дополнительной информации. Можно удостовериться, что критерий комфорта, предложенный в [10.5], в большинстве случаев менее жесткий, чем критерий в [10.7].

10.1.3. Зависимость между скоростями ветра и ускорениями здания. Первый этап проверки соблюдения в проекте требований, заложенных в критерии комфорта, состоит в оценке для каждого возможного направления скоростей ветра, которые могут вызвать ускорения здания, превышающие критические. Практически это трудно осуществимая задача. Действительно, как уже указывалось в гл. 8, даже для простого случая (когда ветер направлен перпендикулярно фасаду здания) не существует никаких аналитических методов для надежной оценки реакции поперек направления потока. В результате информацию об ускорениях, соответствующих различным скоростям ветра, приходится получать из испытаний в аэродинамической трубе, в которых достаточно подробно моделируются упругие характеристики сооружения (например, для воспроизведения в случае необходимости вращательных форм колебаний).

В связи с этим возникают две основные трудности: во-первых, ускорения здания в направлении потока существенно зависят от ординат спектра пульсаций продольной компоненты скорости в более высоком диапазоне частот (см. гл. 5 и 7). Поэтому необходимо тщательно проверить правильность моделирования в аэродинамической трубе спектра атмосферной турбулентности именно в этом диапазоне. Возможно, потребуется внести соответствующие поправки в результаты эксперимента, чтобы учесть различия спектров турбулентности в атмосфере и аэродинамической трубе (см. подразд. 9.2.2); во-вторых, ускорения здания поперек направления потока существенно зависят от характера турбулентности, распространяющейся в спутной струе за сооружением. Характер турбулентности, в свою очередь, зависит от числа Рейнольдса потока, которое обычно неточно воспроизводят при моделировании гражданских сооружений в аэродинамической трубе. В случае гладких цилиндров круглого поперечного сечения влияние числа Рейнольдса довольно значительно: и в самом деле, течения спутных струй различны в аэродинамической трубе и в натуре.

Возникает вопрос: до какой степени это справедливо также и при обтекании тел других форм? Как указывалось в подразд. 9.3.2, окончательный ответ на этот вопрос в настоящее время отсутствует.

С должным учетом погрешностей, присущих моделированию в лабораторных условиях, результаты испытаний в аэродинамической трубе можно использовать для построения графиков зависимости скорости ветра от его направления для таких скоростей, которые вызывают колебания здания с критическими ускорениями (т.е. ускорениями, равными по величине значениям, предусмотренным критериями комфорта). Примером служит рис. 10.1. Скорости, соответствующие точкам вне кривой на этом рисунке, будут вызывать такие ускорения, что (если воспользоваться критерием, предложенным в [10.5])

где σ? — осредненное в пространстве среднее квадратическое значение ускорений верхнего этажа, а σ?* — критическое значение о, установленное в критериях комфорта (например, в [10.5] σ?* = 0,5%g).

10.1.4. Частоты повторения ветров, вызывающих критические ускорения. Второй этап проверки соответствия проекта требованиям пригодности к нормальной эксплуатации заключается в оценке частоты повторения ускорений σ?, превышающих критическое значение σ?*, установленное для критериев комфорта. Как показано в [10.5], эту частоту целесообразно определять как среднее число штормов за год Ns (σ? > σ?*), вызывающих ускорения σ? > σ?*. Практически приемлемой является аппроксимация Ns (σ? > σ?*) числом дней в году N_D (σ? > σ?*), в течение которых максимальные скорости ветра превышают значения, соответствующие кривой на рис. 10.1. Можно утверждать, что для административных зданий при оценке средней частоты N_D не следует учитывать большие скорости ветра в ночное время. Однако ввиду многих погрешностей, присущих расчету здания на пригодность к нормальной эксплуатации, такие уточнения, по-видимому, не оправданы, даже если бы они могли снизить N_D примерно вдвое.

Число дней в году N_D (σ? > σ?*), в течение которых скорости ветра превышают некоторые заданные значения (т. е. значения, определяемые кривой на рис. 10.1), можно легко получить из сводок местных

климатологических данных (сводок МКД) для ближайшей к рассматриваемому участку местности метеорологической станции (см.разд. 3.1). Сводки МКД содержат ежедневные записи максимальных скоростей и соответствующих направлений ветра. Чтобы использовать информацию, полученную из сводок МКД, совместно с рис. 10.1, необходимо провести соответствующую корректировку для учета высоты установки анемометра, шероховатости подстилающей поверхности местности и осреднения скорости ветра по времени, как это показано в разд. 3.1.

Вычисленную среднюю годовую частоту N_D (σ? > σ? *) следует сравнить с максимально допустимой годовой частотой повторения ускорений σ? >σ? *, установленной критериями комфорта. Обозначим эту частоту через jV^(ct>ct*); например, значение N_D (σ? > σ? *), предложенное в [10.5], составляет 1 /6 за год. Если N_D<N_Aто проект считается удовлетворительным с точки зрения пригодности здания к нормальной эксплуатации.

10.2. Критерии комфорта для пешеходных зон внутри застроенной территории

В последние годы появились новые формы зданий и композиций открытых пространств, которые могут создавать при определенных неблагоприятных обстоятельствах области интенсивных приземных ветров, вызывающих недопустимые дискомфортные условия для людей, пользующихся пешеходными зонами. Обычно* такие композиции включают высокие здания, значительно возвышающиеся над окружающей городской застройкой и примыкающие к открытым пространствам (например, площади и места для гулянья). Как указывалось ранее, для количественного определения понятия «недопустимый дискомфорт» требуется:

установить соответствие между различными уровнями дискомфортных условий для пешеходов и вызывающими их скоростями ветра;

определить максимально допустимые частоты повторения таких скоростей ветра.

Рассмотрим эти два необходимых условия.

10.2.1. Скорости ветра и дискомфорт пешеходов. Обозначим через V среднюю скорость ветра, измеренную примерно на высоте 2 м над поверхностью земли с интервалом осреднения от 10 мин до 1 ч. Наблюдения за воздействиями ветра на людей и расчеты, включающие определение интенсивности работы по его преодолению, дают основания считать, что различные скорости ветра V [10.8, 10.9] вызывают следующие уровни дискомфорта:

Более подробное описание действия ветра различной интенсивности (в соответствии с классической шкалой Бофорта) дано в табл. 10.1 [10.8]. Ориентировочные сведения о комфортных условиях для пешеходов на прогулке при различных длительности нахождения на солнце, температуре окружающего воздуха, скорости ветра и в зависимости от одежды приведены в [10.23].

Экспериментальные исследования, о которых сообщается в [10.10, 10.11], свидетельствуют о том, что комфорт пешеходов является функцией не только средней скорости ветра V, но также и его порывистости. По этой причине, вообще говоря, целесообразно изучать воздействие ветра на людей, используя эффективную скорость ветра V^е, которая определяется следующим образом:

В соответствии с результатами [10.10, 10.11] подходящее значение для этой постоянной будет k ≈ 3. Однако другие исследователи используют значение k = 1,5 [10.12] и k = 1 [10.13]. Согласно [10.11],

эксперименты, проведенные в аэродинамической трубе, и наблюдения за поведением пешеходов дают основания предложить следующие соотношения между скоростями V^е (при k ≈ 3) и уровнями дискомфорта;

Способность пешеходов приспосабливаться к сильным ветрам значительно снижается, если такой ветер налетает достаточно неожиданно, как это случается в зонах с весьма неоднородными в пространстве потоками. По этой причине в [10.11] указывается, что если средняя скорость изменяется на 70% примерно на расстоянии менее 2 м, то ветер оказывает на людей более сильное воздействие, чем указывалось выше.

10.2.2. Критерии комфорта были ранее определены как положения, устанавливающие максимально допустимые частоты повторения различных уровней дискомфорта. В [10.9] предлагается следующий простой критерий, основанный на богатом опыте, который был накоплен при изучении действия приземных ветров на застроенной территории. Жалобы на ветровые условия, по всей видимости, будут отсутствовать, если продолжительность действия ветров со средними скоростями V > 5 м/с будет оцениваться для пешеходных зон менее чем в 10% по времени. Они могут возникнуть, если появление таких скоростей

оценивается в 10—20% по времени. Расчетная повторяемость, превышающая 20%, вообще говоря, относится к тем случаям, когда для снижения скоростей ветра приходилось прибегать к работам по реконструкции существующих торговых центров.

В [10.12, 10.14 и 10.15] предложены более подробные критерии комфорта, отражающие отдельные точки зрения о допустимой частоте повторения различных скоростей ветра. В качестве примера такие критерии приведены в табл. 10.2 [10.14].

Первый критерий приблизительно равноценен цитируемому ранее критерию из [10.9]. Наибольшая скорость воздушного порыва в 25 м/с соответствует ветру, который может сбить с ног физически слабого человека [10.15]. В остальном же, как указывается в [10.14], значения, приведенные в табл. 10.2, субъективны и были использованы из-за отсутствия достоверных данных.

Как показано в разд. 10.4, для пешеходных зон расчетная частота повторения скоростей ветра весьма существенно зависит от применяемой методики оценки. Следует отметить, что критерии комфорта из [10.91 и аналогичные критерии, предложенные другими авторами, можно использовать лишь тогда, когда повторяемости скоростей ветра оценивают по упрощенной методике, рассмотренной в разд 10.4. Эти критерии становятся неприменимыми, если проводить оценку по приведенной там же уточненной методике.

Из-за отсутствия официальных критериев решения о приемлемости комфортных условий в пешеходных зонах практически принимают сами застройщики [10.16].

10.3. Зоны сильных приземных ветров внутри застроенной территории

10.3.1. Воздушный поток вблизи высоких зданий. Как отмечалось в [10.9], большие скорости ветров, возникающие на уровне пешеходов вокруг высоких зданий, обычно связывают со следующими типами течения:

вихревыми, которые образуются около поверхности земли (рис. 10.3); нисходящими течениями воздуха, обтекающего углы здания с наветренной стороны (рис. 10.4);

воздушными через проемы первого этажа, соединяющими наветренную и подветренную стороны здания (рис. 10.4), или поперечными от наветренной стороны одного здания к подветренной стороне соседнего.

Визуализация потоков (рис. 10.3 и 10.4) достигнута путем введения дыма в струю воздуха. Из рисунков видно, что характер течений в непосредственной близости от наветренной поверхности согласуется с распределением давления по наветренной поверхности, показанным на рис. 4.28, б (т. е. воздух перемещается из зон высокого давления в зоны низкого давления). Часть воздушной массы, отклоненная зданием вниз, образует вихрь (см. рис. 10.3) и таким образом «метет» по земле в противотечении (зона А, отмеченная как «вихревое течение» на рис. 10.5). Другая часть воздушной массы ускоряется при обтекании углов здания (см. рис. 10.4) и образует струи, которые метут по земле у его торцов (зоны В, отмеченные как «угловые течения» на рис. 10.5). Если на уровне или вблизи первого этажа имеется сквозной проем, соединяющий наветренную и подветренную стороны, то часть нисходящей массы воздуха будет всасываться, из зоны относительно высокого давления на наветренной стороне в зону относительно низкого давления (отсоса) на подветренной стороне (см. рис. 10.4). Таким образом, сквозной поток будет прометать зону С, показанную на рис. 10.5. Сквозные потоки такого типа причиняли серьезные неудобства всем, кто пользовался 20-этажным зданием факультета физики Земли Массачусетского технологического института в Кембридже (Массачусетс) [10.171. Подобная же разница давления вызывает и поперечные потоки между расположенными по соседству зданиями (рис. 10.6).

Структура приземного воздушного потока внутри юродской застройки сложным образом зависит от относительного расположения, размеров, форм и некоторых архитектурных особенностей (таких, как

проемы первого этажа) входящих в нее зданий, от шероховатости и особенностей рельефа местности вокруг данной застройки и возможного близкого соседства одного или нескольких высотных зданий. По этой причине для изучения приземных воздушных течений на любой застроенной территории в принципе необходимо проводить исследования в аэродинамической трубе. И все же, как отмечалось в [10.91, опыт показывает, что данные, основанные на аэродинамических исследованиях основного стандартного случая (рис. 10.5), полезны и при предсказании ветров для широкого круга случаев, встречающихся на практике. Такие данные опубликованы в [10.9] и будут обобщены ниже. Область их применения включает застроенные территории, которые сохраняют в основном сходство с ситуацией, показанной на рис. 10.5, и при высоте зданий, не превышающей порядка 100 м.

Э.Симиу, Р.Сканлан
Воздействие ветра на здания и сооружения
1984