基于日最大風(fēng)速記錄的建筑群風(fēng)環(huán)境評估方法

陳 凱，何連華，武 林

（中國建筑科學(xué)研究院，北京 100013）

基于日最大風(fēng)速記錄的建筑群風(fēng)環(huán)境評估方法

陳 凱，何連華，武 林

（中國建筑科學(xué)研究院，北京 100013）

提出將各風(fēng)向的風(fēng)速比與日最大風(fēng)速概率分布相結(jié)合，進(jìn)行風(fēng)環(huán)境評估，并按照風(fēng)速大小劃定建筑功能區(qū)域的基本方法。首先利用地面風(fēng)速探頭在風(fēng)洞中對建筑群周邊區(qū)域的風(fēng)場進(jìn)行定量測量，得出不同風(fēng)向下各測點(diǎn)的風(fēng)速比。再根據(jù)多年日最大風(fēng)速記錄和廣義極值分布函數(shù)族，得出不同風(fēng)向的日最大風(fēng)速概率分布參數(shù)。由此即可求出各測點(diǎn)日最大風(fēng)速超過風(fēng)速閾值的概率。參照風(fēng)環(huán)境評估準(zhǔn)則，可對各區(qū)域的舒適度進(jìn)行定量評估，并對其進(jìn)行功能分區(qū)。通過對某高層建筑群的實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了該方法的有效性和簡便性，研究結(jié)果對建筑設(shè)計(jì)有直接的指導(dǎo)意義。

風(fēng)環(huán)境；日最大風(fēng)速；廣義極值分布；地面風(fēng)速探頭；舒適度評估準(zhǔn)則

0 引 言

風(fēng)在繞經(jīng)城市中的高大建筑群落時(shí)，常會(huì)改變運(yùn)動(dòng)方向和速度大小，形成加速繞流、下洗流、角區(qū)渦旋、尾流等各種流動(dòng)形態(tài)，在局部區(qū)域出現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)，造成過往行人不適，這就是所謂的“行人高度風(fēng)環(huán)境”問題。發(fā)達(dá)國家對風(fēng)環(huán)境問題非常重視，2000年歐洲科學(xué)和技術(shù)研究合作組織（COST）發(fā)起了“風(fēng)對城市活動(dòng)與建筑環(huán)境的影響”行動(dòng)計(jì)劃，對行人風(fēng)環(huán)境問題開展了系統(tǒng)研究［1］。部分國家還制定規(guī)范，對建筑群的風(fēng)環(huán)境舒適度作出要求。近年來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，風(fēng)環(huán)境的研究也日漸受到重視［2］。

復(fù)雜建筑群落的行人風(fēng)環(huán)境問題，可采用風(fēng)洞試驗(yàn)［3］或者數(shù)值模擬［4］的方法進(jìn)行研究。國內(nèi)以往關(guān)于風(fēng)環(huán)境的研究通常僅取風(fēng)速比作為衡量舒適度的指標(biāo)［4］，或者僅對主導(dǎo)風(fēng)向下的風(fēng)速分布進(jìn)行考察［3］。略為深入一些的研究，則引入舒適度評估準(zhǔn)則，結(jié)合風(fēng)速分布情況進(jìn)行半定量分析［5］。行人風(fēng)環(huán)境評估的主要目的是為建筑設(shè)計(jì)服務(wù)。而風(fēng)環(huán)境舒適度是和當(dāng)?shù)貧庀髼l件有關(guān)的，脫離當(dāng)?shù)貧庀髼l件討論建筑群行人風(fēng)環(huán)境的優(yōu)劣既不合理，也難以對建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)提出具有針對性的建議。

文獻(xiàn)［6］是少數(shù)結(jié)合氣象資料，根據(jù)風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合頻率表進(jìn)行風(fēng)環(huán)境舒適度評估的研究工作。從理論上講，根據(jù)風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合概率分布可以較為完整準(zhǔn)確的進(jìn)行風(fēng)環(huán)境評估。但在工程實(shí)踐中，該方法的可操作性欠佳。一是因?yàn)轱L(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合概率分布缺乏恰當(dāng)?shù)母怕誓Ｐ兔枋?，一般仍以極值分布的概率模型（如Weibull分布）來代替；二是風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合概率分布考慮的是各時(shí)刻點(diǎn)風(fēng)速的超越概率，當(dāng)結(jié)合以天為單位的舒適度評估準(zhǔn)則進(jìn)行研究時(shí)，需要引入一定的假設(shè)進(jìn)行分析（如文獻(xiàn)［6］假定一次大風(fēng)持續(xù)時(shí)間為2h）。另外，風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合概率分布的計(jì)算，需要統(tǒng)計(jì)每小時(shí)的風(fēng)速記錄，不但完整的數(shù)據(jù)不易獲得，且數(shù)據(jù)量也很大。

因此，研究更為科學(xué)合理、切實(shí)可行的風(fēng)環(huán)境定量評估方法，使評估方法易于操作、評估結(jié)論便于工程應(yīng)用，具有重要意義。

鑒于此，筆者提出一種新的風(fēng)環(huán)境定量評估方法。采用各風(fēng)向的日最大風(fēng)速概率分布代替風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合概率分布，得出各點(diǎn)超過風(fēng)速閾值的重現(xiàn)期，再根據(jù)評估準(zhǔn)則劃分不同區(qū)域的舒適度等級。以某高層建筑群為例，闡述了對風(fēng)環(huán)境區(qū)域進(jìn)行評估和分級的基本過程。

1 分析方法

1.1 氣象資料統(tǒng)計(jì)方法

根據(jù)極值統(tǒng)計(jì)理論，極值分布函數(shù)可以表達(dá)為普適的形式，稱為廣義極值分布函數(shù)（Generalized Extreme Value Distribution，簡稱GEV分布函數(shù)族）。如下式

其中，ξ，μ和σ分別是分布函數(shù)的形狀參數(shù)、位置參數(shù)和尺度參數(shù)。當(dāng)形狀參數(shù)大于和小于0時(shí)，該函數(shù)分別對應(yīng)極值II型（Frechet）和極值III型（Weibull）分布。而當(dāng)ξ趨近于0時(shí)，GEV收斂于極值I型（Gumbel）分布函數(shù)，即

首先將氣象臺(tái)站的日最大風(fēng)速記錄按風(fēng)向分為16組，然后分別對每組記錄采用最大似然估計(jì)法，得出其GEV函數(shù)分布族的基本參數(shù)，從而給出概率分布函數(shù)的表達(dá)式［7－8］。定義GEV的最大對數(shù)似然函數(shù)

其中G′（U；μ，σ，ξ）為 GEV 分布函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)，即GEV的概率密度函數(shù)；Uk為日最大風(fēng)速值，求和上限m則為樣本數(shù)量（總的天數(shù)）。如果最大對數(shù)似然函數(shù)l（μ，σ，ξ）在某組參數(shù)（）處取得最大值，則稱該組參數(shù)為（μ，σ，ξ）的最大似然估計(jì)。當(dāng)ξ接近0時(shí)，可參考式（3）得出Gumbel分布的最大對數(shù)似然函數(shù)，再求?。é?，σ）的最大似然估計(jì)值。

對于常見概率分布，如指數(shù)分布、正態(tài)分布等，可令其最大對數(shù)似然函數(shù)的一階偏微商等于0得到似然方程組，再通過求解方程組得出各參數(shù)的解析解。

GEV分布函數(shù)的形式較為復(fù)雜，似然方程組的解析解不存在。因此通?；跇颖军c(diǎn)Uk，采用數(shù)值優(yōu)化方法得出使l（μ，σ，ξ）最大的參數(shù)估計(jì)值（，）。常用數(shù)學(xué)軟件都包含各類數(shù)值優(yōu)化函數(shù)，例如可采用數(shù)學(xué)軟件Matlab的數(shù)值優(yōu)化函數(shù)Fminsearch求出使－l（μ，σ，ξ）出現(xiàn)最小值的參數(shù)估計(jì)值。

各風(fēng)向的日最大風(fēng)速概率分布描述了在特定風(fēng)向下風(fēng)速超過特定值的概率。為計(jì)算各種風(fēng)向超過特定風(fēng)速的概率，尚需獲得日最大風(fēng)速在各風(fēng)向下的出現(xiàn)頻率，這可以通過對歷史記錄的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)獲得。

1.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法

本項(xiàng)研究中采用地面風(fēng)速探頭測量地面風(fēng)速。這種傳感器由彼此不相通的兩根細(xì)管構(gòu)成，外管的出口和地面平齊；內(nèi)管垂直地面，出口高出地面一定高度。實(shí)驗(yàn)時(shí)通過測量內(nèi)外管的壓力差，并根據(jù)事先獲得的壓力差－速度校準(zhǔn)曲線，來獲得內(nèi)管出口高度處的風(fēng)速。因?yàn)樵搨鞲衅鲗τ诖怪眱?nèi)管的來流具有相同的敏感性，因此比較適合測量近地面方向不定的流動(dòng)。

地面風(fēng)速傳感器的基本思想最早是由Irwin［9］提出的。該探頭的基本思路是利用湍流邊界層中貼近壁面的區(qū)域，其風(fēng)速與壓力差存在一定的關(guān)系來進(jìn)行近地面風(fēng)速的測量，公式如下：

其中u為h高度處的風(fēng)速，Δp為地面與h高度處的探頭的壓力差。A、B為常數(shù)，通過風(fēng)洞校準(zhǔn)試驗(yàn)獲得。試驗(yàn)時(shí)，采集每個(gè)探頭的壓力時(shí)序，根據(jù)（4）式計(jì)算風(fēng)速時(shí)程。

在獲得各測點(diǎn)的平均風(fēng)速之后，為方便比較，引入風(fēng)速比作為衡量地面風(fēng)速大小的指標(biāo)。風(fēng)速比UR定義為

其中，Up為測點(diǎn)處行人高度風(fēng)速大小，U∞為標(biāo)準(zhǔn)地貌下的行人高度風(fēng)速大小。

試驗(yàn)中，U∞取為未安裝模型時(shí)測點(diǎn)高度的來流風(fēng)速（若非標(biāo)準(zhǔn)地貌則還應(yīng)乘以地貌調(diào)整系數(shù)），Up則為測點(diǎn)處的風(fēng)速。對應(yīng)到實(shí)際條件，則當(dāng)氣象臺(tái)站的風(fēng)速為U∞時(shí)，測點(diǎn)處的行人高度風(fēng)速將為Up。

由此可見，式（5）描述了測點(diǎn)處相對于標(biāo)準(zhǔn)地貌區(qū)域的風(fēng)速放大比例，反映了不同區(qū)域風(fēng)速的相對大小。再結(jié)合氣象資料，即可獲得該位置風(fēng)速超過給定值的概率，從而可對其進(jìn)行舒適度評價(jià)。

1.3 風(fēng)環(huán)境評估準(zhǔn)則及評估方法

行人高度風(fēng)環(huán)境的舒適度是一個(gè)較為主觀的概念。通常采用反向指標(biāo)來定義它，即根據(jù)設(shè)計(jì)用途、人的活動(dòng)方式、不舒適的程度，結(jié)合當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)氣象資料，判斷大風(fēng)天氣的發(fā)生頻率。如果發(fā)生頻率過高，則認(rèn)為該區(qū)域的不舒適性是不可接受的。界定可接受的發(fā)生頻率就是通常所說的“舒適性評估準(zhǔn)則”。

如何評估風(fēng)環(huán)境對行人的影響，到目前為止并沒有一致的標(biāo)準(zhǔn)。但原則上，無論采用何種評估方法，都應(yīng)當(dāng)明確：（1）適當(dāng)?shù)男腥耸孢m性風(fēng)速分級標(biāo)準(zhǔn)，（2）各級風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)的容許發(fā)生頻率。文獻(xiàn)中有各種不同的風(fēng)速分級標(biāo)準(zhǔn)和對發(fā)生頻率的不同規(guī)定［10－11］。

國內(nèi)使用較廣的評估準(zhǔn)則如表1所示［5，12］。

表1 舒適度評估準(zhǔn)則Table 1 Comfort criteria

由表1可見，不同的活動(dòng)性、適用區(qū)域?qū)τ陲L(fēng)環(huán)境的要求各不相同。當(dāng)按給定的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以認(rèn)為1～4類區(qū)域都滿足舒適度要求。比如4類區(qū)域用作人行道時(shí)滿足舒適度要求，但若作為其他功能使用（如室外餐廳、廣場等），則不滿足舒適度要求。此外，如果某區(qū)域的風(fēng)速不滿足1～4類區(qū)域的要求，則應(yīng)歸入第5類，即該區(qū)域不能作為行人活動(dòng)區(qū)域使用。可接受準(zhǔn)則由于涉及風(fēng)速概率問題，因此應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料進(jìn)行研究。

對某個(gè)測點(diǎn)而言，首先通過風(fēng)洞試驗(yàn)獲得該點(diǎn)在不同風(fēng)向的風(fēng)速比。在某風(fēng)向下，測點(diǎn)達(dá)到風(fēng)速閾值U0時(shí)，氣象站的風(fēng)速為U0／URi（URi為風(fēng)向i下測點(diǎn)的風(fēng)速比）。因此該風(fēng)向下測點(diǎn)日最大風(fēng)速超過U0的概率為1－Gi（U0／URi），從而測點(diǎn)超過該風(fēng)速的總的概率為

其中αi為日最大風(fēng)速在各個(gè)風(fēng)向出現(xiàn)的頻率。由于Gi（U）代表風(fēng)向i的日最大風(fēng)速概率分布，因而式（6）計(jì)算的就是測點(diǎn)日最大風(fēng)速超過U0的概率，從而風(fēng)速U0的重現(xiàn)天數(shù)可按下式計(jì)算：

按照蒲福風(fēng)級確定不同風(fēng)級的風(fēng)速閾值后，可根據(jù)式（7）計(jì)算得出各點(diǎn)的風(fēng)速重現(xiàn)期（以天計(jì)），進(jìn)而就可以結(jié)合表1對該點(diǎn)的舒適度進(jìn)行評估和分級。

2 分析實(shí)例

2.1 試驗(yàn)概況

濟(jì)南某建筑群包含3幢高層建筑，其南側(cè)有較大范圍的裙房（參見圖1），中間的塔樓超過200m。利用Irwin探頭在風(fēng)洞中測量了建筑群北側(cè)區(qū)域的行人高度風(fēng)速。

試驗(yàn)在中國建筑科學(xué)研究院風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。風(fēng)洞試驗(yàn)段截面尺寸4m×3m。模型縮尺比1∶200，共布置了風(fēng)速探頭30個(gè)，在B類地貌下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。用DSM3400壓力測量系統(tǒng)對探頭的壓力進(jìn)行測量，根據(jù)標(biāo)定曲線獲得各測點(diǎn)的水平方向風(fēng)速。所有探頭在使用前逐個(gè)進(jìn)行了校準(zhǔn)。

圖1 模型在風(fēng)洞中的照片F(xiàn)ig.1 Model in wind tunnel

2.2 氣象資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果

與逐時(shí)的風(fēng)速資料相比，日最大風(fēng)速資料較易獲得。利用國家氣象信息中心的“中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)”提供的濟(jì)南氣象站1991～2010年20年間的逐日最大風(fēng)速記錄，首先根據(jù)最大風(fēng)速出現(xiàn)的風(fēng)向得出風(fēng)玫瑰圖，再根據(jù)極值分布統(tǒng)計(jì)方法對不同風(fēng)向的風(fēng)速資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出概率分布參數(shù)。

圖2為20年間濟(jì)南日最大風(fēng)速的風(fēng)玫瑰圖。濟(jì)南地區(qū)日最大風(fēng)速最常出現(xiàn)的風(fēng)向?yàn)镾SW（西南南）風(fēng)向，該風(fēng)向也是濟(jì)南地區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向。

圖2 日最大風(fēng)速風(fēng)玫瑰圖Fig.2 Wind rose of daily maximum wind speed

采用最大對數(shù)似然估計(jì)法，得出了各個(gè)風(fēng)向的日最大風(fēng)速概率分布參數(shù)，如表2所示。表2中的風(fēng)向序號參照氣象觀測的一般約定，從北風(fēng)開始，按順時(shí)針方向以22.5°間隔遞增。10號風(fēng)向?yàn)镾SW風(fēng)向。

表2 各風(fēng)向日最大風(fēng)速概率分布參數(shù)Table 2 Probability model parameters for daily maximum wind speed of different wind directions

由表2可見，除了少數(shù)風(fēng)向外，大部分風(fēng)向下ξ值為負(fù)值，說明更符合 Weibull分布。另一方面，某些風(fēng)向下的ξ值很接近0，說明這些風(fēng)向的日最大風(fēng)速概率分布接近兩參數(shù)的極值I型分布（Gumbel分布）。圖3為SSW風(fēng)向下不同重現(xiàn)期的日最大風(fēng)速值，橫軸代表的是重現(xiàn)期，縱軸為風(fēng)速大小。圖中同時(shí)繪制了由最大對數(shù)似然估計(jì)法得出的GEV分布和Gumbel分布，GEV模型的結(jié)果明顯優(yōu)于Gumbel模型。證明了GEV概率模型的有效性。

2.3 測點(diǎn)風(fēng)速比

風(fēng)在流經(jīng)高層建筑時(shí)，會(huì)在兩側(cè)分離區(qū)域形成加速流動(dòng)。因此一般情況下建筑周邊區(qū)域總會(huì)在特定風(fēng)向出現(xiàn)局部強(qiáng)風(fēng)，很難保證在各種風(fēng)向下都能將風(fēng)速比控制在較低水平。

圖4給出了所有測點(diǎn)的最大風(fēng)速比。中間高樓兩側(cè)區(qū)域的風(fēng)速比最高，達(dá)到1.9；東側(cè)高樓局部區(qū)域也出現(xiàn)1.9的風(fēng)速比；西側(cè)高樓的風(fēng)速比稍小，但也達(dá)到了1.6。所有測點(diǎn)的最大風(fēng)速比都超過了1.0，不同程度出現(xiàn)了加速效應(yīng)。因而僅以最大風(fēng)速比對風(fēng)環(huán)境進(jìn)行評價(jià)，難免得出大部分區(qū)域均不滿足舒適度要求的過于保守的結(jié)論，對建筑設(shè)計(jì)也缺乏指導(dǎo)意義。事實(shí)上，這些區(qū)域的高風(fēng)速并非在同一風(fēng)向下出現(xiàn)的，因此如果結(jié)合氣象資料討論，將給出更為科學(xué)合理的結(jié)論。

圖3 不同重現(xiàn)期的年最大風(fēng)速值（SSW風(fēng)向）Fig.3 Return level plot for daily maximum wind speed of SSW wind direction

圖4 各測點(diǎn)的最大風(fēng)速比Fig.4 Maximum wind speed ratios at measurement points

如果僅以主導(dǎo)風(fēng)向下的風(fēng)速比進(jìn)行評估，也只能部分反映風(fēng)環(huán)境的舒適度情況。圖5給出了SSW風(fēng)向的風(fēng)速比分布。SSW風(fēng)向時(shí)，3幢高層建筑南邊的裙房阻擋了來流（參見圖1），建筑群北邊大部分區(qū)域的風(fēng)速比都很低。只有西邊通道受到加速繞流的影響，出現(xiàn)高于1.0的風(fēng)速比。

2.4 風(fēng)環(huán)境評估和區(qū)域分類結(jié)果

結(jié)合2.2節(jié)得出的各風(fēng)向日最大風(fēng)速概率分布，計(jì)算了各測點(diǎn)對于給定風(fēng)速的超越概率。以西邊通道的測點(diǎn)A為例（圖5中虛線橢圓位置），按以下過程計(jì)算該點(diǎn)日最大風(fēng)速超過5級風(fēng)（取中值9.4m／s）的概率。

在SSW風(fēng)向時(shí)，測點(diǎn)A的風(fēng)速比為1.3，則當(dāng)測點(diǎn)A 風(fēng)速出現(xiàn)9.4m／s風(fēng)速時(shí)，遠(yuǎn)處來流為9.4／1.3＝7.2m／s。該風(fēng)速為測點(diǎn)高度2m處的風(fēng)速，需要調(diào)整至10m高度（氣象觀測高度）。實(shí)驗(yàn)在B類地貌下進(jìn)行，因此2m高度出現(xiàn)7.2m／s風(fēng)速時(shí)，10m高度的風(fēng)速為7.2×（10／2）0.16＝9.3m／s。

圖5 SSW風(fēng)向的風(fēng)速比Fig.5 Wind speed ratio at SSW wind direction

SSW風(fēng)向的日最大風(fēng)速服從 Weibull分布（見表2），則有

從而SSW風(fēng)向下日最大風(fēng)速超過閾值的概率為Pi（U ＞U0）＝αi（1－Gi（U0／URi））＝0.116×0.1007＝0.0117。

其中0.116為日最大風(fēng)速在SSW風(fēng)向出現(xiàn)的頻率。同理可得出其他風(fēng)向下的超越概率，從而根據(jù)式（6）可求得日最大風(fēng)速超過5級風(fēng)的總概率為0.035，因此測點(diǎn)A處平均約有28天便會(huì)出現(xiàn)超過5級的大風(fēng)。取不同的風(fēng)速閾值，即可得出測點(diǎn)A不同風(fēng)速的重現(xiàn)期。計(jì)算結(jié)果如表3所示。

表3 測點(diǎn)A日最大風(fēng)速的重現(xiàn)期（天）Table 3 Return period（day）of daily maximum wind speed at point A

根據(jù)表3，測點(diǎn)A基本上每天的最大風(fēng)速都會(huì)超過3級，因此不能歸入1類區(qū)域；而4級風(fēng)大致是4天一次，也不滿足2類區(qū)域的舒適度要求。而5級、6級和8級風(fēng)的出現(xiàn)次數(shù)滿足表1中3類區(qū)域的舒適度要求，因此該區(qū)域適合行人慢步行走，建筑規(guī)劃時(shí)可設(shè)置為公園或人行通道。

對建筑群周邊區(qū)域的分級結(jié)果見圖6。計(jì)算結(jié)果表明，所有測點(diǎn)至少都可歸入4類區(qū)域。因此可認(rèn)為該建筑群滿足舒適度要求，但應(yīng)按劃分的功能區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中有兩個(gè)位置被歸入4類區(qū)域，這兩處都只應(yīng)作為行人通道使用，而不應(yīng)用作其他用途。被歸入3級的區(qū)域大部分位于建筑群西北方向，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意避免在這些位置設(shè)置休息區(qū)。

圖6 建筑群周邊分區(qū)結(jié)果Fig.6 Different comfort levels around buildings

將圖4的最大風(fēng)速比和圖6對比可以發(fā)現(xiàn)，由于考慮了風(fēng)速風(fēng)向的概率分布，得出的區(qū)域分級和最大風(fēng)速比并不一致。結(jié)合氣象資料給出的結(jié)果更加明確、更具有針對性，對建筑設(shè)計(jì)有直接的指導(dǎo)作用。

3 結(jié) 論

提出了基于日最大風(fēng)速記錄的建筑群風(fēng)環(huán)境評估方法。與以往的分析方法相比，該方法有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）相比計(jì)算風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合概率分布所需的逐時(shí)風(fēng)速記錄，日最大風(fēng)速記錄更易獲得，且服從廣義極值分布；

（2）基于日最大風(fēng)速概率分布得出的風(fēng)速超越概率，無需引入附加假定，即可直接轉(zhuǎn)換為以天計(jì)的特定風(fēng)速的重現(xiàn)期；

（3）由本方法得出的分析結(jié)果可給出各區(qū)域的舒適度分級，給出明確的設(shè)計(jì)建議。對建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)有直接的指導(dǎo)作用。

分析實(shí)例表明，如果不考慮氣象因素，僅用所有風(fēng)向的最大風(fēng)速比，或者主導(dǎo)風(fēng)向的風(fēng)速比進(jìn)行風(fēng)環(huán)境評估，難以全面、準(zhǔn)確的把握行人風(fēng)環(huán)境的優(yōu)劣程度。因而在進(jìn)行行人風(fēng)環(huán)境評估時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合氣象資料進(jìn)行計(jì)算分析。

該方法具有較好的可操作性，且分析過程的物理意義明確、分析結(jié)果的針對性強(qiáng)，可在行人風(fēng)環(huán)境評估研究中推廣使用。

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陳 凱（1976－），男，四川人，副研究員。研究方向：風(fēng)工程。通訊地址：北京市北三環(huán)東路30號中國建筑科學(xué)研究院主樓10層（100013），電 話：010－84280389－810，E－mail：chenk＠pku.org.cn

Evaluation method of wind environment around buildings based on daily maximum wind records

CHEN Kai，HE Lian－h(huán)ua，WU Lin
（China Academy of Building Research，Beijing 100013，China）

A comprehensive method is proposed to evaluate wind environment comfort and distinguish the regions into different architecture purposes based on the wind speed ratio and probability of daily maximum wind speed under different wind directions.The wind speed ratios around buildings are measured by surface wind sensors in the wind tunnel and the probability model parameters are derived from the daily maximum wind records and generalized extreme value distribution.The exceed probability of the daily maximum wind speed at a certain level is accordingly obtained.Consequently the wind environment comfort is deduced and the regions for different architecture purposes are also distinguished according to the comfort criteria.It was verified by a wind tunnel test of a high－rise building group that this method was valid and feasible.The straightforward and useful suggestions for the architecture design can be made with this method.

wind environment；daily maximum wind speed；generalized extreme value distribution；surface wind sensor；comfort criteria

TU972

A

1672－9897（2012）05－0047－06

2011－09－15；

2011－12－26

國家自然科學(xué)基金 （50878202）