Table of Contents

הפיזיקה של הרוח וסקיסרפסה

(הינד מפעיל לחץ דינמי על פני השטח של הבניין, והגודל עולה עם גובה כי מהירויות רוח גבוהות יותר מן העגב הקרקע.עבור מגדל 300 מטר טיפוסי, עומסי רוח יכולים להגיע אלפי טון.הדאגות העיקריות הן FLT:0bending MomentsFLT:1 בבסיס ו-FLT:2vortex-Modertexals-FLT:3 כי גורם לא נוח עבור שלושה מרכיבים טבעיים של גידולים;

מבנים מלבניים מסורתיים יוצרים לחץ גדול שונה בין פנים רוחיות ופניות, המוביל לגרור גבוה וסגנית חזקה של שארפ פינות לתקן את נקודות ההפרדה, יצירת התעוררות סוערת רחבה.

אסטרטגיות עיצוב אווירודינמיקה

אדריכלים ומהנדסים פיתחו ערכת כלים של שינויים בצורת אשר מפחיתה משמעותית את הכוחות המושרה הרוח ללא שילוב של שטח הרצפה או אסתטיקה.

Ta ⁇ Profile ו- Tapering

הפחתת שטח השטח של הבניין כגובה מגביר את מרכז הלחץ וממזער את הרגעים המשתנים. בניין מוקרן, כגון FLT:0Burj KhalifaphaFLT:1, לא רק מקטין עומסי רוח אלא גם מאפשר את המבנה להתקדם בהדרגה, מתן מרפסות וצמצום המסה החזותית.

צורות helical ו Twisted

על ידי סיבוב חזית הבניין לאורך גובהו, לוחות הרצפה השונים מתחילים כך שאורות לא יכולות לסנכרן לאורך כל הגובה.ה-FLT:0Shanghai'sFLT:1 120 מעלות לסובב את רצפת זרימת הדם על ידי הרצפה, צמצום עומסי הרוח בכ-24% בהשוואה לקופסא מלבנית של אותה גובה.

שינוי פינה: צ'פר, חתכים, ופותחים

(הפסקות) הן ביטויים חזקים של הפרדה זרימה ולחצים שליליים גדולים מצד הצדדים, עגולים או צ'יפרינג פינות מפחיתות את תחזיות השיא של 30-40%.חלק מהעיצובים משלבים את FLT:0 באמצעות בניית פתחים של בניית מבנים:0 באמצעות בניית פתחים של פיתוחים של הדור הראשון (למשל, בקוויות השמיים) כדי לאפשר לרוחות לעבור דרך, השווה לחץ וצמצום עומסי רשת מאוחרים:2CT מרכזי מימון בדרגות גדולות של ג'וקו (FLT2CT) משתמשים בפלטפורמות צפייה גדולות כמו גם בפלטפורמות גדולות.

תכונות ו- Spoiler

Fins, מרפסות, ולהקות אופקיות יכולים לפעול כמו מקלקלים אשר משבשים את היווצרות של מערבות מאורגנות.תכונות אלה משולבים לעתים קרובות במערכת החזית להכפיל כמו מכשירים שגורמים השמש. מבחנים מנהרות הרוח להראות כי שילוב אלמנטים קטנים בשפע במרווחים קבועים יכול להפחית את התגובה חוצה-wind על ידי 15-25% על ידי דימום אנרגיה מן ההתעוררות.

חומרים מתקדמים ומערכות סטריקטליות עבור Wind Resistance

עיצוב אווירידינמי לבדו אינו מספיק; הבניין חייב להיות גם מערכת מבנית חזקה, ובמקרים רבים, מערכות לחות נוספות לשליטה בתנועה.

Outrigger and Belt Trus Systems

(המלחים משתמשים בדרך כלל הליבה המרכזית בתוספת עמודות היקפיות.הטילים החיצוניים מחברים את הליבה בעמודות היקפיות בקומות מכניות, ביעילות מרחיבים את הבסיס המבני ונוקשות הבניין.זה מקטין את הסחף (הדלפקה הדדית) ומשפר את הנוחות של עיצובים מודרניים להשתמש FLT:0staggered Outrsph 1 בגבהים מרובים כדי לייעל ללא שימוש בחומרים.

תגית: Mass Dampers

(ב) ל[[המאה ה-20]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]] ב[[1924]], [[

High-Strength Concrete and Steel

התקדמות חומרית מאפשרת מבנים להיות קלים וגמישים יותר, אשר יכול להגדיל באופן פרדוקסלי את הרגישות הרוח.עם זאת, ביצועים גבוהים מודרני בטון (עם עוצמות דחוסות מעל 80 MPa) ופלדה אולטרה-גבוהה (כוחים גבוהים מעל 690 MPa) מאפשר עמודות סלנדר ופסיעות ארוכות יותר, שחרור שטח. מהנדסים חייב לאזן כוח עם נוקשות כדי למנוע מורדים.

Fluid Dynamics ו- Wind Tunnel Testing

אין גורדי שחקים בגובה משמעותי מתוכננים ללא ניתוח רוח נרחב.יש שתי טכניקות משלימות משמשות:

  • (FLT:0)Computational Fluid Dynamics (CFDigue): סימולציות מספריות מודל לזרום סביב הבניין, חושף את חלוקת הלחץ ואת דפוסי מערבולת.מודרני CFD יכול לרוץ קבוע וניתוחים transient עבור אלפי כיוונים רוח, המאפשר אופטימיזציה של צורה מוקדם בשלב העיצוב.
  • (FLT:0) בחינת מנהרת רוח של שכבת הרוח: FIRLT:1 (בדרך כלל 1:400 עד 1:200 קנה מידה) ממוקמת במנהרה רוח שדמיינה את האקלים הרוח של האתר (כולל גסות שטח) חיישנים מודדים לחץ, כוחות, האצה.זה נשאר התעשייה לאימות סופי, במיוחד עבור קביעת לחץ קלף ונוחות רוח ברמה בינונית.

פרויקטים רבים משלבים את שניהם: CFD עבור חקר עיצוב, מנהרה רוח עבור הסמכה.התוצאות להאכיל את התוצאות לתוך FPLT:0 הוראה ניתוח תוכנה ניתוח ניתוחי תוכנהREFLT:1 כדי להדגיש מתח, סחף ועייפות על חיי העיצוב של הבניין.

In-Depth Case Studies of Aerodynamic Skyscrapers

הרחבת המקרים המקוריים והוספת דוגמאות נוספות ממחישות כיצד התיאוריה מתרגמת לפרקטיקה.

מגדל שנחאי (632 מ', שנחאי, סין)

בשנת 2015, מגדל שנחאי הוא הבניין השני-הכולי בעולם.צורת הספירלה שלו הייתה אופטימיזציה באמצעות יותר מ-200 בדיקות מנהרות רוח.ה-120 מעלות טוויסט לאורך הגובה לא רק מקטין את עומסי הרוח, אלא גם מאפשר את הבניין לאסוף מים גשם ולהקטין את רווח החום הסולארי.המגדל של 20Dn:0vortex המושרה רטט 1FLT:1 הוא נמוך משמעותית מאשר זה של גובה של 1000 שנים של מבנה מ"מ.

Burj Khalifa (828 מ', דובאי, איחוד האמירויות)

הבניין הגבוה בעולם משתמש בתוכנית בצורת Y בהשראת אדריכלות אסלאמית, עם שלושה כנפיים שפועלות כ- Buttresses.The Went, טייפינג פרופיל משבש את זרימת הרוח ומונעת היווצרות גדולה של מערבולת.Extensive Windמבחנים באוניברסיטת מערב אונטריו סייע לחדד את הצורה למזער הן לאורך רוח והן את התגובות רוחביות.

שער ההון (160 מ', אבו דאבי, איחוד האמירויות)

ידוע כ"מגדל החניכה של אבו דאבי", שער ההון יש 18 מעלות מערבה (ארבע פעמים גדול יותר ממגדל המבצר של פיזה) מהנדסים השתמשו ב-FLT:0 מראש- מוקם ליבת 18 מעלות מערבה 1 ו-FLT:2dense רשת של פלדה דיגונית 3 כדי להתנגד לרוח ולכוח הכבידה.

מגדל הרסט (182 מ', ניו יורק, ארה"ב)

מערכת המבנית של מגדל הרסט (FLT:0) של מגדל הרסט (DiagridofLT:1) משתמשת במסגרות פלדה משולשות כי הן נוקשה מטבען ולהפחית את משקלו החומרי של הבניין ב-20% בהשוואה למסגרת זמן קונבנציונלית.הפעולות הדיאגריד הן מבנה והן תכונה אווירודינמית - הפנים הטריאנגולריות פורצות את זרימת הרוח לאורך החזית.

מרכז הסחר העולמי (ב-1131 מ', ניו יורק, ארה"ב)

הבניין הגבוה ביותר ב-Hamisphere המערבי משתמש ב-FLT:0 (הנקרא, מצופה זכוכית בצורת FLT:1 אשר מעברים מבסיס מרובע לנקגון גדול יותר בראש, והגיע לשיאו בסיפון תצפית משולש.צורה זו מפחיתה עומסי רוח ויוצרת גם צללית ייחודית.

קיימות ואנרגיה באמצעות עיצוב אווירודינמיקה

הקטנת התנגדות הרוח אינה רק על בטיחות מבנית – יש לה גם יתרונות סביבתיים וכלכליים משמעותיים.

דרישות חומריות סטרטוריות נמוכות יותר

מבנים המעצבים את עצמם כדי להפחית עומסי רוח דורשים פחות פלדה ו קונקרטיים כדי לעמוד בפני העומסים האלה.ההפחתה של 24% של מגדל שנחאי תורגמה ל-FLT המשוער:010% ירידה במניפולציה מבנית ל-2,000 טון של פליטות CO2 מייצור ותחבורה.

עלויות קלדינג וקישור

לחץ על החזית מאפשר מערכות קיר וילונות קלות יותר, עיגוןים קטנים יותר, ופרטים פשוט יותר לאטום.זה מקטין את העלות החומרית ואת זמן ההתקנה. כמה גלקסיות אווירודינמיקה גם כפולות כמו אלמנטים מתפתלים סולאריים, חיתוך עומסי קירור עד 15%.

שיפור תנודות טבעית וימי תאורה

צורות helical ו- קליט לעתים קרובות ליצור הזדמנויות עבור אריות או ריקות שניתן לפתוח עבור ventilation טבעי על ימי רוח בינוניים.TheFLT:0;0;0) של מגדל צ'אנגאי 1 "גניםסקי" הם חללים סגורים למחצה שבו לחץ רוחני מושרה מסייע להניע את זרימת האוויר, צמצום צרכי ה-CDCD מתקדמים משמש כדי למנוע איזון עם אפקטים של מזג אוויר.

« רוח רפאים-Level Wind Comfort

עיצוב Aeroדינמית משפיע גם על סביבת הרוח ברמת רחוב.פינות מדי יכולות ליצור צורות מסוכנות.צורות מעוצבות כראוי - עם גיבויים, מסך ⁇ , או השתילה - ערוץ או לשבור שטיפת שטיפת, ביצוע plazas ומדרכה נעימה יותר. ערים רבות דורשות כעת FLT:0pedestrian Wind AssessmentLTFibr 1 כחלק מהתכנון.

כיוונים עתידיים וטכנולוגיות מתפתחות

מחקרים מתקדמים מצביעים על פתרונות אווירודינמיקה אינטליגנטיים ומתאימים יותר.

עריכת קוד מקור | MOFING Facades

חוקרים מפתחים את העור האווירודינמיקה של FLT:0 â € ¢ â € ¢ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

Machine Learning for Shape Optimization

כלים עיצוביים יצרניים באמצעות רשתות עצביות יכולים כעת לחקור אלפי צורות בנייה ולהעריך את הביצועים האירודינמיים שלהם ללא הטיה אנושית. התהליכים המונעים על ידי בינה מלאכותית אלה יכולים לייצר צורות פארטו-אופטימליות אשר מאזן התנגדות רוח, משקל מבני, שטח הרצפה וקריטריונים אסתטיים.לדוגמה, העיצוב ה-48:0algorithmic של הצורה המתפתלת של 10,000:1LT:1 עבור LT:2 "מרפא" (Modertph) השתמש בסימולציה של 48 שעות למידה תחת סימולציה של סימולציה.

Bio-Inspired Aeroדינמיתs

הטבע מספק מודלים להפחתת גרר.הגופים המנוונים של דולפינים והשחפתים על דחפורים לווייתנים חמקויים מעוררים השראה:0 (הפרוטנסים החדשים של דולפינים) 1 על אבני בניין שעוצרים ולהפחית את הסגת הטורפת של מחקר באוניברסיטת סוררי הראה כי התקפי ביו-ש על חלק רבוע יכולים להפחית את הפחתת הגרסאות של 30% כדי לגרור תאים אלה.

שילוב עם אנרגיה מתחדשת

צורות Aerodynamic יכולות לשלב טורבינות רוח או לוחות פוטו-וולטאיים.ה-FLT:0Strata SE1vyFLT:1 בלונדון יש שלושה טורבינות רוח משולבות הנתמכות על צורת הבניין לרוח ערוצים.

אתגרים וקונסטרינטים בעיצוב Aeroדינמית

למרות היתרונות, עיצוב אווירודינמיקה אינו ללא הפסקות מסחר.

  • (FLT:0) יעילות הצלחת לוחיות: FLT:1 ; צורות מעוות יכול להפחית שטח הרצפה הנימוק, במיוחד על גבי קומות העליונות.מפתחים חייבים לשקול את החיסכון בעלויות הבנייה נגד חלל שכירות אבוד. חלק מהעיצובים משתמשים בקומות מכניות כדי להתאים את השינויים בצורת ללא הקרבה של משרדים.
  • מורכבות:0 (FLT:1ved זכוכית לוחות, קשרים לא סדירים פלדה, ועלויות ייצור מורכבות להגדיל את עלויות הייצור.
  • (FLT:0)Fire וגישה חירום: איור 1FLT:1, צורות Irregular יכול לסבך פעולות כיבוי אש וקווי פינוי.קודים דורשים לעתים קרובות עיכובים ספציפיים או רצפות מקלט שיש לכבד בעיצוב אווירודינמיקה.
  • (ב) [15] ,בהקשר: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

פסקול: The Skyline of the Future

עיצוב Aeroדינמית עבר ממומחיות נישה לפרקטיקה סטנדרטית עבור כל המבנים מעל 200 מטרים.שילוב של צורות מפלט, חומרים מתקדמים ומערכות בקרה פעיל מאפשר גורדי שחקים להגיע לגבהים חדשים תוך שימוש בפחות חומר ואנרגיה.כמכשירים חישוביים וטכנולוגיות הסתגלותיות בוגרות, מבנים לא רק מתנגדים לרוח, אלא FLT:0work with FLT:1 - ההארכות שלה עבור אנרגיה עבור פריחה או אנרגיה טובה יותר עבור אנשים חיים, הוא יותר, הוא יעיל יותר, 000 זמן חיים, הוא יעיל יותר, הוא יעיל יותר, 000 זמן עבודה עם יותר, 000 זמן חיים, 000.

לקריאה נוספת, להתייעץ עם ה-FLT:0 (הידועים על בניינים גבוהים ו- Urban Habitat) (CTBUH)FLT:1 עבור מדריכים טכניים, ו-FLT:2ASCEFLT:3 לתקני עומס רוח.שילוב של תכונות אווירודינמיקה בעיצוב אדריכלי אינו רק תרגיל הנדסי אלא גם מרדף יצירתי המגדיר את צללית של המטרופולין העתידי שלנו.