建筑物周围的风的流动与未开发区域上空的风的流动是完全不同的风动行为。 由于建筑物会阻挡风的流动，会影响建筑形状本身周围的流动，会影响到建筑物周围的局部气候和处于其附近的人 在最坏的情况下，停留在建筑周围会变得不舒适，对行人和骑车的人来说甚至有危险隐患。
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风荷载在城市区域
因此在建筑工程设计中，不仅要考虑受风荷载作用的建筑物部分，还要研究建筑物周边的风力舒适区。
建筑物会阻挡风的流动，会影响建筑形状本身周围的流动
由于建筑物会阻挡风的流动，会影响建筑形状周围的流动，会影响到建筑物周围的任何物体的流动。 在这种近距离的环境中，风流动的发展因风向、建筑物形状和风的特性的不同会有很大区别。 一些典型的效应如下所示。
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前涡流形成
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渠化
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防风作用
所有这些效应叠加起来，就会影响城市小气候 {%！ 由此产生的风流根据风向、局部加速度及其时间分布，将空气、污染、雪、气味和热量输送到城市环境各处。
风环境舒适度
建筑物与实际风流相互作用产生的局部加速风流和湍流，是城市区域风况的特点。 因此，建筑物之间和周边的风渠化和文丘里效应所产生的湍流和高风速会使住在那里的人感到不舒服。 主要体现在行人头部高度（离地面1.5～2米）的流场内人的主观感觉。 在特别剧烈的情况下，出现较高的风速也会给路人和骑车的人带来额外的危险，让他们在意外情况下被风推开。
为了消除这些风的影响所带来的危险，并使影响合理化，人们逐渐制定了各种标准。 最著名的标准是根据Lawson、Davenport和NEN 8100标准的极限值 [2] 。 后者的标准除了必要的舒适性标准外，还规定了安全标准。
利用气象资料和当地的风况，可以用这些标准估算出某地的风舒适度。 气象数据显示了调查区域内各方向发生的风速的频率。 这样的数据集往往用所谓的风玫瑰图来表示。
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风玫瑰
由于各种流动效应，整体风流在市区或建筑群中产生一个不恒定的流场，有时对建筑物附近和之间会产生显着的加速度效应。 通过将当地的风速与相关的全球风流气象频率进行比较，可以确定行人风荷载舒适度 [2]。 例如，荷兰规范 NEN 8100 中对构件的舒适性和安全性进行了划分。
| 舒适等级 | 平均风速 [m/s] | 出现概率[%] | 活动 | |
|---|---|---|---|---|
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A | 5 | < 2.5 | 长期坐在 |
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B | 5 | < 5 | 身体状况不佳 |
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C | 5 | < 10 | 漫步 |
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D | 5 | < 20 | 快速步行 |
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E | 5 | ≥ 20 | 不接受 |
| 安全类别 | 平均风速 [m/s] | 出现概率[%] | 危险 | |
|---|---|---|---|---|
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A | 15 | < 0.05 | 无风险 |
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B | 15 | < 0.30 | 有限的风险 |
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C | 15 | ≥ 0.30 | 危险 |
新的建筑物改变风洞设置
新建建筑物彻底改变了城市微气候以及与之相关的风流场的例子不胜枚举。 过去，纽约的熨斗大楼和最近位于伦敦（20 Fenchurch Street）的高层建筑，由于其形状而被称为对讲机或品脱，都是舒适环境的最突出例子。环境。 这些和其他的案例表明，在现有的城市景观中建造新的建筑时，不仅要考虑建筑本身，还要考虑周围的环境。 最重要的是，对于高度在 25 米或以上的建筑物，在外墙面上会产生新的垂直风流，从而显着改变建筑物周围的风环境舒适度。 事后只能在非常有限的范围内改善这种临界结构的抗风性能。 采取的改善措施包括优化种植树木，以起到阻尼和导流的作用。
为了避免这样的困难，在新建和建筑群的设计阶段就必须知道周围风荷载状况的变化。 借助这些信息，可以在施工之前识别出令人不愉快的风舒适区，并相应地调整建筑形状。 因为这些形状优化通常必须迭代进行，所以建议使用数值流动模拟。 这种数字方法可以在考虑市区全局风况的情况下准确地确定要分析的建筑物形状选项而不会浪费资源，并输出局部风速。 与在真实的风洞中进行风洞试验相比，这种方法省去了建模的步骤。
使用 RWIND Simulation 进行风流分析
使用 RWIND Simulation 可以对此类城市模型进行数值模拟。 可以将有时凹凸不平的非常精细的城市模型通过 VTP (ParaView 多边形数据) 或 STL (Stereolithography) 接口按 1:1 比例导入数值风洞，而无需缩放。 必须在风洞中通过随高度变化的风速和湍流场来定义市区的全局风况。 或者，该模型也可以作为结构分析模型及其全局风属性从RFEM直接导入到RWIND Simulation的数值风洞中。 然后RWIND Simulation对自由体积区域进行网格划分，并使用其不可压缩的湍流求解器采用SIMPLE算法（压力相关方程的半隐式分析法）来计算模型周围的局部流场。
样例分析展示了新建高层建筑对步行街的影响。
在西风荷载工况下，局部风速在市区上空 15.9 m 处的全局风速为 3.93 m/s，从施工前的 1.3 m/s 增加到 4.43 m/s。 s 在施工之后。 这意味着风速大约增加了 3.4 倍，伴随着行人在建筑前院的舒适性变差。
这个结果集包括在标准计算机上的网格划分和网格划分都可以通过 RWIND Simulation 轻松获得。 城市规划师、项目开发商、建筑师和工程师可以根据计算结果推断出建筑物周围的风舒适度。
