袁行飞，张 玉

（浙江大学 空间结构研究中心，杭州310058）

大力开发风能是解决中国能源短缺、实现可持续发展战略的重要途径之一［1］。建筑环境中的风能利用具有免于输送的优点，所产生的电能可直接用于建筑本身，为绿色建筑的发展提供了一种新的思路，对实现建筑可持续化发展、缓解能源与环境矛盾具有重要而深远的意义。

近年来一些学者对建筑环境中的风能利用技术进行了探索。研究主要着眼于可行性分析［2－4］、建筑风环境模拟［5－7］、建 筑 风 力 集 中 器 设 计［8－9］以 及 适 宜建筑环境的风力发电机开发［10－11］等方面。与沙漠、旷野、近海相比，建筑环境中的风场相对复杂、紊流加剧、风速降低，但局部区域也存在较大风速，如高层建筑顶部的小急流、建筑物开洞部位的穿堂风、相邻建筑通道的夹道效应等。为提高风能利用效率，风力机通常安装在上述部位。根据建筑中风力机的放置位置，风能利用建筑大致可分为：顶部安装型、空洞安装型和通道安装型。其中顶部安装型应用较为广泛。本文采用CFD数值模拟方法分析了长方体平屋顶建筑的风能利用效能，研究了不同迎风角对建筑风能集结效果的影响，探讨了风力机的最佳安装位置，并对屋顶形式进行了优化分析，提出了有利于风能集结效果的屋顶形式，为实际工程应用提供理论基础和技术支撑。

1 建筑风能利用效能评价指标

风力机的功率与风速三次方成正比，因此风力机的安装位置应选取风速相对较大的位置，同时避免高湍流。……