JGJ／T 338-2014  建筑工程风洞试验方法标准(完整扫描、清晰无水印)

5.1.5测量开口建筑的脉动内压值时，模型的内部容积应满足

5.2.1试验模型的形心主轴宜与天平底座的主轴保持一致。当 二者出现偏离或天平测量中心与模型底边高度不一致时，应对数 据进行修正。 5.2.2高频测力天平试验结果可用于估算基本振型接近直线的 工程结构的风致响应。

5.2.1试验模型的形心主轴宜与天平底座的主轴保持一致。当 二者出现偏离或天平测量中心与模型底边高度不一致时灌注桩标准规范范本，应对数 据进行修正。 5.2.2高频测力天平试验结果可用于估算基本振型接近直线的 工程结构的风致响应

5.3气动弹性模型试验

5.3.1气动弹性模型试验应满足对结构风振响应有影响的主要 动力特性参数的相似性要求。模型制作完成后，应验证其动力特 性满足模拟要求。 5.3.2气动弹性模型试验应在风压自准区范围内采用多个不同 风速进行测量，换算到原型结构的最大试验风速不应小于基本风 速的1.2倍。 5.3.3气动弹性模型试验的数据采集，应在模型响应稳定后 进行。 5.3.4气动弹性模型试验报告应给出模型的设计方法、主要设 计参数和风振响应的测量结果，测量结果应按相似律换算到原 型。报告尚应对气动弹性效应进行评价

6.1.1新建大型商业或住宅区域，宜通过风环境试验和舒适度 评估准则判断建筑布局的合理性。 6.1.2既有大型商业区或住宅区域内的新建建筑工程，应评估 其对既有建筑周边风环境的影响。 6.1.3绿色建筑和其他对行人风环境有较高要求的建筑工程， 应对其周边风环境舒适度进行评价 6.1.4、楼面、屋面等区域设有露天活动场地时，可按风环境试 验的相关要求评价行人活动区域的风环境舒适度。地面高度应采 用活动场地的实际标高。 6.1.5采用数值模拟方法进行风环境试验时，除应满足本章要 求外，尚宜符合本标准附录A的规定

6.2.1评价新建建筑工程对既有建筑风环境的影响时，应分别 测量新建建筑工程建成前后周边区域的风速分布。 6.2.2风环境试验模型除应模拟建筑物的主要外部轮廊外，尚 应模拟对行人高度风环境影响较大的建筑物细部构造和地面植 被、障碍物等。 6.2.3风环境试验的风速测点应覆盖建筑的主要出入口和行人 活动区域，其密度和范围应满足本标准第6.3节风环境评估要 求。测点高度换算到原型应为2.0m。 6.2.4风环境试验的风向角宜以正北方向为基准，风向角间隔 宜取为22.5°。 6.2.5风环境试验宜采用无方向敏感性的风速传感器进行测量

6.2.1评价新建建筑工程对既有建筑风环境的影响时，应分别 测量新建建筑工程建成前后周边区域的风速分布。 6.2.2风环境试验模型除应模拟建筑物的主要外部轮廊外，尚 应模拟对行人高度风环境影响较大的建筑物细部构造和地面植 被、障碍物等。 6.2.3风环境试验的风速测点应覆盖建筑的主要出入口和行人 活动区域，其密度和范围应满足本标准第6.3节风环境评估要 求。测点高度换算到原型应为2.0m。 6.2.4风环境试验的风向角宜以正北方向为基准，风向角间隔 宜取为22.5°。 6.2.5风环境试验宜采用无方向敏感性的风速传感器进行测量

当采用其他方间性敏感的探头进行测量时，探头主轴方向应与局 部风向一致。 6.3风环境评估方法和准则 6.3.1建筑物的风环境舒适度应满足建筑功能及本标准第 6.3.3条的要求。新建建筑不应对既有建筑的风环境舒适度造成 明显的不利影响。 6.3.2基于气象台站日最大风速进行评估所依据的风速资料不 应少于10年；基于逐时风速进行评估所依据的风速资料不应少 于2年。 6.3.3风环境的舒适度分类应按表6.3.3采用。基于气象台站 日最大风速进行评估时，应采用年超越次数；基于逐时风速进行 评估时，应采用小时超越概率。

表6.3.3风环境的舒适度分类

注：括号内的百分数为基于逐时风速进行评估的小时超越概率，

6.3.4当缺乏气象统计资料时，可采用平均风速比评价风环境 舒适度。所有风向下的平均风速比均不宜小于0.1；主导风向下 的平均风速比不宜大于1.2。平均风速比R应按下式计算： R=V./Vo (6. 3. 4) 式中：V,一测点的平均风速（m/s)； Vo 一当地标准地貌10m高度处的平均风速（m/s）。

7.0.1当建设场地或其周边存在体量较大的山体，或者场地周 边地形复杂时，宜进行地形模拟试验。试验应符合下列规定： 1模拟区域半径不应小于2km，缩尺比不宜小于1：2000； 2应在模拟大气边界层风场中进行： 3应测量建设地点风速和风向随高度的变化： 4风速测点的最高高度不应低于建筑工程标高的2倍，且 在临近地形模型的底部区域应加密测点。 7.0.2流动显示试验可采用丝线法、烟线法、风蚀法和PIV粒 子图像法等风洞试验技术，或者采用数值模拟方法。试验报告应 提供流场的流动轨迹等信息。 7.0.3污染扩散试验应满足几何和动力相似准则，雷诺数不应 小于10000。 7.0.4积雪飘移可采用介质模拟试验或根据风速分布经验计算 两种方法进行评估。 7.0.5当降雨对结构风效应产生较大影响时，宜进行风雨共同 作用下的风洞试验。风雨共同作用风洞试验的喷淋设备应能模拟 降雨的主要特性。 7.0.6风浪联合试验在水池中进行时，模型试验结果应对水的 密度进行修正。试验应满足重力和涡脱落相似性。 7.0.7当采用水润或水槽等试验设备进行建筑工程模拟试验时， 其试验设备、试验要求可按本标准第3章和第4.2节的规定 执行。

A.0.1数值模拟方法用于建筑工程前，应按照本标准附录B的 要求建立数值模型计算表面风压和周围风速，并应对数值模拟结 果的合理性进行分析。 A.0.2数值模拟中的计算域三维尺度应根据模拟区域确定，计 算域入口至模型距离不宜小于模型最大尺度的10倍，模型至计 算域出口距离不宜小于模型最大尺度的15倍。模型阻塞比不宜 大于5%。 A.0.3计算前应建立相应的空数值风洞模型，检查人口、出口 以及固壁等边界条件的合理性，并应保证流动特性沿流向不发生 变化。 A.0.4数值模拟的几何模型应反映实际工程的主要几何特征。 对难以准确模拟的建筑细部或周边环境，可采用引入多孔介质模 型、附加源项等方法近似模拟。 A.0.5采用网格离散的数值模拟方法时，应选择不少于2种网 客划分方案进行独立性检验，考察点的平均风速计算结果允许偏 差应为士5%。在几何模型边缘较尖锐的区域或物理量梯度较大 的区域，网格应加密。 A.0.6应根据模拟的目的和计算方法选用端流模型和满流模型 参数

附录B风洞试验标准模型

B.1低锈建筑测压标准模型

B.1.1低矮建筑测压标准模型应为矩形平面坡屋面建筑（图 B.1.1），全尺度尺寸应为13.792mX9.220m×3.988m，檐口高 度应为3.912m

图B.1.1低矮建筑测压标准模型的测点布置与 试验风向角示意（长度单位：mm） 1银墙：2—屋面：3—横墙

1.2试验模型的几何缩尺比可根据实际情况选定，应按编号

B.2高层建筑测压标准模型

B.2.1高层建筑测压标准模型应为表面平整，且无任何附属物 的矩形平面建筑（图B2.1)，其全尺度尺寸应为45.72m× 30.48mX182.88m

图B.2.1高层建筑测压标准模型示意

B.2.2模型的儿何缩尺 况确定，应按编号为 (图 B. 2. 2)

图B.2.2测点布置与试验风向角示意

B.2.3应采用刚性模型测压试验测量标准模型的表面

B.2.3应采用刚性模型测压试验测量标准模型的表面风压分 布，地貌类别应取为C类，测试风向角应取为0°和90°

布，地貌类别应取为C类，测试风向角应取为0°和90°。

1为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度 不同的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词采用“必须”，反面词采用“严禁” 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的用词： 正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”； 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的 用词： 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜” 4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用 “可”。 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符 合·的规定”或“应按执行”

中华人民共和国行业标准

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建筑工程风洞试验方法标准 JGJ/T3382014 条文说明

1.0.1风洞模拟试验是风工程研究的主要方法之一，也是确定 特殊建筑工程风荷载、优化结构抗风性能的重要手段。早在19 世纪末，人们就已经开始尝试利用建筑的缩尺模型来研究建筑结 构在风作用下的受力情况了。在国内，有大量的建筑工程需要进 行风洞试验研究，这些工程既包括一些外形独特、结构形式复 杂、干扰显著的建筑物，也包括一些风荷载和风致响应突出的构 筑物。一方面，为确定这些建筑物和构筑物的风荷载取值需要进 行风洞试验。而另一方面，国家倡导的绿色建筑及宜居城市建 设，对风环境的要求也在不断提升，与风环境相关的风洞试验需 求也在逐年增加。建筑工程风洞试验对建筑工程的安全性和经济 性有重要影响，要求试验结果要有很高的准确性和可靠性。 首先是风场模拟。为获得准确的试验结果，大气边界层和周 边环境的模拟是风洞试验中最重要的一个环节。现有研究表明， 风洞试验结果的准确性很大程度上取决于模拟参数的选取和模拟 的准确程度。由于大气消流的复杂性，用于描述其统计特征的主 要有平均风速剖面、瑞流度面、风速谱、积分尺度等参量。更 为深入的模拟参数尚需包括横向瑞流度、雷诺应力等等。另外距 离较近和体量较大的周边建筑也对风压分布有很大影响。由于目 前尚无对模拟参数选取和准确度的相关要求，不少试验单位在选 择模拟参数时有较大随意性，往往在条件不成熟的情况下就进行 试验。由于模拟参数和规范要求和实际情况相去甚远，得到的试 验结果就给结构设计带来了安全隐患。 风洞试验报告的数据整理和规范是另一个重要环节。因为没 有统一的标准，不同风洞试验单位提交的报告不但文字风格和格 式完全不同；尤其是同样的参数或专业术语在不同报告中表达的

3.1.1本条列举了应当进行风洞试验的三种情况

（1）体型复杂。这类建筑物或构筑物的表面风 范的相关规定进行计算，一般应通过风洞试验确定其风荷载 （2）对风荷载敏感。通常是指自振周期较长，风振响应显著 或者风荷载是控制荷载的这类建筑结构，如超高层建筑、高耸结 构、柔性屋盖等。当这类结构的动力特性参数或结构复杂程度超 过了荷载规范的适用范围时，就应当通过风洞试验确定其风 荷载。 （3）周边干扰效应明显。周边建筑对结构风荷载的影响较 大，主要体现为在干扰建筑作用下，结构表面的风压分布和风压 脉动特性存在较大变化，这给主体结构和围护结构的抗风设计带 来不确定因素。 应注意的是，本条仅针对风荷载试验列举了常见的需要进行 风洞试验的三种基本情况，并不意味着其他情况就不必进行风洞 试验。在条件允许的情况下，鼓励通过风洞试验研究建筑工程的 风荷载或风环境。 3.1.2测压试验是利用压力传感器测量模型表面风压的试验。 通过缩尺刚性模型的测压风洞试验，能够获得墙面（幕墙）和屋 盖等结构的平均和脉动压力。在此基础上结合动力学分析方法进 行风振计算，可进一步获得建筑结构的风致响应，包括位移、加 速度等，并可根据一定原则得到用于主要受力结构设计的等效前 风荷载。 高频测力天平试验是为测得建筑物整体风荷载而进行的试 验。通过测力天平测得作用于模型整体上的风荷载（阻力、侧向

兄，给居住者造成不适。风环境试验将包含目标建筑物在内的城 市街区或复杂地形的模型放置在风洞中，测量不同风向角下的模 型区域风场分布，进而评价的风环境舒适度。另外，建筑物自然 通风环境试验也属于风环境舒适度评估的范围，这类试验主要通 过制作较大比尺的室内户型和通风口模型，对室内风速分布和高 大空间的气流组织等问题进行研究。 （2）风致介质输运。随着人们对生活质量的要求逐步提高， 需要在煤堆、灰堆和沙堆等周围设置障碍物抵御风的侵袭，减小 堆场扬尘对周边环境的影响。风致介质输运试验运用相似原理模 拟大气边界层的气象条件，评估大气中扩散物的扩散、迁移规律 以及地形和热力条件对介质输运的影响，这时，风洞中常需设置 一定地形特征、热力条件及烟气示踪物等。 （3）风致积雪飘移。在风力作用下的雪漂移堆积会导致低矮 屋盖或大跨空间屋盖的损坏，造成巨大经济损失。风速和风向等 因素对雪荷载的分布有很大影响，风的作用往往导致局部雪堆积 较厚，加剧积雪分布的不均匀性，这种影响对大面积屋盖尤其不 容忽视。积雪漂移试验是在风洞中重现风雪运动的试验，以预测 雪粒运动的状况。由于积雪漂移试验的模拟涉及较多的相似关 系，此类试验需根据不同的研究对象细致确定试验目的及方案， 以保证试验符合真实情况 此外，还有一些针对特殊目的或使用特殊试验手段的试验类 型，比如研究地貌影响的地形模拟试验、流动显示试验、风浪共 同作用试验和风雨共同作用试验等。 在评价风环境舒适度时，风洞试验因测点布置有限而存在较 大局限性。而在研究风致介质输运和风致积雪漂移等现象时，风 洞试验常常面临对试验仪器设备的特殊要求，或存在相似性难以 满足的问题。数值模拟方法是研究这些流动现象的有效手段。因 此，本条规定这些问题既可通过风洞试验进行评价，也可以采月 数值模拟方法进行评价。 数值模拟是根据计算流体动力学（ComputationalFluidDy

namics，简称CFD）基本原理，采用计算机数值模拟研究气流 对建筑物作用的技术手段。相较于风洞试验，它的优越性主要表 现为不受计算模型缩尺的限制，同时具有方案调整方便、结果形 象直观等的特点。随着端流模式、计算方法等数值模拟技术的不 断发展，以及计算机性能的不断提高，数值模拟正逐步成为结构 风工程研究的一种重要手段。 数值模拟目前已可实现对实际建筑周边复杂环境的模拟，且 能考虑地形的影响。对于不同介质（风沙、风雪等）的作用也可 通过数值方法来实现模拟，较风洞试验更方便实现。此外，数值 模拟的结果还可以利用丰富的计算机可视化工具，提供风洞试验 不便或无法提供的流场信息。这对风环境舒适度、风致介质输 运、风致积雪漂移以及列车风等问题的模拟非常有利。 但需要强调的是，虽然CFD技术近年来快速发展，但对建 筑物或结构物在近地边界层内的流动模拟，尤其对于撞击、分 离、回流、环绕和涡等流动现象的模拟仍存在很多问题。其分析 结果对各参数选取和设置较为敏感，用于模拟建筑物表面风荷载 时仍需谨慎。因此，对于关系到结构安全的风荷载问题，本标准 的3.1.1～3.1.3条规定要通过风润试验获取相关参数

3.2.1建筑工程的风洞试验是一类较为复杂的模拟试验，涉及 测量设备、试验方案、流场模拟、数据处理等很多环节，任何一 个环节出现问题都会导致试验结果不可靠。但是除了测量设备等 环节可以通过硬性的指标作出规定，使其能够满足风洞试验需要 之外，其他环节较难通过定量指标进行考察。因此，有必要将风 洞试验的测量和数据处理系统作为一个整体，考虑其测试结果的 可靠性，通过标准模型的测试来进行检验是一种可行的办法。 本标准附录B给出了两类典型建筑结构的标准模型测试方 法，用于检验风洞试验系统的可靠性。根据以往的实测和风洞试 验结果，标准模型的表面风压系数存在较大离散性，给出试验结

果偏差范围的条件还不成熟。因此，本条文并未给出偏差范围的 定量规定，但要求试验结果应在合理范围。试验结果合理与否， 可参考以往的实测和风洞试验结果进行判断。 3.2.2自然条件下的风特性极其复杂，风洞试验是根据大量实 测结果，通过模拟理想化的大气边界层来研究风对结构物的作 用，有一定程度的简化。因此，试验结果难免会和实际现象存在 差异，并且由于不同风洞试验室采用的测试设备、试验模拟的相 似程度等有所区别，同样的模型试验得到的结果往往也各不 相同。 尽管大多数情况下，严格按照风洞试验模拟要求进行的试 验，其结果与真实情况之间的差异都在工程可接受的范围，可以 保证结构设计的安全性。但鉴于风洞试验存在的各种不确定性， 对于高度大于400m的超高层建筑或高度大于200m的连体建筑， 为慎重起见，宜在不同试验室进行独立对比试验

3.2.3巩工程的风何载风洞试验，其试验结果将用于主体结 构和围护结构设计，对结构安全影响重大。因此，应当进行重复 性检验，以验证试验结果的准确性。 在各种试验条件都相同的前提下，重复测量的结果应当基本 吻合。综合以往风洞试验的经验和工程需要，条文规定了重复性 检验的精度要求。相对误差和绝对误差两项标准可任选其一进行 检验。这主要是考虑到平均压力系数或平均风力系数值在建筑结 构表面分布并不均勾，有的区域系数的绝对值较高，而有的区域 又接近0。在系数的绝对值较大时，绝对偏差很难控制在 士0.02；但在系数值接近0的情况下，相对偏差又很难满足 士5%的精度要求。因此，可分别计算各测点的相对偏差和绝对 偏差，二者之一满足条文规定的精度要求即可。 3.2.4模型与原型的几何相似是对风洞试验的共同要求。而试 验模型不单包括用于测试的主体模型，还应包括周边建筑环境模 型。这是和流场形态相关的。 风洞中的流场模拟分为两个层次、首先是远方来流的模拟

主要是指大气边界层的模拟；其次是周边建筑和环境的模拟。在 很多情况下，周边建筑和环境对建筑物的绕流形态有重要影响， 进而影响到拟建建筑周边的风向、风速和作用在建筑结构表面的 风压。现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009中特别强 调了建筑群落风力相互干扰的群体效应，并给出了矩形平面高层 建筑的干扰系数建议取值范围， 因此，本条文规定在进行风洞试验时，必须考周边建筑和 环境。条文中所谓的“可能对测试结果产生显著影响”，是指根 据经验判断，有无该周边建筑（或环境）时拟建建筑物表面的风 压或周边流场将会有明显变化。一般而言，需要综合考察周边建 筑和环境的体量、与拟建建筑的距离以及风向等多种因素，来判 断试验需要模拟的范围。由于情况多种多样，因此，条文未给出 统一的定量规定，而是由风洞试验单位根据经验进行选择。

3.2.5风洞试验通常都是对按比例缩小的建筑工程模型进行测

为提高模型加工的精度、并保证试验测点布置可满足一定的 密度要求，模型应尽量大。而另一方面，模型的缩尺比还要受到 以下因素的制约。 为了尽可能保证模拟得出的结果与实际情况接近，应当使建 筑尺度与风场尺度的比例在风洞和自然条件下保持一致。这也就 是要求模型和风场的几何缩尺比相同。 风场的缩尺主要从两个方面考虑，首先是大气边界层的缩尺 比，包括边界层厚度、平均风速剖面和端流度剖面的缩尺比。由 于现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009采用了具有自 相似特性的指数律平均风速剖面，因此，边界层的缩尺比主要是 指瑞流度剖面的缩尺比例。各种地貌下的瑞流度都是随高度递减 的，且规范已明确给出了满流度值。当模型缩尺比偏大（即模型 较大）时，实际高度换算到风洞中的高度就会偏高，从而试验时 的端流度相应会偏小。当模型缩尺比与湍流度剖面的缩尺比偏差

较大时，这种差别就会对脉动风荷载的测量结果产生较大影响。 本标准3.3节对风场模拟的精度要求，就包含了对边界层缩尺比 的要求。 另一个表征风场尺度的参数是积分尺度，代表了大气满流的 主要含能涡旋尺度。积分尺度并不是一个确定值，根据地貌、高 度和风速等因素的不同在较大范围内变化。实测得到的积分尺度 通常在百米量级，而风洞中的端流积分尺度一般在数十厘米量 级。因此，按此比例折算的模型缩尺比通常在数百分之一的水 平。由于瑞流积分尺度本身的不确定性，要求模型缩尺比和端流 积分尺度缩尺比完全相同既无必要也不现实。但仍应对满流度剖 面以及端流积分尺度有所考虑，以避免试验结果和实际情况出现 大的差异。因此，本条文第4款规定模型缩尺比宜和瑞流积分尺 度的缩尺比接近。另外，由于模型的缩尺比太大将明显低估不同 区域风压相关性，国外一些规范规定模型缩尺比最大不应超过满 流积分尺度缩尺比的3倍，以避免风荷载被低估。 与消流缩尺比相比，模型阻塞比对试验结果有更为直接和显 著的影响。如果模型尺寸过大，其迎风面积与风洞截面积相比可 能大到不能忽略。此时由于气流受到阻塞，模型周围的风速将比 实际情况更大，且流动形态和自然条件下也会存在较大差异，从 而导致试验结果不可靠。根据以往研究，阻塞比在5%以内时， 阻塞效应基本可忽略；而在阻塞比大于10%的情况下，风洞试 验得出的结果将严重偏离实际情况。对于开口试验段的风洞，阻 塞比的指标可适当放宽。因此，本条文第1款规定了阻塞比的上 限值为8%，以适应不同风洞试验的需要。另外当模型距离风洞 壁较近时，由于洞壁的影响，模型绕流也将和实际情况有所不 司，产生壁面效应。因而本条第2、3款分别规定了测试模型与 边壁的距离要求。 应当注意的是，第1款公式中的试验模型的顺风向最大投影 面积包含了周边模型的面积；而第2、3款则只考虑用于测试的 主体模型与边壁的距离

3.2.6理论上，试验风速应按照雷诺数相似的原则加以确定。 但由于试验模型的缩尺比一般在数百分之一的量级，因此，雷诺 数通常是无法满足的。在这种情况下，试验风速往往根据采集数 居的信噪比和频率比的要求加以确定。一般的测量仪器都有一定 的量程和精度范围，应首先预估试验可能得到的数据值范围，尽 量使其落在测量仪器量程的中间区域，以获得较高的信噪比。另 一方面，在几何缩尺比一定的情况下，试验风速越低，频率缩尺 比就越小，能够反映原型脉动风荷载的频率范围就越宽：试验风 速越高，频率缩尺比就越大，能够反映原型脉动风荷载的频率范 围就越窄。因此，试验风速应对这两个因素综合考患，选择适当 的试验风速。 大多数情况下，与航空风洞试验相比，建筑工程风洞试验仍 属于小荷载、小变形的试验，试验中使用的传感器很少会出现超 量程的情况；而且来流的风速过低时风剖面特性也会有较大不确 定性。因此，本条文仅对自由来流的下限值作出规定，这里所谓 的“自由来流”是指形成边界层之前的远方来流。 对于测压试验而言，当自由来流风速为8m/s时，对应实际 尺度10m高度的风速通常在5m/s左右，其对应的风速压约为 15Pa。目前市售的压力传感器的精度范围大致能满足试验要求， 当风速更低时则很难保证测量精度。对于通常的测力模型试验而 言，当白由来流风速为8m/s时，其基底剪力和弯矩值大致在 2N和1Nm左右，当风速更低时也很难保证测量精度。 对于气动弹性模型试验，往往需要根据柯西数、弗劳德数的 相似性确定试验风速，因此，对这类试验应优先考惠满足相似准 则。另外由于这类试验一般要在不同风速下进行试验，因此风速 范围可适当放宽，下限值规定为5m/s。 当风洞性能优良，能在低风速条件下满足目标风剖面特性； 并且传感器精度能够满足测量精度要求时，试验风速也可根据情 兄适当降低。

3.2.7风洞中通过主动或被动措施模拟得到的大气边界层

含了一定程度的风速脉动，这种脉动与自然条件下的风特性类 似。然而，由于风洞动力系统等原因造成的风速脉动，则和自然 风特性差别较大。因此，在进行风洞试验时，应当保证远方来流 的风速基本稳定，避免出现非正常的风速脉动。本标准在风洞设 备性能的要求中，对空风洞的风速稳定性作出了明确要求。 在进行试验时，来流的非正常风速脉动往往不是由于风洞设 备的原因，而是由于模型姿态改变（如风向角的变化）引起的。 当模型姿态改变时，迎风面积将有所变化，进而改变试验阻塞 比；同时姿态改变也会造成绕流形态的重建，因此，来流风速在 此过程将会有所变化，需待流场稳定后才能进行测试。流场稳定 时间与试验阻塞比和风洞形式有关，回流风洞或阻塞比改变较大 时，所需稳定时间较长。一般而言，模型姿态改变后10s以上， 流场即可重新稳定。 3.2.8风洞中之所以能够形成稳定的空气流动，是因为风扇系 统提供了动力源，气流在通过风扇后有明显的压升，使得风扇段 后方的空气与外界空气之间存在明显的压力差，从而推动气流向 风洞出口流动。根据风洞的气动设计方案不同，试验段模型区的 静压值可能低于或高于洞体外的静压值。当模型区静压值高于洞 体外静压值时，密闭措施不严将导致空气从缝隙处向洞外流动； 反之则会造成空气由缝隙处向洞体内流动。这种流动会对流场形 成干扰，导致测量结果不准确。因此，应当采取必要的密闭措 施，避免洞体内外产生空气流动。 3.2.9风向角是风洞试验时的重要参数。不同风向吹来的风， 其绕流形态及其在建筑物表面形成的风压分布都有较大区别。为 了获得较为全面的风场或风荷载信息，应当选择不同的风向角进 行试验。当建筑外形或周边情况有对称情形时，可通过某个风向 角的试验结果推知其对称风向角的相关信息，此时需进行的试验 工况可相应减少。 风向角的间隔通常是根据试验类型和工程需要选取的。测压 或测力试验的风向角间隔一般定为10°或15°，而风系培试验头

与气象台站的观测资料一致，风间角间隔也可取为22.5。如果 在某两个连续风向角下试验结果发生较大变化，则说明风荷载在 此范围变化较为剧烈，可根据情况适当加密风向角。 3.2.10雷诺数敏感的建筑物，主要是指流动形态随雷诺数变化 较大的建筑物。 在风洞试验需加以考虑的诸多动力相似参数中，比较重要的 是雷诺数（ReynoldsNumber），它表征了流体惯性力和黏性力 的比值，是流动控制方程的一个重要参数。其定义为：

验结果作为依据。 还需注意的是，即使采取了降低临界雷诺数的措施，试验获 得的脉动风压分布也未必和实际情况完全相同，这是目前缩尺模 型风洞试验无法克服的难题。

3.3大气边界层风场模拟

而地球表面对大气运动施加了水平阻力，使靠近地面的风速减 慢。这种影响通过瑞流掺混一直扩展到几百米到几公里的范围， 形成了所谓的“大气边界层”。边界层内的风速随高度增加，其 顶部的风速通常称为梯度风速。在边界层外，风基本上是沿等压 线以梯度风速流动的。由于地表分布不均勾，来流特性也有所不 同，大气边界层的厚度和气流统计参数根据具体条件而变化。 真实建筑物都是处在大气边界层中的，因此，要在风洞中准 确模拟建筑物所受到的风力作用，应首先在风洞中模拟出大气边 界层。文献可查的建筑模型风力试验可追溯到18世纪中叶。19 世纪末，已有对简单建筑模型进行压力测量的试验研究。20世 纪初到20世纪50年代，测压试验已较为普遍，不过这一时期大 气边界层的重要性尚未引起足够重视，所使用的风洞也较为简 脑。20世纪50年代，多项研究都揭示了大气边界层对建筑物的 风荷载有重要影响，其中丹麦学者Jesen的实测与试验对比研究 工作尤为突出。因此，在20世纪50年代末期，出现了专门用于 模拟大气边界层的风洞，其主要特点是试验段较长，可形成类似 “大气边界层”的垂直风速分布。 鉴于大气边界层对风洞试验的重要性，本标准将模拟大气边 界层作为进行风洞试验的一般要求。而条文所称的特殊情况，系 指某些二维性较强的结构，当必须采用节段模型进行试验时，可 根据实际情况模拟来流条件；某些处于特殊地形下的建筑工程， 若有足够资料表明该区域的风速垂直分布与典型大气边界层有较 大区别，也可根据实际情况进行模拟，而不必将大气边界层的模

式中：U一来流风速（m/s）； L一特征长度（m）； v一空气的黏性系数（m/s）。 由于风洞试验模型缩尺比通常在百分之一以下的量级，而风 洞中的风速和自然风速接近，因此，在通常的风洞模拟试验中， 雷诺数要比实际雷诺数低两到三个数量级。雷诺数的差别是试验 中必须考虑的重要问题。雷诺数的影响主要反映在流态（即层流 还是满流）和流动分离上。对于锐缘建筑物，其分离点是固定 的，流态受雷诺数的影响比较小。因此，一般的结构风工程试验 中，如果模型具有棱角分明的边缘，则可不考虑雷诺数差别所带 来的影响。 对于表面是连续曲面的结构物，雷诺数的影响则比较复杂， 其绕流状态随雷诺数有较大变化，流动分离的位置和建筑结构表 面的压力分布都会随之有较大不同。流动状态由层流向流过渡 的雷诺数称为临界雷诺数。对于有实测数据支持的建筑物，通常 通过增加表面粗糙度的办法，降低临界雷诺数，使流动提前进入 瑞流状态，以保证模型表面压力分布数据和实际条件下一致。对 没有实测数据可供比较的建筑物，则是根据实践经验对表面粗糙 度进行调整，以达到降低临界雷诺数的效果。当无法实现这种改 变时，也可考虑对试验结果进行修正，但修正方法应有可靠的试

拟作为前提条件。 3.3.2风场模拟一般包括平均风速剖面、瑞流度副面、风速谱 和瑞流积分尺度等几个重要参数。在试验过程中，应根据建筑物 所处地貌类型，确定平均风速剖面和满流度剖而的目标曲线。通 过设置尖劈、粗糙元、格棚或者挡板等措施，使得风洞中平均风 速剖面和瑞流度剖面与现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定尽量吻合。风场特性的测量位置通常定在试验模型 区域。 本条文给出的风剖面参数引用了现行国家标准《建筑结构荷 载规范》GB50009的相关规定。 3.3.3为保证风洞试验结果的准确性，本条文规定了风剖面模 拟精度的要求。首先规定了测点的数量和间距要求，应当具有代 表性，能够代表模拟的风剖面特性参数，并应覆盖待测建筑的高 度范围。其次是模拟精度上的要求，对于平均风速采用的是相对 偏差，而对瑞流度则采用绝对偏差。这主要是考虑到风速和瑞流 度参数的特性有所区别而分别作出的规定。 另外，本条文所称的“剖面起始高度”是指条文第3.3.2条 规定的离地最低高度。在剖面起始高度以下，风特性变化剧烈， 很难满足指定的精度要求，且在剖面起始高度内的风剖面模拟精 度对试验结果影响也相对较小，因此，一般可不列入精度对比 范围。 条文所称的“建筑物代表高度”是指能够表征端流度重要影 响的典型高度。如低矮房屋的檐口、最高点；高层建筑的顶部， 2/3高度等。端流度剖面是否满足模拟精度要求，可选择建筑物 一个或若干个代表高度的测量结果进行比较。 3.3.4在空风洞的流场校测中，一般都要校核横向流场的均匀 性。而在大气边界层模拟完成后，尚应进一步检查模型区横向流 场的均匀性。对于水平方向尺度较大的建筑工程，横向流场是否 均匀，对试验结果影响很大。本条文对横风向流场的均匀性校测 方法和指标作出了明确规定

3.3.5当建筑工程周围地形尺度较小时，可以在风洞试验中将 地形作为周边模型的一部分加以模拟。而当地形尺度较大时，若 仍将其作为周边模型，则需要采用很小的几何缩尺比，此时测试 模型将太小而不能满足试验需要。 此时可分两阶段进行风洞试验。第一阶段进行只包括特殊地 形的风洞试验，测量待建建筑物位置的风场特性，主要包括平均 风速和湍流度剖面。地形模拟试验的几何缩尺比一般取1：1000 或更小。第二阶段进行只包括待建建筑物的风洞试验，建筑物上 游的来流风场特性应满足地形模拟试验所测得的结果。此时建筑 物的几何缩尺比可以远大于第一阶段的模型缩尺比，从而能提高 试验结果的实用性

3.4数据处理和试验报告

3.4.1参考风速是对试验测得的物理量进行无量纲化的参考基 准。在风洞中，受到模型影响，模型两侧的风速会增加。而由于 风洞洞壁影响，靠近洞壁的风速也会与来流风速有所区别。因 此，应在风洞中选择未受模型及壁面影响位置的风速作为参考 风速。 3.4.2试验室会有各种各样的干扰源：电动机、荧光灯、无线 电设备等。每种干扰源都会辐射出能被连接线缆、电路板和测量 模块接收的电磁噪声。因此，需采取较好的屏蔽和接地措施，尽 量避免这些干扰对测量信号的影响。在测量信号中，若确实存在 明显噪声，则需要根据噪声特性构建适当的滤波器，从源信号中 消除噪声，保留有用的试验信号。 3.4.3风速与风压都是随机信号。为获得稳定的风速、风压统 计值，需有足够的样本长度。如果将风速、风压等随机过程视为 各态历经的，则足够的样本长度可在足够的采样时间内获得。现 行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009取10min平均最大 风速为基本风速。与此相应，风洞试验中的采样时间换算到原型 也不应低于10min。而考虑到风速、风压的长周期脉动以及进行

极值统计的需要，10min的采样时间仅仅是最低要求，风洞试验 的实际采样时间通常应更长。 3.4.4在工程应用中，主要关心风速、风荷载或响应的极值。 一种方法是根据极值统计理论，选择适当的概率模型来计算信号 极值。而实际工程中，更常用的是将平均量和脉动量相叠加来计 算信号极值。脉动量采用脉动均方根乘以峰值因子的方法进行计 算。峰值因子的取值大小隐含着不同的概率水准，根据现行国家 标准《建筑结构荷载规范》GB50009的相关规定，峰值因子的 取值不应小于2.5

3.4.5基本风压是根据长期的风速资料得出的，且对结构安全

现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的基本风压 是根据全国各地气象台站的历年风速记录统计得到的满足一定可 靠度水准的风荷载的基准压力。根据规范的术语定义，基本风压 是按当地空旷平坦地面上10m高度处10min平均的风速观测数 据，经概率统计得出50年一遇最大值确定的风速，再考虑相应 的空气密度，按贝务利公式确定的风压。 3.4.6风速气象资料的质量与分析方法直接影响统计结果的准 确性。当采用工程所在地的风速气象资料进行风洞试验数据处理 时，需严格控制原始风速数据质量，并校核站点周边场地基本条 件以及风速统计分析方法等是否与现行国家标准《建筑结构荷载 规范》GB50009的相关规定一致。 3.4.7通常情况下，不同风向的统计风速各不相同。利用当地 的风速风向的联合概率分布，在某些风向下可能会得出相对规范 偏小的统计风速。但考虑到风速数据来源的可靠性和建设地与风 速采样地点的差异性，为保证结构安全，本条文规定风速的风向 折减系数不应小于0.85。 在利用统计风速计算结构风荷载及风致响应时，取定的各风 向统计风速不应小于规范规定相同重现期风速的0.85倍。同时，

在风洞试验报告中除给出考虑风向折减的计算结果外，还需要给 出不考患风向折减的计算结果，以方便结构设计人员进行比较 分析。 3.4.8、3.4.9风荷载经常是高层建筑和高算结构主体结构以及 各类建筑围护结构的控制荷载，直接关系到结构的安全。确定风 荷载取值通常有两种途径，一是按现行国家标准《建筑结构荷载 规范》GB50009规定的公式计算确定，另一途径是根据风洞试 检的结果确定。 在国家标准《建筑结构荷载规范》GB500092012中，用 强制性条文第8.1.1条分别规定了主要受力结构与围护结构风荷 载标准值的计算公式，并在后续章节分别规定了公式中相关参数 的取值方法。荷载规范给出的计算方法和参数取值是根据风工程 基本理论和大量试验研究得出的，并经受了大量工程的抗风实践 检验。 根据风洞试验确定风荷载的方法，目前还存在一些不确定因 素，有必要规定结构设计时风荷载取值的最低要求，以保证结构 安全。本标准第3.4.8条和第3.4.9条即对此作出规定。 对于体型及周边干扰等条件与规范规定一致的实际工程，若 严格按照本标准的规定进行风洞试验，则试验结果与规范取值相 比不应有太大偏差。因此，当高层建筑或高耸结构的基本参数符 合规范计算公式的适用要求时，由取定的风荷载得出的主轴方向 基底弯矩不应低于规范规定计算值的80%。而除了高层建筑和 高耸结构之外的其他建筑结构，其结构设计时的控制目标多种多 样，因此，未对其主要受力结构设计时风荷载取值的最低要求做 明确规定。同样，围护结构的风荷载取值也不应低于规范规定值 的90%。当有独立的对比试验时，则风洞试验的可靠度将有所 提高，因此，可适当降低风荷载的最低限值要求。 条文中规定的风荷载取值最低要求，参考了国外先进规范， · 并充分考虑了工程应用的可行性和安全性。 另外，风洞试验报告提出的风荷载在与规范方法计算的风荷

载取值进行比较时，建筑外形、结构特征以及周边干扰等条件不 一定完全对应，可参考相近条件的规范参数进行计算。 3.4.10在脉动风荷载作用下，高层建筑和高耸结构的顺风向风 荷载、横风向风振等效风荷载和扭转风振等效风荷载一般是同时 存在的，但三种荷载效应的最大值一般不会同时出现。若同时将 三个方向的等效荷载最大值直接施加于结构，将得到偏于保守的 结果。因此，在风振研究报告中，对于不同风荷载组合情况（例 如不同风向、不同的等效目标组合等），需要考虑三个方向风荷 载的相关性，对伴随荷载进行折减。折减系数可根据结构所受气 动荷载（弯、扭矩）和响应的相关特征确定，也可参考现行国家 标准《建筑结构荷载规范》GB50009方法计算

3.4.11本条文规定了风洞试验报告的基本内容。

试验依据应列举试验所依据的标准规范和甲方提供的资料 等。试验设备介绍试验所采用的风洞和测试设备的基本情况。试 验条件则是对试验采用的风剖面、试验工况的介绍。 试验方法介绍试验的基本理论、模型设计及试验数据处理方 法等。明确这些问题可以让报告使用者更好地理解试验设计（包 括测点布置、缩尺比等）和数据使用方法。 试验内容介绍试验具体完成了哪些工作。试验结果部分是报 告的核心内容，是关系到试验内在理论与外部表现的问题。应针 对抗风设计需要，提供明确、期实、易用的数据结果，便于工程 应用。例如，就测压试验来说，测压风洞试验结果主要用于围护 结构和主要受力结构的抗风设计，因此，在提交试验报告时，应 分别提供这两部分的试验结果。 应用建议是对风洞试验结果进行概况性描述，同时明确试验 结果使用时的注意事项。 根据试验委托方和试验承担方的约定，试验承担方可能还需 要向委托方提供试验的原始数据以供进一步研究或校核。因此， 应当做好原始数据的存储和整理工作。

4.1.1风洞是进行建筑工程风洞试验的基础性设备。按照试验 段流速，风洞可分为低速风洞、亚音速风洞、跨音速风洞、超音 速风洞、高超音速风洞和高熔高超音速风洞六种类型，其中适用 于建筑工程风洞试验的为低速风洞（风速范围0m/s135m/s）。 低速风洞按照风洞的气动布局可分为直流吹式风洞、直流吸式风 洞、回流卧式风洞和回流立式风洞。 由于建筑工程通常处于大气边界层中，为能准确获得风荷载 及风致响应特性，必须模拟建筑工程所在场址处的自然风特性， 这就要求风洞具备模拟大气边界层流动特性的功能。因此，本条 文要求风洞按照边界层风洞进行设计，而气动布局则可根据实际

4.1.2风洞设备峻工验收和流场校测是

风洞建设是一项复杂的系统工程。风洞的设计、加工、安装 和调试都应严格执行ISO9000质量管理体系的规定，全过程受 控，有据可查。 验收是风洞峻工后投入正式使用前的最后一个环节，对于确 保风质量意义重大。风洞验收一般在风洞峻工并经过一段时间 的试运行后进行。验收通常采用会议验收和现场验收相结合的方 式，参加验收的包括建设方、设计施工方等相关各方。风洞验收 时，设计施工方应向建设方提供完整的验收文件，通常包括：风 洞技术设计报告、结构和控制设备清单、施工安装质量验收资 料、风洞质量检测报告、各子系统的检验及使用说明书、各子系

为确保试验结果的精准度，应按照国家计量标准或产品供货方的 要求对仪器设备进行定期标检。建立试验设备的使用维护档案， 做到有据可查，对于重要的设备故障及维修要进行专项记录。 4.2.3不同类型的风洞试验对设备量程和精度有不同的要求。 通常情况下，为保证试验精度，被测物理量的最大值一般不低于 测试设备量程的5%。一般电子类仪表的精度要优于0.1% F.S.，应变类仪表的精度要优于0.3%F.S.。动态试验根据关 心的频率响应范围不同对设备的频响特性有不同的要求。通常情 况下，测试设备的频响特性要达到被测物理量特征频率的5倍 以上

5.1.1一般来说，结构表面的风荷载受以下几个因素影响：（1) 来流风的特性，包括平均风速、瑞流度、脉动风功率谱和端流积 分尺度等；（2）气流在结构表面分离产生的特征满流，这与结构 的外形密切相关；（3）结构与气流的气动弹性效应。刚性模型测 玉风洞试验可以考虑第（1）和（2）种因素的影，但由于没有 模拟结构的动力特性，无法考虑气动弹性效应。 因此，刚性模型测压风洞试验的模型的制作材料应具有足够 强度，避免被吹坏；弹性模量也应较高，不至于发生明显变形。 而模型整体应具有足够的刚度和可靠连接，以保证试验模型不出 现明显振动。 5.1.2刚性模型测压风洞试验采用风压测量设备测得建筑表面 风压的时空分布规律。在计算结构的整休风荷载时，是将各测点 的风压乘以所属面积，再求积分。为确保积分计算的精度，测点 必须足够密集。 而为了反映风压的局部特性以供围护结构设计时参考，在风 玉变化剧烈的位置（如墙角、屋檐等），测点应适当加密。另外， 当局部结构双面承受风压时（如屋顶的女儿墙、雨篷等），需要 布置双面测点。两面测点应在位置上一一对应。 5.1.3动态风压测量对脉动风压的测量精度有较高要求。脉动 风压在测压管路中的传递会出现畸变，这种畸变随着测压管路长 度的增加而增大。一般来说，当管路较短时，可通过合理的方法 进行修正；但当长度超过1.4m后，修正精度较低，因此通常要 把管路长度控制在1.4m之内。在管路中增加限流器、压扁管 等，可在一定程度上减小信号畸变，在测压试验中应用较多。

研究结果表明，信号畸变可以根据管路系统的压力传递特性 来进行修正。修正常采用频域方法。首先测得不同管长的测压管 路的频响函数，包括幅值和相位差；然后将风洞试验中的风压时 或信号转换为频域信号；再利用频响函数对频域信号进行修正； 最后，将修正后的频域信号转换为时域信号。 信号畸变程度与管路的长度、内径、材质等很多因素有关， 因此，本条文仅规定了当管路对信号脉动特性影响较大时应进行 管路修正，而未给出定量标准。通常做法是在动态风压测量之 前，先行对管路系统频响特性进行测试，获得其频响特征。据此 可以判断管路造成的信号畸变程度，并作出修正。 5.1.4测压管路会出现的气密性问题主要包括两个：漏气和堵 塞。这两种情况均会导致非真实的风压测量信号。气密性检查可 通过输人已知的压力信号，并采用风压测量设备测得输出信号， 比较输人与输出信号来判断测压管路的气密性。 5.1.5为保证风洞试验获得的内部脉动风压系数和实际结构的 值一致，确定试验模型的内部容积时，需要满足内压的动力 相似。 对于要测量内压的建筑，模型体积与实际体积的比值为：

计算结果有很大的影响。因此，当数据需用于风振计算时，应保 证单个整体结构上所有测点的风压数据是同步采集或同次扫描采 集得到的，以使所测数据能反映不同位置处的空间相关性。 所谓同步采集，是指所有测点的压力数据都是在同一时刻获 得的，目前常见的压力测量设备均达不到这么高的带宽。风洞试 验室常用的方法是同次扫描采集。即所有测点的压力是在一次测 量中顺序采集的，相邻测点的数据采样间隔约为数十微秒（us）， 单个测点的采样频率可达数百赫兹（Hz）。在这种情况下，不同 测点之间的相位差对结构风振响应影响不明显，也可用于风振 计算。 动态测压试验中的采样频率需根据相似关系换算到原型，其 截止频率应该高于结构风振响应所包含的主要振型频率，以正确 反映结构的动力响应。 5.1.7为方便设计使用测得风压时程后，一般将其转换成无

5.1.7为方使设计使用，测得风压时程后，一般将其转换成无 量纲的风压系数：

式中：Q 体积（m）； L长度（m）; V风速(m/s)。 下标m、P分别代表模型和实际结构。 考虑到进行风洞试验时，V/V.常大于1，则Qm/Q要大于 按照几何缩尺比确定的体积，因此，需将内部体积扩大。由于模 型本身刚度和模型内部陈设会影响内压的脉动，因此，在具体实 施时，模型及扩容装置的材料刚度应尽可能高，模型与扩容装置 之间的通道应尽可能大，且不宜从模型内部走管。 5.1.6对结构进行风振计算时，结构表面风压的空间相关性对

围护结构设计时，一般只考虑风压本身的脉动。因此，风洞 试验得到的极值风压经过一定转换可作为围护结构的风荷载标准 值。由于围护结构设计时不需考虑出现风压极值的风向，因而取 各种风向的包络值将较为明确直观。另外，围护结构设计时的风 荷载标准值需要考虑建筑物内压，在试验报告中也需要对此有所 说明

5.2.1一般情况下，试验模型的主轴和天平主轴并不一致。此 时由天平测量得到的弯矩和扭矩必须进行修正，消除由于主轴不 一致所引起的附加弯矩和扭矩。 5.2.2测力试验包括静态和动态测力。动态测力（即高频测力 天平试验，简称HFFB试验）主要用于高层建筑或高耸结构的 风效应分析。 当高层建筑或高耸结构的基阶振型为一直线时，其广义力和 基底的气动弯矩成正比。 对于水平风力，若结构振型为二之/H，则广义力为：

S()=SA(D//HDI

式中：SM(f) 测量得到气动弯矩的功率谱密度（N"ms）； S(f) 测量得到气动弯矩的功率谱密度修正结果 (N°ms); H(f)12 识别得到的天平模型系统的机械导纳函数为：

式中：H一一建筑总高度（m)； z;一—第i层建筑高度（m)； F(t)一一第i层建筑风荷载（N)； Ma（t)一—建筑基底弯矩（Nm)。 对于扭转，其相应广义力可近似表示为：

由上述公式可知，只要测出建筑模型的基底气动弯矩和扭矩 前提下，就可以计算结构的风振响应。HFFB试验即根据这一原 理，通过测量模型基底弯矩估算结构的风振响应，故此这类试验 主要适用于基阶振型接近直线的结构。当结构基阶振型与直线形 状差异较大或者高阶振型不可忽略时，不宜采用高频测力天平试

5.2.4本条规定了高频

高频测力天平试验可直接测得模型基底弯矩和剪力等数据：

图1气动宽矩谱修正前后对比及各参数间关系示意

一阶直线振型的假设前提下，推算结构的响应和等效荷载。本条 强调了报告中的相关试验结果都应换算到原型值，以方便结构设 计人员使用。

5.3气动弹性模型试验

加速度响应，其产生的信息量不足以全面评估主体结构和围护结 构的风荷载，因此，往往需要与刚性模型的高频测力天平试验或 测压试验结合使用。 气动弹性模型试验除应满足刚性模型试验的相似性要求外， 还需对结构动力特性进行模拟。对于结构体系较为复杂的建筑结 构，在缩尺模型上模拟原结构的全部动力特性是非常困难的。因 此，在试验前应详细分析各参数对风振响应的影响，从中挑选出 对响应影响最大的主要参数，并在模型制作过程中满足这些参数 的相似性要求。 根据相似程度的不同，气动弹性模型又可分为完全气动弹性 模型、等效气动弹性模型等不同种类。 5.3.2气动弹性模型试验中，风和结构的耦合效应不可忽略 而耦合效应的强度随试验风速和结构振动幅度的变化而变化，因 此，必须在一定风速范围进行多级风速试验。 还应注意的间题是，由于雷诺数效应，不同风速下结构表面 的风压系数可能并不相同。这会造成试验结果无法反映流固耦合 的真实情况。因此，试验的风速范围必须选择在风压自准区内进 行，在此范围内结构表面的风压系数不会随风速不同而发生 变化。 5.3.3气动弹性模型的稳定振动通常滞后于风速条件的改变 风洞试验中，试验风速调整后，要经过一段时间风速才会稳定， 而结构的动力响应则还要再经过一定的时间才会稳定，所以在试 验风速调整后，必须经过一段相对较长的稳定期，比如30s后才 能采集响应信号。 5.3.4气动弹性模型通常是缩尺试验，应当将试验时的风速和 试验结果按照相似关系换算到原型，以便工程应用。而由于气动 弹性模型的特殊性，试验报告中还应给出模型的设计方法和主要

5.3.3气动弹性模型的稳定振动通常滞后于风速条件的改变。 风洞试验中，试验风速调整后，要经过一段时间风速才会稳定， 而结构的动力响应则还要再经过一定的时间才会稳定，所以在试 验风速调整后，必须经过一段相对较长的稳定期，比如30s后才 能采集响应信号。 5.3.4气动弹性模型通常是缩尺试验，应当将试验时的风速和 试验结果按照相似关系换算到原型，以便工程应用。而由于气动 弹性模型的特殊性，试验报告中还应给出模型的设计方法和主要 设计参数，以及对气动弹性效应的评价。

6.1.1～6.1.3在建筑周围行人可涉足的区域，由于建筑物产生 的强风会给步行、行车带来困难，同时也会导致风环境恶化，增 加对周围建筑物的使用者和周围道路使用者的不舒适感，甚至会 发生事故，因此，行人风环境需引起重视。 本标准第6.1.1~6.1.3条规定了需要考虑行人高度风环境 的三种不同情况。 本标准第6.1.1条是考虑到新建的大型商业或住宅区域往往 建筑物密集，其中的风环境可能对建筑品质有较大影响。在研究 建筑方案时宜通过风环境试验判断方案的合理性，并有针对性的 对建筑布局进行调整优化。 本标准第6.1.2条是规定新建的建筑工程，不应该对既有区 域的风环境造成不利影响。 本标准第6.1.3条是规定对风环境要求较高的建筑工程，应 该评价其周边风环境的舒适度。 6.1.4对于某些在楼面和屋面设置了露天活动场地的建筑物， 有时也需要评估其风环境。当这些露天活动场地高于地面高度 时，其评估高度应以活动场地的标高为基准，按照地面行人高度 风环境的相关规定执行。 6.1.5数值模拟方法比风洞试验更适于进行风环境评估。本条 文明确了数值模拟不但应满足本章的有关要求，还要满足本标准 附录A对数值模拟的技术要求。

6.2.1对于本标准第6.1.2条规定的情形，需要评估新建

成后既有建筑周边风环境的变化。因此，除了要测量其建成后的 既有建筑周边风环境之外，尚应测量该建筑未建成时的风环境以 便比较。

6.2.2建筑物的基些细部构造可能对风环境有较大影响，

的风向。 6.2.5风环境试验中，探头距离地面或屋面的实际测试高度一 般在数毫米，十分贴近风洞底盘或建筑表面，测试前又很难确定 具体风向，因此，风环境试验宜采用无方向敏感性的风速传感器 进行测量。当采用其他方向敏感的传感器进行测量时，应预先判 断风的流向，并调整测试探头的主轴与所确定的局部风向一致。 常用的无方向敏感性的风速传感器为欧文风速探头等，方向敏感 的风速传感器为热线、热膜风速仪等。

6.3风环境评估方法和准则

5.3.1在不同区域人对大风的耐受性是有区别的，出人口、人 行道和休闲区域人们对风速的要求会有所不同。因此，根据建筑 功能，不同区域的风环境应有不同的舒适度要求。 新建建筑建成后，应当保证既有建筑周边的风环境舒适度 不会明显恶化。是否会产生不利影响可以用新建建筑建成前后 的风速变化来衡量，并要综合考虑既有建筑周边原来的风速分 布情况。比如对于原来风速较低的区域。即使新建建筑建成后 风速增加的幅度较高也未必会造成明显的不利影响；反之原来 风速就比较高的区域，即使新建建筑建成后风速增加幅度较小 也会造成明显的不利影响。因此，本条未对不利影响的标准作 出统一规定 但一般来说，新建建筑建成后，原风速较高的区域风速增加 幅度不应超过20%；而考虑到室外通风舒适度的需要，原风速 较低的区域风速降低幅度也不应超过40%。 6.3.2结合气象资料进行风环境评估，必须首先对风速资料进 行分析。当基于日最大风速进行评估时，只需要获得每天的 10min平均最大风速及其对应风向即可；而基于逐时风速进行评 估时，则要获得每天24小时的逐时风速风向数据。因此，针对 这两种方法所要求的资料样本数也有所区别。 但应注意的是，本条所规定的风速资料样本数是最低要求，

在条件具备的情况下，应当采用更长时间段的数据进行分析，以 获得更为准确可靠的分析结果。 6.3.3行人高度风环境的舒适度是一个较为主观的概念。通常 采用反向指标来定义，即根据设计用途、人的活动方式、不舒适 的程度，结合当地的风气象资料，判断大风天气的发生频率。如 果发生频率过高，则认为该区域的不舒适性是不可接受的。界定 可接受的发生频率就是通常所说的“舒适性评估准则”。 如何评估风环境对行人的影响，到目前为止并没有一致的标 准。但原则上，无论采用何种评估方法，都应当明确：（1）适当 的行人舒适性风速分级标准；（2）各级风速标准的容许发生 频率。 本标准表6.3.3是参考Davenport提出的风环境舒适度标准 给出的评估准则。表中的风速阀值有5档：3.6m/s、5.4m/s、 7.6m/s、9.9m/s、12.5m/s和15.2m/s。 不同的活动性、适用区域对于风环境的要求各不相同。当特 定区域同时满足本标准表6.3.3中相对舒适性的3项条件时，则 可认为该区域作为特定功能使用时满足风环境舒适度要求。 例如，某测点的9.9m/s风速发生频率1年少于52次， 12.5m/s的风速发生频率1年少于12次并且15.2m/s风速发生 频率每年少于1次，则该点所在区域可作为人行道或停车场来使 用。但是该点作为其他功能使用（如购物街、广场等）时，则不 一定满足舒适度要求。此外，如果测点不能归人I～IV类，则该 区域不适宜行人活动。 风速发生频率应当结合当地的气象资料进行研究。以结合各 风向日最大风速概率分布的计算为例： 在某风向下，测点达到风速阈值U。时，气象站的风速为 U。/R，（R,为风向i下的平均风速比）。因此，该风向下测点的日 最大风速超过U。的概率为1一G，（U。/R,），从而考虑所有风向 后的总超越概率为

（6.3.4）计算风速比时，需要考虑不同地貌和不同高度的 换算。 平均风速比不宜小于0.1，是考虑到风速过低将不利于通风 换气；而不宜大于1.2则是考虑到风速过高可能导致行人不 舒适

式中：ai 日最大风速在各个风向出现的频率； G，（U）—风向i的日最大风速概率分布。 从而风速U。的重现期（按天计算）可按下式计

D=1/P (U>U.)

例如，当对应U。的重现期为7天时，则该风速发生频率即 为每周1次。 对于逐时的风气象数据，目前主要基于Weibull概率模型进 行统计分析，认为任意风向下的逐时风速满足Weibull分布。与 上文推导类似，可以获得测点风速的小时超越概率，然后就可以 根据本标准表6.3.3的小时超越概率对风环境舒适度进行 分类。 为便于工程应用，本标准采用平均风速评估风环境舒适度。 但是阵风效应对风环境也有一定影响，尤其是可能对行人活动造 成危险的区域，瞬时阵风的作用将更为突出。若风洞试验采用的 则试设备或者数值模拟采用的计算方法可较为准确的得出脉动风 速值，在评估风环境舒适度（尤其是危险性）时，可采用综合考 虑平均风速和阵风效应的特征风速作为评价指标。 5.3.4风环境舒适度与风速、风向密切相关，一般情况下都应 结合当地的气象资料对舒适度进行评估。但当气象资料确实难以 获得时，也可采用风速比进行舒适度的评估。 风速比既可用表示瞬时阵风放大比例的极值风速比，也可采 用表示平均风速放大比例的平均风速比。采用极值风速比作为评 价指标时，要求风洞试验和数值模拟获得准确的风速脉动值，对 测试设备和模拟方法有较高要求。因此，本标准采用平均风速比 作为评价指标，但也允许采用其他指标评价风环境的舒适度。应 当注意，本条规定的平均风速比，比较基准是当地标准地貌下的 0m高度处风速。由于风洞中的地面风速测点对应原型高度为 2.0m且试验时的地貌也不一定是标准地貌配电网标准规范范本，因此，按本标准式

7.0.1在山地地区，地形对边界层风场的影响较为复杂，获得 推确的边界层风场参数是进行风洞试验的重要前提。当建筑场地 或其周边存在体量较大的山体，或者场地周边地形复杂时，建设 场地上空的平均风速和瑞流度剖面将十分复杂，现行国家标准 建筑结构荷载规范》GB50009中给出的四类地面粗糙度参数不 定适用。因此，需进行地形模拟试验，以获取准确的风场分布 参数。 为了准确考虑地形、地貌对边界层风场的影响，地形模拟的 区域应尽量大以包含对风场产生重要影响的山峰、山谷等典型地 貌条件，模拟区域的半径不应小于2km。相比风荷载和风环境 试验，地形模拟为小比例试验，但为保证测试的精度，缩尺比不 宜小于1：2000。地形模拟试验前，应先对背景边界层风场进行 模拟。 地形模拟试验应对一定高度范围内的风速进行测试，测点的 最高高度不应低于建筑工程的标高的2倍，且在临近地形模型的 底部区域应加密测点；由于山体往往会使局部风向偏转，因此， 在使用有方向性的测试探头（如热线）之前，最好通过流动显示 试验明确其风向。 7.0.2通过流动显示试验可以揭示复杂的流动现象，有助于清 晰地理解风与结构的相互作用规律，考察建筑周边的风环境。常 用的流场显示方法有很多种，在建筑工程风洞试验中应用较多的 是丝线法、烟线法、风蚀法和PIV粒子图像法。（1）丝线法： 在地面不同位置粘贴1cm左右长的棉线或丝线。当风吹过时， 丝线所指向的方向即流动方向。而丝线的摆动幅度一定程度也反 映了该处风速的脉动程度。（2）烟线法：通过加热金属丝使其表

下标m、P分别代表模型和原型，下标s代表污染源。 .0.4积雪飘移是比较复杂的问题，但在工程上又十分重要。 目前工程上所采用的研究积雪飘移的方法主要有两种。一种是利 用介质，通过风洞试验或数值模拟直接获得积雪分布；另一种则 是首先获得屋面不同区域的风速分布，再结合经验公式，评判在 持定的风速分布时积雪堆积的形态。实践中可根据实际情况选择 适当的方法进行分析。 介质模拟风洞试验的关键问题是要满足相似性要求。主要有 以下儿方面。 大气边界层风场的相似性要求。这与一般的风工程试验要求 致。 模拟雪颗粒介质的相似性条件，即要求选取的模拟介质粒子 与真实雪颗粒主要属性相近。由于自然环境下雪颗粒的运动规律 非常复杂，与温度、湿度、日照以及积雪时间等条件有关，试验 中一般将其简化模拟为无黏颗粒，对应于干燥、疏松的新雪。 雪颗粒运动的相似性，即介质粒子和实尺雪粒子运动的相似 性。这实际上是要保证作用于粒子上的力的相似性。这主要包括 来流对雪颗粒的作用力，粒子间的机械力、黏聚力和其他相互作 用力、惯性力、重力等。 缩尺介质模拟试验通常很难满足所有相似性条件。因此，需 要放松一些相似要求，但不至于影响结果。 7.0.5降雨常对结构风致振动产生较大影响，主要包括两个方 面：（1）雨滴对结构的直接冲击作用。但已有的研究结果表明， 这种直接冲击荷载对结构影响不大，也远小于风荷载，可以忽略 不计。（2）在风和重力荷载的共同作用下，雨水在结构表面的关 键位置堆积，对结构周围流场产生影响，可能会导致气动稳定性 问题。一个典型的例子就是斜拉桥拉索的风雨激振：在降雨过程 中，雨水沿着斜拉索表面向下流动，形成上水线和下水线，其中 上水线的位置与来流风速密切相关，在一定的风速范围内 （8m/s~15m/s），上水线位置正好位于平均气动力系数的负斜率

流，所得结果差异巨大，有时基至产生不合物理常规的结果。如 使用标准的一e模型分析带冲撞分离的钝体结构流场，会在发 生流动分离的迎风面前端产生过高的瑞动能。另外，瑞流模型中 一般含有多个模型参数，这些参数的取值往往根据特定或一般流 动规律统计得到，不一定适用于分离流动现象的模拟。 另外瑞流模型中的参数取值对数值模拟结果的影响同样不容 忽视。研究显示，相同湍流模型、不同模型参数取值得出的计算 结果差异明显。因此、在数值模拟中，要根据模拟的对象、研究 的目的和采用的计算方法，参考有关研究资料，合理选用满流模 型和瑞流模型参数。

附录B风洞试验标准模型

B.1低锈建筑测压标准模型

.1.1历次风灾调查结果显示，低矮房屋在极端风环境下叉 破坏往往最为严重。风工程界在最近30年里进行了大量低矮 建筑风荷载特性的研究，其中包括几个建筑原型在真实风环境下 的场地风压测量试验。 最典型和影响最大的是美国德克萨斯理工大学（TTU）的 足尺标准模型。它是TTU风工程研究现场试验室（WERFL） 在空旷场地上建造的一个永久性金属建筑模型，可根据实际需要 360°转动，模型表面布置有若干风压测点，旁边设置有气象观测 塔用于测定风速和风向。该模型已经成为目前国际公认的、较为 权威的一种评估低矮建筑风洞模拟技术的标准模型，简称TTU 标模。国内外学者针对TTU标模，已经开展了大量的风洞试验 研究，积累了丰富的数据。为了方便与国际接轨交流，并充分利 用已有的现场实测和风洞试验数据，本条所规定的低矮建筑测压 标准模型就是TTU标准模型。建议低矮建筑风洞测压试验标模 的尺寸及测点布置应与TTU标模一致。 B.1.2TTU标模的几何尺寸较小，按照模型和风场几何缩尺 比一致的原则得到的模型尺寸将很小，难以得到准确可靠的结 果。考虑到本模型主要是进行平均风压的对比，风场缩尺比对结 果的影响相对来说并不显著。因此，本条规定模型缩尺比可根据 实际情况确定。 图B.1.1中的测点1～5分别对应TTU标模原型实测的测 点编号50123、50823、51423、52323和52923。 B.1.3本条规定了标准模型的试验条件，与实测环境下的工况 保持一致。

可参考以往实测及风洞试验结果的偏差范围来判断本风洞试 验结果的合理性给排水造价、定额、预算，参见图2