ВІТРОЕНЕРГОЕФЕКТИВНІ ВИСОТНІ БУДІВЛІ – ВЗАЄМОДІЯ БУДІВЛІ З ВІТРОВИМИ ПОТОКАМИ ЯК НАПРЯМОК ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ

В результаті дії Сонця в атмосфері постійно рухаються вітрові потоки, що мають подвійний вплив на висотні будівлі – сила  вітру впливає на несучу здатність їх конструкції, при цьому може використовуватись як відновлювальний енергетичний ресурс.  Аналізуючи питання взаємодії висотної будівлі з вітровими потоками є змога знайти нові шляхи для вирішення задач енергозбереження та енергоефективності.

Енергетична проблема, що постала перед людством в ХХІ сторіччі  пов’язана із зменшенням природних ресурсів та зростанням  кількості населення. У зв’язку із ущільненням забудови міст – мегаполісів по всьому світу триває активне впровадження в «тканину» міста не тільки багатоповерхових будівель, а і висотних будівель (вище 75м) [1].

Однією з особливостей експлуатації висотних будівель є їх високе енергоспоживання. Витрати енергії на утримання одного об’єкту, можна порівняти з потребами невеликого міста. Наприклад, 109 поверхова будівля «СірсТауер» в Чикаго (440 м):    система його енергопостачання може обслужити місто з населенням 147 тис. чоловік, а за допомогою комплексу кондиціювання – 6 тис.  будинків на одну родину. Для зменшення енергетичного навантаження в сучасних висотних будівлях розпочато інтегрування в їх енергетичне забезпечення практично всіх видів альтернативної енергетики (сонячної, вітрової, геотермальної та інше).  Розглянемо більш детально взаємодію висотних  будівель з вітровими потоками при вирішенні питань  енергозбереження та енергоефективності висотних будівель.

Підвищення аеродинамічних та конструктивних характеристик висотних будівель. При вітрових навантаженнях в висотних будівлях утворюються деформації і різні комплексні рухи, а потужні вітрові завихрення можуть створювати коливання як при 4-5 бальному землетрусі. Виникає потреба у збільшенні міцності та стійкості конструкцій, а відповідно і збільшенні витрат будівельних матеріалів та конструкцій. Засобами зменшення негативного впливу тиску вітру на поверхню та несучі конструкції висотних будівель є:

– пошук оптимальної аеродинамічної форми висотної будівлі при проектуванні для зменшення тиску вітру (рис. 1 );