上海建筑楼顶风能资源的初步调查研究

　　0 引言
　　能源危机和环境污染曰益严重，建筑节能已经成为业界的共识，充分利用阳光和风等可再生能源，成为建筑节能设计新的研究课题和发展方向。地球表面风能储量巨大，理论上l%的风能就能满足人类能源的全部需求。我国是风能储量最大的国家之一。
　　郊区的风速普遍大于市区，因而风力发电系统通常安装在远离城市的郊区，而城市地区被认为风速较小不适宜安装风力发电机。但是城市是电力负荷的集中地区，在城市地区安装风力发电系统具有投资成本低、传输距离短、工作效率高等优点。因而，2001年后，英国、瑞典、荷兰等国家先后开展城市和高I层建筑风力发电的研究和实践，而我国在这方面的实践却非常少。
　　本文根据城市建筑物不同风能利用形式的特点，选择对楼顶风能资源进行测试及分析。将测试数据与气象站气候数据进行对比，分析实际测量数据与气象站数据的相关性，初步探讨城市楼顶风能资源的评估方法。
　　1 城市风能的特点和风能利用形式
　　城市建筑物聚集，高低大小不等，风流动时增加了阻力，因而城市风速一般来说比郊外小。但是据风洞实验，在一幢高层建筑物的周围也能出现大风区，即高楼前的涡游流区和绕大楼两侧的角流区。这些地方风速都要比平地风速大30%左右。研究还发现，建筑较集中的市区风速随高度的变化要大于建筑少、建筑高度较低的郊区风速。因而，城市的楼顶可能存在高风速区。
　　基于以上高风速的可能性，考虑在城市局部风能增强的地方安装风力发电机，将建筑物作为风力强化和收集的载体，将风力机与建筑物有机地结合成一体，发展绿色建筑或零能耗建筑。根据风力机安装在建筑中的位置不同，风机建筑一体化有3种不同的利用形式，位于建筑物之上、位于扩散体型建筑物之间和位于建筑物的通道内，分别如图1所示。