城市楼群的风能利用：可再生能源的开发

                               杨学祥，杨冬红

 

风能是可再生能源，风车是自古以来人类利用风能的一个创举，是磨房和水车的主要动力。但是，现代的风能发电机安装在风力资源丰富的农村，城市如何利用风能？

 

据网上资料，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；城市减小风速。例如，我国最大城市上海，据多年平均资料，上海市区年平均风速都在3米／秒以下，其中风速最小的杨浦区和徐汇区仅为2.3-2.4米／秒。而近郊8县一般都在3-4米／秒之间，远郊的祟明、南汇更大于4米／秒。但具体说来城市减小风速的数值还因风速大小而有不同：大风减小得多而小风减小得少。例如，北京气象台八里庄旧址80年代末期四周开始出现高楼群，结果使风级较高的大风日数大大减少，而风级较低的大风日数则减少不多。气流流经城市，除了风速减小以外，风向也会有所变化。这是因为城区中风速减小时，气流受到的地转偏向力也同时减小，因而会使气流微向左偏。例如，美国俄克拉荷马城400米高度上的气球实验中，在南风13米／秒情况下，由于城区风速减小引起的向低压侧左偏的风速分量就有l米／秒。

 

城市也能制造局地大风，以致造成灾害。因为城市粗糙的下垫面好比地形复杂的山区一般，街道中以及两幢大楼之间，就像山区中的风口，流线密集，风速加大，可以在本无大风的情况下制造出局地大风来。还有，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。这是因为风速是随高度的升高而迅速增大的当高空大风在高层建筑上部受阻而被迫急转直下时，也把高空大风的动量带了下来。如果高楼底层有风道(通楼后)，则这个风道口处附近的风速可比平地风速大2倍左右。也就是说，当环境风速为6米／秒时，这时风道附近就可达到18米／秒，也就是8级大风了。城市中因大风刮倒楼顶广告牌，掉下伤人的例子前面已经举过了，其中不少是因建筑物造成的局地大风。国外因高楼被风刮倒伤人，投诉法院获巨额赔偿的事件也有过多起。它还能产生它自己的特殊风系。

　　

资料来源：http://www.kepu.net.cn/gb/earth/weather/pollution/plt019.html

 

根据以上数据，如果高楼底层有风道(通楼后)，则这个风道口处附近的风速可比平地风速大2倍左右。也就是说，当环境风速为6米／秒时，这时风道附近就可达到18米／秒，也就是8级大风了。据多年平均资料，上海市区年平均风速都在3米／秒以下，其中风速最小的杨浦区和徐汇区仅为2.3-2.4米／秒。利用风道效应，风速至少可提高到6.9-7.2米/秒。远大于上海近郊8县的3-4米／秒之间。把风道作为风能发电机的进气口，风道的风能就可以利用。高楼顶部是否可以安装风能发电机，可通过实验确定。

 

 

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