Ветровые потоки в городе на уровне обычного жителя в основном влияют на комфорт: слишком много ветра это не комфортно и даже плохо, когда воздух не двигается совсем — ещё хуже. Поэтому, с точки зрения обывателя, ветер важен, так как он формирует микроклимат среды, но с точки зрения профессионального архитектора и градостроителя – ветер влияет на гораздо большее количество факторов.

Ветер формируется из-за разности давления атмосферы. А разность давления, в свою очередь, из-за температурных перепадов. Если в каком-то районе температура выше, воздух в нем нагревается и поднимается вверх, образуя внизу зону низкого давления, в которую начинает стекаться холодный воздух соседних районов. Чем больше разность давлений в двух областях, тем быстрее между ними движется воздух. Вспомните как зимой холодный воздух буквально пробивается сквозь все щели в теплое помещение, а летом – он совсем не двигается (особенно если помещение не сквозное). Это связано с тем, что у теплого воздуха в помещении меньшая плотность в отличии от холодного и, соответственно, давление в таком помещении ниже, чем с наружи. Благодаря этому создаётся тяга.

Одна из важных характеристик ветра — это его скорость. Скорость ветра возрастает по мере удаления от земной поверхности. Характер ветра ближе к поверхности — турбулентный, это связано, в первую очередь, с шероховатостью поверхности.

Следует отметить, что предсказать поведение ветрового потока вокруг здания и через него (особенно это относится к направлению потоков) в реальности — не самая простая задача. В прошлом, знания в этой области были в основном построены на масштабных моделях, дымовых тестах и ветровых тоннелях. Созданная позднее компьютеризированная динамика потоков позволяет проектировщикам предугадывать с большой степенью точности результаты их решений.

В Российской Федерации, как и практически во всех странах СНГ, расчёт ветра связан исключительно с надёжностью и прочностью зданий и сооружений (о комфорте среды не говорят совсем). Для невысоких и массивных зданий расчётом ветровых нагрузок пренебрегают (хотя иногда чтобы крышу у дома не сорвало порывом ветра расчёты всё же делают). Для высотных зданий расчёт воздействия ветра обязателен. Кстати, он так же обязателен для некоторых технических сооружений, по типу башен и мачт. Опасность в случае с башнями и мачтами в основном представляет резонанс, который способен вызвать ветер. При расчёте ветра традиционными способами используют различные модели в зависимости от ситуации и эмпирические математические формулы.

Одной из интересных особенностей (и неплохим примером важности учёта воздушных потоков) является понятие ветровой тени от зданий. Ветровая тень это область пониженной скорости ветра, которая образуется с подветренной стороны.

При попадании существующих зданий в ветровую тень нового высокого здания (к примеру, если это многоквартирные жилые дома), может быть нарушена тяга естественной вентиляции и тяга дымовых каналов (привет неработающий камин!). Это может привести к отключению газа, потому что по Российским нормам и правилам безопасности эксплуатации газа, обязательно должна исправно работать естественная вентиляция здания.

На сегодняшний день существует ряд программ для ПК, позволяющих рассчитать поведение ветровых потоков и визуализировать их. Одним из интересных и удобных способов может выступать связка с Rhinoceros + Grasshopper.

В этой среде используется интеграция с бесплатной программой CFD Blue Core, выступающая ядром расчёта. Grasshopper и Rhino выступают как среда формулировки задачи и визуализации расчётов.

Для реализации связки с CFD Blue Core разработано не так уж много плагинов для Grasshopper, которые можно перечислить: Butterfly из семейства плагинов Ladybug tools и Eddy3d.

Для обоих плагинов необходима предварительная установка CFD Blue Core с сайта, иначе расчёт работать не будет.

При необходимости вы можете записаться на наш курс "Grasshopper+GIS", на котором мы разбираем тему расчёта ветровых потоков. Вы сможете сделать расчёт для своего проекта при помощи лекций, практических заданий и преподавателя курса.