地面粗糙度是指风在到达结构物以前吹越2km范围内的地面时,描述该地面上不规则障碍物分布状况的等级。地面粗糙度主要影响风速,风速在接近地面时会受到树木、房屋等障碍物的摩擦影响,从而消耗动能,使风速逐渐降低。地面粗糙度愈大,同一高度处的风速减弱愈显著。
地面粗糙度通常可分为A、B、C、D四类:
A类:
指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区。
B类:
指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区。
C类:
指有密集建筑群的城市市区。
D类:
指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
在确定城区的地面粗糙度类别时,如果没有实测资料,可以参照以下原则进行近似确定:
1. 以拟建高耸结构为中心,2km为半径的迎风半圆影响范围内的建筑及建筑物密集度来区分粗糙度类别,风向以该地区最大风的风向为准,但也可以取主导风。
2. 以半圆影响范围内建筑及建筑物平均高度来划分地面粗糙度类别:当平均高度h≥18m时,为D类;9m≤h<18m时,为C类;h<9m时,为B类。
3. 影响范围内不同高度的面域按下述原则确定:即每座建筑物向外延伸距离为其高度的面域内均为该高度,当不同高度的面域相交时,交叠部分的高度取大者。
4. 平均高度h取各面域面积为权数计算。
此外,地面粗糙度还可以用表面粗糙度等级来表示,常用的表面粗糙度等级(单位:μm)包括:
1. 14级:Ra 0.006
2. 13级:Ra 0.012
3. 12级:Ra 0.025
4. 11级:Ra 0.050
5. 10级:Ra 0.1
6. 9级:Ra 0.2
7. 8级:Ra 0.4
8. 7级:Ra 0.8
9. 6级:Ra 1.6
10. 5级:Ra 3.2
11. 4级:Ra 6.4
12. 3级:Ra 12.5
13. 2级:Ra 25
14. 1级:Ra 50。
这些等级用于描述表面微观几何形状的不规则性,对于工程设计和流体力学等领域具有重要意义。