Dynamic of Beijing CBD
 
The  prevailing  wind  in  CBD?
5/9/2005  13:57:29    Beijing  CBD
The  wind  in  CBD  is  really  out  of  the  ordinary:  "If  the  wind  is  Grade  3  in  normal  environment,  the  wind  underneath  Jingguang  Center  with  the  height  of  200  meters  will  be  Grade  6"  said  by  Mr.  Zhang  Boyin,  the  professor  of  Peking  University  State  Key  Laboratory  of  Turbulence  Flow  Research.  The  dense  skyscrapers  form  up  a  microclimate  in  CBD,  which  will  lead  to  the  unpredictable  changes  on  wind  direction  and  velocity,  called  as  skyscraper  funnelling  wind.  How  to  establish  up  a  mild  microclimate?  More  and  more  developers  begin  to  concern  about  their  constructions.

Trouble  of  the  skyscrapers
When  a  working  staff  of  Jingguang  Center  was  interviewed  by  the  CCTV  program  of  Approaches  to  Science,  he  said,  even  if  there  was  no  wind  in  other  places,  the  wind  here  is  still  blowing,  and  when  the  wind  in  other  places  was  strong,  the  wind  here  was  ferocious.  And  then,  when  he  pointed  at  a  narrow  tunnel,  in  normal  circumstance,  the  wind  here  in  the  tunnel  was  pretty  strong,  hard  to  walk  forward,  like  a  standstill.  ?If  the  wind  is  Grade  3  in  normal  environment,  the  wind  underneath  Jingguang  Center  with  the  height  of  200  meters  will  be  Grade  6?said  by  Mr.  Zhang  Boyin,  the  professor  of  Peking  University  State  Key  Laboratory  of  Turbulence  Flow  Research. 
The  reason  for  such  circumstance  is  simple:  the  wind  in  front  of  the  building  is  lifted  up,  whereas  the  wind  at  the  back  of  the  building  is  dropped  down.  The  dropped  wind  joins  in  the  wind  passing  through  the  two  sides  of  the  building  to  form  up  the  vehement  wind.  If  the  distance  between  two  buildings  is  short,  under  the  effect  of  the  narrow  tunnel  between  buildings,  the  wind  passing  through  the  tunnel  produces  the  Funnelling  Effect,  leading  to  ferocious  gale.  For  instance,  the  Gemini  plazas  ruined  in  911  Event,  there  was  only  one  narrow  tunnel  between  these  binary  stars  at  the  height  of  411.5m.  When  the  sea  breeze  goes  through  them,  the  man-made  tornado  at  the  velocity  of  120  km/hr  is  produced.
In  the  future,  there  are  many  skyscrapers  will  be  constructed  in  the  CBD.  When  people  walk  on  the  street  of  CBD,  it  seems  like  he  is  passing  through  the  valley.  When  the  wind  blows  to  the  high-rise  constructions  within  the  3.99  km2  region,  the  wind  direction  and  velocity  will  produce  an  unpredictable  change,  so  as  to  cause  the  troubles  for  the  people.
When  suffering  the  gale  to  attack,  the  region  with  tall  buildings  standing  is  also  puzzled  by  poor  ventilating.  In  these  areas,  the  low-speed  wind  will  produce  the  environmental  pollution.  the  pollutants  are  easily  to  the  piled  to  affect  the  health  of  the  human  because  of  the  non-circulating  airflow  for  the  wind  is  hard  to  reach  some  corners.  According  to  the  relative  research,  the  main  pollution  sources  in  CBD  are  from  the  dense  constructions  and  the  crowded  traffic  vehicles. 

CBD  wind  tunnel  test
The  city  gale  and  the  inferior  air  circulation  in  CBD  are  hard  to  be  solved.  When  the  architects  design  the  buildings,  probably  they  can  easily  consider  many  aspects,  such  as  the  appearance  and  the  interior  decorations,  etc.,  but  it  is  uncertain  for  them  to  consider  the  wind  environment  issue  when  the  wind  collides  with  the  buildings.
To  study  the  wind  environment,  it  is  crucial  to  understand  the  local  weather  materials  to  ensure  the  wind  direction  and  velocity.  Based  on  the  statistics  on  wind  direction  and  velocity  in  Beijing  from  1991  to  October  2000,  the  wind  frequency  in  Beijing  for  the  whole  year  changed  with  the  seasons,  the  wind  by  north  prevailing  in  the  autumn  and  winter,  the  wind  by  south  prevailing  in  the  summer,  and  both  the  wind  by  north  and  by  south  prevailing  in  the  spring  alternately.  The  wind  direction  was  controlled  by  the  circulating  flow  in  the  northwest  highlands  and  valleys,  the  wind  by  south  prevailing  at  daytime  and  the  wind  by  north  prevailing  at  nighttime.  The  frequency  sum  of  the  northwest  wind  and  southeast  wind  accounted  for  21.09%  of  that  in  the  whole  year,  almost  including  all  the  gale  status  in  CBD.  But  it  is  not  to  say  that  there  are  only  two  wind  directions  in  CBD,  in  the  high-rise  skyscrapers  standing  CBD,  the  wind  environment  is  a  complicated  issue.  The  wind  direction  and  velocity  are  the  important  basis  for  the  simulation  test.
In  order  to  further  understand  the  wind  environment  in  CBD,  and  put  forward  to  the  appropriate  development  proposal,  the  experts  of  Peking  University  Wind  Tunnel  Project  Team  put  the  CBD  into  the  maximal  environmental  wind  tunnel  to  conduct  the  test  after  reduce  the  scale  of  CBD  as  a  1:500  model  in  2002.  This  wind  tunnel  simulated  the  wind  blowing  through  the  ground  roughness  to  form  up  the  atmospheric  boundary  layer  blowing  to  CBD  constructions.  Since  there  are  no  proposals  for  many  high  buildings  when  the  test  was  conducted,  the  simulation  for  a  few  buildings  is  only  in  fact,  introduced  by  Professor  Zhang  Boyin,  the  constructions  in  CBD  impacted  to  each  other  on  wind  environment,  when  a  new  building  is  completed,  the  neighboring  constructions  will  be  affected  on  the  wind  environment.  However,  this  CBD  wind  tunnel  simulation  test  almost  reflected  the  integral  wind  environment  situation  after  the  CBD  is  completely  constructed.
The  simulation  approach  of  wind  tunnel  test  is  to  evenly  lay  a  layer  of  bran  coats  on  the  ground  of  the  model.  Under  the  effect  of  the  prevailing  wind  provided  by  Beijing  meteorological  statistics  material,  when  the  wind  blows,  through  the  movement  of  the  bran  coats,  the  wind  action  at  the  height  of  the  foot  passengers  could  be  observed.  The  testers  simulated  the  situations  at  different  wind  velocities  and  took  the  pictures,  so  as  to  show  the  wind  environment  in  CBD  on  intuition.  In  these  shot  pictures,  the  bran  coats  were  blown  away  completely  in  the  tunnels  among  the  constructions,  which  indicated  that  the  wind  in  these  areas  had  a  good  circulating  flow,  easily  to  form  the  strong  wind.  But  in  some  other  places,  the  bran  coats  were  piled  a  lot,  which  meant  that  the  pollutants  in  these  areas  were  easily  to  be  piled,  not  easily  to  be  discharged.
Through  this  test,  which  areas  are  easy  to  form  up  the  gale,  and  which  areas  are  easily  to  form  the  dead  corners  hard  to  be  blown  by  the  wind,  could  be  recorded  by  the  photographs,  so  as  to  help  people  to  reasonably  plan  the  constructions  in  CBD.

Construction  style  changes  with  wind
There  was  also  wind  enlivenment  problem  in  overseas  CBD,  since  their  buildings  were  constructed  so  early  that  many  problems  were  caused  due  to  lacking  of  experience.  There  was  once  a  report  from  American  magazine:  one  day  in  January  1982,  in  NY  Manhattan  District  standing  a  lot  of  skyscrapers,  when  Miss  Rose,  the  financial  analyst  walked  out  of  the  plaza  passing  through  a  glass  curtain  wall  mansion,  she  was  blown  to  a  cement  parterre  by  a  ferocious  gale  suddenly  came  from  her  back,  two  arms  severely  broken.  The  criminal  of  this  event  was  the  street  hurricane,  which  was  led  by  the  negligence  of  the  developers,  architects  and  municipal  planning  authorities.  In  the  metropolises,  such  as  New  York,  Boston  and  Toronto,  and  so  on,  such  kind  of  injury  events  were  easily  caused  when  the  foot  passengers  go  through  the  skyscrapers,  thus  many  civil  actions  were  led.  At  present,  in  many  overseas  cities,  such  as  Boston,  and  San  Francisco,  etc.,  the  High-rise  Buildings  Wind  Environment  Appraisal  Regulations  have  been  established  already.
Many  large-scale  proposed  projects  in  CBD  are  considering  of  the  wind  environment  issue.  Ms.  Li  Ying,  in  charge  of  the  design  management  of  Goldfield  International  Park,  said  that,  the  original  conceive  for  the  two  office  buildings  are  along  south  to  north  direction,  but  after  the  architects  put  forward  to  the  suggestion  on  funneling  effect  caused  by  the  narrow  distance  between  two  buildings,  we  have  to  give  up  the  best  orientation  for  one  building,  and  change  as  the  direction  of  east  to  west.
Today,  many  large-scale  projects  will  initiatively  ask  for  the  wind  tunnel  test  by  the  professionals.
The  highlighted  new  site  of  CCTV  was  conducted  the  wind  tunnel  test  by  Canada  RWDI  Laboratory  under  the  suggestion  of  the  structure  design  consultant  of  OAP  Engineering  Consultancy  Limited.  In  view  of  the  new  site  facing  at  Fortune  center  at  the  western  side,  as  well  as  other  high-rise  buildings  around  the  new  site,  the  wind  tunnel  test  for  the  new  site  of  CCTV  considered  the  most  inferior  situation.  The  test  result  shows  that  even  in  the  most  inferior  situation,  this  building  will  not  cause  any  troubles  on  the  wind  velocity  and  the  people's  comfort.
The  capacity  of  Beijing  TV  Center  was  quite  big,  in  order  to  guarantee  the  good  ventilation  in  the  future,  Pecking  University  was  invited  to  perform  the  wind  tunnel  test,  which  showed  that,  the  wind  environment  of  Beijing  TV  Center  has  not  big  problem,  only  the  main  body  of  the  building  was  renovated  a  little  bit,  to  change  the  ground  floor  as  the  enclosure  type  from  the  original  opening  type,  to  avoid  the  strong  wind  entering  and  make  the  air  condition  more  comfortable  inside  the  building.
Nowadays,  more  buildings  have  been  conducted  for  the  wind  tunnel  test  in  the  design  phase,  so  as  to  maintain  the  good  effect,  which  indicates  that  the  wind  environment  is  getting  more  and  more  concern.  If  each  project  can  make  the  consideration  to  the  wind  environment  issue,  Beijing  CBD  would  prevent  from  the  detour  that  the  overseas  CBD  walked  before.

< Close Window >