عندما تهب الرياح عبر شوارع المدينة، وخاصة في بيئة ذات مباني شاهقة، فإننا غالبا ما نشعر بإحساس ريح غير سار. لا يمكن لقوة الرياح أن تسبب إزعاجًا للمشاة فحسب، بل قد تسبب أيضًا أضرارًا هيكلية محتملة للمباني. ستستكشف هذه المقالة مفهوم هندسة الرياح، وكيف يمكن تصميم المباني للتخفيف من آثار الرياح غير المناسبة، وكيف يمكن لمصممي المدن معالجة هذه القضايا.
هندسة الرياح هي تخصص يجمع بين الهندسة الميكانيكية، والهندسة الإنشائية، والأرصاد الجوية، والفيزياء التطبيقية لتحليل تأثيرات الرياح أثناء هبوبها عبر البيئات الطبيعية والبشرية. وتشمل مجالات بحثها تأثير الرياح على المباني والجسور والهياكل الأخرى، وتأثير الرياح على راحة المشاة.
غالبًا ما تعتمد قوة الرياح واتجاهها على التصميم الهيكلي للمدينة، مما يجعل هندسة الرياح أمرًا بالغ الأهمية في التخطيط الحضري.
مع ظهور المباني الشاهقة، بدأ الناس ينتبهون إلى مشاكل الرياح التي تسببها هذه المباني للمشاة. يجب تصميم المباني مع الأخذ بعين الاعتبار أحمال الرياح، وخاصة في المناطق ذات سرعات الرياح العالية. ستؤدي سرعات الرياح المختلفة إلى تأثيرات مختلفة على أنشطة المشاة، مثل الجلوس ساكنًا لفترة طويلة، أو المشي السريع، أو التنزه. تتطلب كل هذه الأنشطة دراسة تفصيلية أثناء مرحلة التصميم.
وفقا للبحث، فإن شكل وموقع المباني يمكن أن يؤدي إلى ما يسمى بـ "تدفقات الزاوية"، والتي تعمل على تغيير سرعة الرياح في المنطقة المحيطة.
يستخدم مصممو المدن وخبراء هندسة الرياح تقنيات جديدة لتقليل الشعور بالرياح في شوارعنا. على سبيل المثال، يتم استخدام نماذج ديناميكيات السوائل الحسابية (CFD) للتنبؤ بسرعات الرياح، وتحديد مناطق الرياح العالية، وتحسين التصميمات لتلك المناطق. في بعض الحالات، قد يؤدي زيادة الغطاء النباتي وتركيب حواجز الرياح إلى تقليل التأثيرات المدمرة للرياح بشكل فعال.
عند تصميم المباني الشاهقة، يجب على المهندسين فهم تأثيرات أحمال الرياح على الهيكل. في تحليل حمل الرياح، يتم الرجوع إلى السجلات التاريخية وتطبيق نظرية القيمة القصوى للتنبؤ بسرعات الرياح القصوى في المستقبل.
يتم أخذ شكل المبنى واختيار المواد واتجاه الرياح في الاعتبار عند تصميم المبنى لتحمل أحمال الرياح.
من خلال الجمع بين المعرفة المتعلقة بهندسة الرياح وتصميم المدن وتكنولوجيا البناء، يمكن للمدن أن تخلق بيئة أكثر راحة تحت تأثير الرياح. ويتطلب هذا التعاون بين المهندسين المعماريين والمهندسين ومخططي المدن وعلماء البيئة لتطوير التصاميم الهيكلية والتخطيط الحضري القادرة على تحمل الرياح.
يجب أن تتضمن التصميمات الحضرية المستقبلية عناصر أكثر استدامة لإنشاء مساحات معيشية أكثر صحة.
ولتلخيص ما سبق، تلعب هندسة الرياح دورًا لا غنى عنه في التصميم الحضري. ويواجه المصممون ومخططو المدن والمهندسون تحدي الحد من تأثير الرياح على الأنشطة البشرية مع الحفاظ على الجمالية والوظائف. مع تقدم التكنولوجيا وتعميق فهمنا لسلوك الرياح، هل يمكننا إنشاء بيئات حضرية أكثر مقاومة للرياح لتحسين نوعية الحياة لسكان المناطق الحضرية؟