測風塔

測風塔是作為用於風資源的數據採集的需要而新興的一種塔型，測風塔架設在目標風場內，目的是為了分析該風場內風能資源的實際情況。

在塔體不同高度處安裝有風速計、風向標以及温度、氣壓等監測設備。可全天候不間斷地對場址風力情況進行觀測，測量數據被記錄並存儲於安裝在塔體上的數據記錄儀今。需要開展3—5年風能資源觀測工作，才能滿足為風場內風能條件進行評估要求。測風塔架設在風電場場址內，多為折架式結構和圓筒式結構，採用鋼絞線斜拉加固方式，高度一般為10—150米。根據現行國家規定，測風塔高度普遍為100M ^[1]  。

風荷載也稱風的動壓力，是空氣流動對工程結構所產生的壓力。

風荷載與基本風壓、地形、地面粗糙度、距離地面高度，及建築體型等諸因素有關。中國的地理位置和氣候條件造成的大風為：夏季東南沿海多台風，內陸多雷暴及雷線大風冬季北部地區多寒潮大風，其中沿海地區的颱風往往是設計工程結構的主要控制荷載。颱風造成的風災事故較多，影響範圍也較大。雷暴大風可能引起小範圍內的風災事故 ^[1]  。

測風塔結構的荷載作用按照作用時間的變異性和持續性分類可分為三類：即永久荷載、可變荷載和偶然荷載。

（1）永久荷載

永久荷載是指統計規律與時間參數無關，其量值在整個設計基準期內基本保持不變的荷載，一般的永久荷載由有結構自重、固定設備重、導線和線網張力、結構上的物料重、基礎上的土重、土壓力等。

（2）可變荷載

可變荷載是指統計規律與時間參數有關，其量值在整個設計基準期內可以變化的荷載，可變荷武一般包活有風荷載、裹冰荷載、地震作用、雪荷載、安裝或檢修荷載、塔樓樓面或平台的活荷載、温度變化、基礎不均勻沉陷等。

（3）偶然荷載

偶然荷載是指在整個設計基準期內不一定出現，而一旦出現其量值很大的荷裁，一般有線網拉斷的作用力、桅杆纖繩絕緣子或支座絕緣破壞的作用力等。按照結構的動力反應分類可以分為動力荷載和靜力荷載。動力荷載由慣性力的作用，靜力荷載則是荷載本身有一定的動力特性，使得結構產生的慣性力及動力效應可以忽略的荷載。

高聳結構是高大的直立式結構，因此側向作用的荷載將對結構產生最為不利的影響，例如風荷載和地震作用，它們作用在結構上是水平力，使得結構在水平方向上產生很大的位移 ^[1]  。

根據大量的風實測資料顯示，在風的順向時程曲線中，包含了兩種成分：一種是長週期部分，其時間常在10分鐘以上；另一種是短週期部分，常只有幾秒鐘左右。

根據上述兩種成分，實用上常把風分為平均風(即穩定風)和脈動風(常稱陣風脈動)來加以分析。平均風是在給定時間間隔內，把風對建築物的作用力速度、方向以及其它物理量都看成不隨時間而改變的量，考慮風的長週期大大地大於一般結構的週期，因而其作用力相當於靜力，脈動風是由於風的不規則性引起的，它的強度隨時間按隨機規律變化，由於週期較短，因而其作用力是動力性質的，將引起結構的振動。

平均風速是一個重要統計特徵，對確定風力的大小具有決定性，平均風速是一個重要統計特徵，對確定風力的大小具有決定性。風速的分佈是空間的，沿着離地而高度的不同，風速應有所不同。風壓沿高度變化是由地表摩擦的結果，地面越粗糙，其影響越大。高樓林立的大城市對風壓的影響比廣闊的海平而要大的多。實測結果表明，在一定時間間隔內，一個固定位置上的風速的平均值幾乎是不變的，但卻隨高度的增大該值逐漸增大。如上所述，作用於一點的風速可用平均風速和脈動風速來表示，而平均風對確定風荷載大小具有決定性的意義 ^[1]  。

近年來，隨着全球對風能資源的普遍關注和風力發電行業的迅速發展，各國政府、企業或是風電開發商開始投資興建測風塔，為將來風電場的投資建設獲取第一手風能資料。

測風塔架設在風電場場址內，多為絎架式結構和圓筒式結構，採用鋼絞線斜拉加固方式，高度一般為10-150米。

在塔體不同高度處安裝有風速計、風向標以及温度、氣壓等監測設備。

可全天候不間斷地對場址風力情況進行觀測，測量數據被記錄並存儲於安裝在塔體上的數據記錄儀中。

測風塔結構設計：常見的測風塔結構形式有自立式和拉線式兩種。

自立式測風塔塔體下部較寬，塔架材料用量相對較大，對基礎要求也較高；拉線式測風塔受力較為合理，可靠性高，塔體截面小，塔架材料用量小，但拉線基礎數量多，施工工藝複雜。

測風塔塔架可採用單根鋼管、三角形桁架及四邊形桁架等結構形式。

單根鋼管結構形式所需鋼管直徑大，迎風面積亦大，材料量大；三角形桁架結構形式較為穩定，塔架受風荷載作用較小，最為經濟；四邊形桁架結構形式較為穩定，一般情況下當三角形桁架不能滿足受力及變形要求或不經濟時，塔架可選用四邊形桁架結構形式 ^[2]  。

測風塔的主要功能：環境監測，風、氣壓、濕度等資源數據採集。

為相應的儀器設備的安裝做支撐。

適用單位：發電廠前期規劃、海島測風、氣象數據採集、環境監測等部門。

優點：風荷載係數小，抗風能力強。

塔身擋風面積小，利於採集數據準確客觀，將實測數據和實際數據的差距降到最低。

採集塔柱採用外法蘭盤連接，螺栓受拉，不易破壞，鋼絞線加固。

塔柱正三角型佈置,節約鋼材,跟開小，佔地面積小，節約土地資源，造價低廉(僅為角鋼自立塔的1/3或更少).選址便利.塔身自重輕，運輸和安裝便捷、建設工期短,塔型隨風荷載曲線變化設計，線條流暢，遇罕遇風災不易倒塌，安全係數高.設計符合國家鋼結構設計規範和塔桅設計規程，結構安全可靠.

執行標準：風電場風能資源測量方法(GB/T 18709-2002)|

抗風能力：最大抗風60米/秒；抗震烈度：8度

設計重量：〉1噸（具體重量根據地域而定，西部地區，沿海多風區與中部地區略有差異。

測風數據被用來進行風資源評估和投資前景預測。

基本設計依據：鋼結構設計規範（TJ17-74).

基本參數：設計風速：60米/每秒

垂 直 度：1/1000

適宜温度：-45C-+45C

防腐處理：熱鍍鋅 ^[1]