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摘要：风洞项目涉及系统宽、特殊工艺条件多、指标精度高、综合管线分门别类、建筑体量庞大等特点，较常规工业与民用建筑设计复杂。设计者需把握设计重点要害，把住设计关键环节，持续提高设计综合素质。
Abstract：The wind tunnel project involves the characteristics of wide system， many special process conditions， high index accuracy， integrated pipeline classification and large building volume， which is more complex than conventional industrial and civil building design. The designer needs to grasp the key points of the design， hold the key links of the design， read to improve the overall quality of the design.
关键词：风洞;工艺条件;内型面;同轴度
Key words：Wind tunnel; Process conditions; The internal surface; Alignment
引言
人类进入太空空间开发新时期，空气动力学是目前世界科学领域最为活跃、最有发展潜力的学科之一。世界上航空航天技术发达国家都建立有种类齐全、速度衔接、尺寸配套、用途广泛的风洞设施群。为强国强军富民，总结风洞设计经验，提高风洞设计能力迫在眉睫。
1 精细研究，把牢风洞特殊工艺条件关
风洞项目建筑工程工艺条件与常规工业与民用建筑差异大，具有特殊工艺条件多，工艺指标精度高，专业系统领域宽等特点。启动设计任务前，设计者务必要花费大力气，吃透风洞工程特殊工艺条件要求。
1.1首要任务，理清风洞洞体内部型面特殊工艺条件
流场性能是影响风洞试验数据可靠性的重要因素，良好的风洞流场品质能够提供高精度的试验数据，而风洞洞体内型面指标的精确控制是确保优质流畅品质的重要因素。设计者首要任务：一是根据流速范畴理清洞体内部型面特殊工艺条件。低速、高速、超高速、高超速等各类型风洞洞体内型面均有各自精度指标。一般而言，风洞内型面指标均超同结构体系现行国家常规工业与民用建筑、构筑物设计及验收指标精度标准。 二是根据风洞专用验收标准理清内型面指标内涵。军标风洞专用规范中对内型面专业术语进行了涵义解释，如同轴度、阶差、表面粗糙度、位置度、平均水平面等指标。设计者应熟练掌握各类指标的具体含义。三是对照现行国家标准理清风洞内部型面指标差异。对照拟建风洞专用工艺条件，理清哪些属于国标中没有规定的指标，理清同类型具体指标超差具体程度。
1.2至关重要，理透风洞洞体部段特殊工艺条件要求
直流式、回流式风洞均由若干不同部段构成，不同部段均有各自部段指标，又有对接整体指标。设计者应吃透部段特殊工艺条件。一是理透洞体不同部段各自功能作用。掌握部段基本功能作用很有必要，以常规低速回流式洞体为例，基本组成有试验段、第一扩散段、四个拐角段、风扇段、第二扩散段、稳定段等基本部段，设计者首先掌握各部段基本功能，为后续开展设计深入工作十分重要。二是理透洞体不同部段各自型面指标精度差异。以控制洞体型面精度的主要指标同轴度、位置度公差为例，风洞越靠近试验段前、后的部段精度要求越高，如某大型低速现浇混凝土洞体稳定段、试验段、第一扩散段同轴度精度值达3mm以内，位置度公差控制在5/万分以内，渐变双曲线收缩段型面与理论偏差基本在2‰以内。远离试验段的部段精度会有差异，精度稍会适当降低一些。设计者应对洞体部段指标逐一分析，做到心中有底数。
1.3全面梳理，理全风洞工程系统所属特殊工艺条件
风洞项目设计牵涉系统面宽，按系统主要分为：气动系统、洞体机械、动力、测量、冷却、供配气、试验装置、建筑工程等主要系统，涵盖专业面达几十个。开展风洞设计前，应对各系统提出的系统专业特殊工艺条件进行分类消化。如气动系统中压力脉动条件;测量系统中的溫度、压力、湿度、速度等传感器测量工艺条件;消声室尖劈特殊工艺布置;抗电防护磁房间的屏蔽条件等等。必须深入研究，深入理解，把握准确，为后续设计做好技术铺垫。
2 精心规划，把好风洞总体建筑布局关
风洞总体建筑布局是业主关心的重大技术方案，是设计总体定点、定位、定向、定总等技术问题，十分关键。必须精心规划，设计者重点从四个方面入手。
2.1紧盯工艺，做好风洞总体建筑布局
牢固树理“核心意识”。毫无疑问，风洞核心工艺条件就是这个“核心”，总体建筑布局就应该围绕这个核心来展开设计。总体布局中常见的场地水平布置、竖向布置、土石方平衡、工艺管线走向、人员出入、设备运输路线、试验研究场所、配套保障用房布设等重大技术总体问题，都必须服从和服务于“核心工艺条件”，以更加符合、更加科学、更加贴近核心工艺条件为方案统揽。
2.2高瞻远瞩，做好风洞总体建筑布局
牢固树理“大局意识”。设计者应胸怀高瞻远瞩、立足现有、兼顾发展的大局理念。总体布局方案不仅要满足当前需求，当前社会生产力条件，还应考虑随着未来社会条件变化，未来技术拓展，设备设施更新换代、维护改造升级等变化因素，做到超前规划、高起点规划，便于时代发展更新提升改建。
2.3密洽业主，做好风洞总体建筑布局 牢固树理“看齐意识”。设计者应清醒认识到，设计工作应最大限度的贴近业主的基本意图为工作方向，尊重业主对总体布局设计提出的整体思路为出发点。设计者不能脱离业主愿望、闭门造车、以自我为中心。否则，自我认为再理想的总体设计都是空洞的，是得不到业主支持通过的无用方案。
2.4坚守规范，做好风洞总体建筑布局
牢固树理“规范意识”。设计者应始终坚持底线思维，禁区观念。法律文件、规范标准是设计者必须遵从的法宝。凡是违背法规标准强制条文规定的要求一律不得突破，这是设计者的红线，千万不能逾越，坚决做到依法设计，这是职业操守。
3 精准施策，把优风洞地基基础方案关
地基基础沉降及不均匀沉降直接关乎洞体上部结构同轴度、型面、阶差等指标精度控制，同时试验气流振动原因会带来基础特殊变形要求。为此，地基基础是风洞工程设计至关重要的环节。
3.1重视源头，工程地质勘察务求精准
工程地质勘察是地基基础设计的前置条件，风洞工程地质勘察务求准确。风洞应其特殊性，洞体区域勘探孔间距应加密布设，勘探孔进入完整土层、基岩深度符合规范允许要求。坚决做到“四个准确查明”。
1.准确查明地层岩性。对拟建风洞项目场地各地层岩性、地层厚度及分布特征，相关岩土物理力学参数等应勘察精准，提供准确报告。
2.准确查明地层水情。对场地区域地下水类型、水位埋藏情况、水的渗透性及地下水季节性变化幅度情况应准确查明;并判别地下水及土对混凝土及混凝土中钢筋有无腐蚀性情况。
3.查明不良地质现象。对拟建风洞场地内有无影响场地稳定性的软弱土层、溶洞、熔岩、井坑等不良地质现象及其分布应，并提供不良地质现象的防治措施科学建议。
4.查明场地地震效应。查明并判定拟建风洞场地及、地基的地震效应。并对地基、基础方案、基坑支护等提出合理化建议。
3.2因地制宜，重视当地常规经验做法
地基基础设计按照因地制宜、因势利导原则是很有必要的。我国幅员辽阔，东西南北地质变化大，气候、水文差异明显。同时，结合当地综合条件，各地区对建筑设计都积累了自身独特的经验常规方法，这些经过成百千年历史沉淀总结的、行之有效的地基基础设计传统做法，设计者应充分借鉴、充分吸收，结合拟建风洞特点，加以深化利用。譬如就桩基形式而言，四川盆地、贵州、云南地区多用人孔挖孔端承型桩基础;上海、江浙地区多用摩擦型桩基础;甘肃、山西、黄土高原地区多用泥浆护壁钻孔灌注桩。
3.3对比优化，迭代推进地基基础设计
地基基础设计是经过反复酝酿、持续推进、不断迭代、对比优化的渐进过程。这些不断演进的过程必不可少、必不可省。甚至需要优化、优化、再优化，譬如：我部某大型风洞基础设计，经充分考察、载荷计算，在地基基础可研、初设、施工图阶段，均确定沿用多年来一直使用的Φ800mm直径人工挖孔桩方法是合理的。但是，施工单位进场后，作业工人普遍身材高大、膀大腰圆，原设计桩基Φ800m孔径对这批工人来讲，是明显偏小的，必须扩大桩直径，创造大空间供工人地下开挖作业。为此，我们协商原设计单位，修改原设计做法，扩大桩直径至Φ1000mm，就是迭代优化的典型案例。
4 精挑细选，把住风洞主要材料设计关
建筑材料关系建筑外部立面效果、内部环境安全、耐久性能，关联工程投资成本等问题，是设计应把住的重点环节。
4.1适应风格，选择节能环保绿色材料
选择建筑材料应遵循“适应建筑风格，适宜建筑功能” 原则。应优选节能型、环保型建筑材料，材料颜色与建筑风格统一，与周围环境和谐。色彩可以是使人产生距离差异、心里差异。材料越偏红越有突出背景向前感，距离突出感排列为红>黄>橙>紫>绿>青;暖色材料给人柔和感，冷色给人庄重坚实感，中性色给人时尚活泼感。
4.2适应标准，国家明令淘汰材料禁用
选择建筑材料应遵循国家建材标准，国家明令禁止和落后淘汰的材料不得选择使用，这是设计者坚持的底线原则。
4.3适应经费，不宜超设计概算选材料
选择建筑材料还必须把投资经费作为选材的重要参考依据，风洞建筑以美观大方、档次适度为宜，风洞保障用房更应树立节俭观念，特别是应守住投资经费盘子，选材不超设计概算经费。
5 精益求精，把紧风洞施工图纸评审关
经评审后的正式施工图是招投标工程量清单计量计价、工程施工建设的依据文件，把紧开工前的最后一道设计关口质量特别重要。
5.1强化工艺审查，提交业主各系统审查工艺图
设计者完成风洞项目白图设计后，应尽早提交业主开展图纸审查，重点是对工艺性问题进行复核性审查。逐一核查设计图纸是否响应业主提出的工艺条件，各系统有无遗漏、错误。
5.2强化标准审查，提交专业资质公司全面审查
业主完成工艺审查后，返原设计单位完善修改后，应提交有国家法定资质的专业公司开展施工图审查。重点是从国家、行业标准角度，核查是否有违背法规要求、特别是违反强制性条文的问题，并出具最终书面审查报告。
5.3重视审查记录，落实图纸审查问题修改完善
设计单位应高度重视两轮图纸审查提出的问题，指定专人负责图纸问题记录、收集、整理、督导落实图纸的完善修改工作。最终提交完整的、合格的、簽字盖章正式蓝图文件。
参考文献：
[1]程开甲，李元正，低速风洞试验 [M] ，中国， 2002.1-2.
（作者单位：中国空气动力研究与发展中心）
Abstract：The wind tunnel project involves the characteristics of wide system， many special process conditions， high index accuracy， integrated pipeline classification and large building volume， which is more complex than conventional industrial and civil building design. The designer needs to grasp the key points of the design， hold the key links of the design， read to improve the overall quality of the design.
关键词：风洞;工艺条件;内型面;同轴度
Key words：Wind tunnel; Process conditions; The internal surface; Alignment
引言
人类进入太空空间开发新时期，空气动力学是目前世界科学领域最为活跃、最有发展潜力的学科之一。世界上航空航天技术发达国家都建立有种类齐全、速度衔接、尺寸配套、用途广泛的风洞设施群。为强国强军富民，总结风洞设计经验，提高风洞设计能力迫在眉睫。
1 精细研究，把牢风洞特殊工艺条件关
风洞项目建筑工程工艺条件与常规工业与民用建筑差异大，具有特殊工艺条件多，工艺指标精度高，专业系统领域宽等特点。启动设计任务前，设计者务必要花费大力气，吃透风洞工程特殊工艺条件要求。
1.1首要任务，理清风洞洞体内部型面特殊工艺条件
流场性能是影响风洞试验数据可靠性的重要因素，良好的风洞流场品质能够提供高精度的试验数据，而风洞洞体内型面指标的精确控制是确保优质流畅品质的重要因素。设计者首要任务：一是根据流速范畴理清洞体内部型面特殊工艺条件。低速、高速、超高速、高超速等各类型风洞洞体内型面均有各自精度指标。一般而言，风洞内型面指标均超同结构体系现行国家常规工业与民用建筑、构筑物设计及验收指标精度标准。 二是根据风洞专用验收标准理清内型面指标内涵。军标风洞专用规范中对内型面专业术语进行了涵义解释，如同轴度、阶差、表面粗糙度、位置度、平均水平面等指标。设计者应熟练掌握各类指标的具体含义。三是对照现行国家标准理清风洞内部型面指标差异。对照拟建风洞专用工艺条件，理清哪些属于国标中没有规定的指标，理清同类型具体指标超差具体程度。
1.2至关重要，理透风洞洞体部段特殊工艺条件要求
直流式、回流式风洞均由若干不同部段构成，不同部段均有各自部段指标，又有对接整体指标。设计者应吃透部段特殊工艺条件。一是理透洞体不同部段各自功能作用。掌握部段基本功能作用很有必要，以常规低速回流式洞体为例，基本组成有试验段、第一扩散段、四个拐角段、风扇段、第二扩散段、稳定段等基本部段，设计者首先掌握各部段基本功能，为后续开展设计深入工作十分重要。二是理透洞体不同部段各自型面指标精度差异。以控制洞体型面精度的主要指标同轴度、位置度公差为例，风洞越靠近试验段前、后的部段精度要求越高，如某大型低速现浇混凝土洞体稳定段、试验段、第一扩散段同轴度精度值达3mm以内，位置度公差控制在5/万分以内，渐变双曲线收缩段型面与理论偏差基本在2‰以内。远离试验段的部段精度会有差异，精度稍会适当降低一些。设计者应对洞体部段指标逐一分析，做到心中有底数。
1.3全面梳理，理全风洞工程系统所属特殊工艺条件
风洞项目设计牵涉系统面宽，按系统主要分为：气动系统、洞体机械、动力、测量、冷却、供配气、试验装置、建筑工程等主要系统，涵盖专业面达几十个。开展风洞设计前，应对各系统提出的系统专业特殊工艺条件进行分类消化。如气动系统中压力脉动条件;测量系统中的溫度、压力、湿度、速度等传感器测量工艺条件;消声室尖劈特殊工艺布置;抗电防护磁房间的屏蔽条件等等。必须深入研究，深入理解，把握准确，为后续设计做好技术铺垫。
2 精心规划，把好风洞总体建筑布局关
风洞总体建筑布局是业主关心的重大技术方案，是设计总体定点、定位、定向、定总等技术问题，十分关键。必须精心规划，设计者重点从四个方面入手。
2.1紧盯工艺，做好风洞总体建筑布局
牢固树理“核心意识”。毫无疑问，风洞核心工艺条件就是这个“核心”，总体建筑布局就应该围绕这个核心来展开设计。总体布局中常见的场地水平布置、竖向布置、土石方平衡、工艺管线走向、人员出入、设备运输路线、试验研究场所、配套保障用房布设等重大技术总体问题，都必须服从和服务于“核心工艺条件”，以更加符合、更加科学、更加贴近核心工艺条件为方案统揽。
2.2高瞻远瞩，做好风洞总体建筑布局
牢固树理“大局意识”。设计者应胸怀高瞻远瞩、立足现有、兼顾发展的大局理念。总体布局方案不仅要满足当前需求，当前社会生产力条件，还应考虑随着未来社会条件变化，未来技术拓展，设备设施更新换代、维护改造升级等变化因素，做到超前规划、高起点规划，便于时代发展更新提升改建。
2.3密洽业主，做好风洞总体建筑布局 牢固树理“看齐意识”。设计者应清醒认识到，设计工作应最大限度的贴近业主的基本意图为工作方向，尊重业主对总体布局设计提出的整体思路为出发点。设计者不能脱离业主愿望、闭门造车、以自我为中心。否则，自我认为再理想的总体设计都是空洞的，是得不到业主支持通过的无用方案。
2.4坚守规范，做好风洞总体建筑布局
牢固树理“规范意识”。设计者应始终坚持底线思维，禁区观念。法律文件、规范标准是设计者必须遵从的法宝。凡是违背法规标准强制条文规定的要求一律不得突破，这是设计者的红线，千万不能逾越，坚决做到依法设计，这是职业操守。
3 精准施策，把优风洞地基基础方案关
地基基础沉降及不均匀沉降直接关乎洞体上部结构同轴度、型面、阶差等指标精度控制，同时试验气流振动原因会带来基础特殊变形要求。为此，地基基础是风洞工程设计至关重要的环节。
3.1重视源头，工程地质勘察务求精准
工程地质勘察是地基基础设计的前置条件，风洞工程地质勘察务求准确。风洞应其特殊性，洞体区域勘探孔间距应加密布设，勘探孔进入完整土层、基岩深度符合规范允许要求。坚决做到“四个准确查明”。
1.准确查明地层岩性。对拟建风洞项目场地各地层岩性、地层厚度及分布特征，相关岩土物理力学参数等应勘察精准，提供准确报告。
2.准确查明地层水情。对场地区域地下水类型、水位埋藏情况、水的渗透性及地下水季节性变化幅度情况应准确查明;并判别地下水及土对混凝土及混凝土中钢筋有无腐蚀性情况。
3.查明不良地质现象。对拟建风洞场地内有无影响场地稳定性的软弱土层、溶洞、熔岩、井坑等不良地质现象及其分布应，并提供不良地质现象的防治措施科学建议。
4.查明场地地震效应。查明并判定拟建风洞场地及、地基的地震效应。并对地基、基础方案、基坑支护等提出合理化建议。
3.2因地制宜，重视当地常规经验做法
地基基础设计按照因地制宜、因势利导原则是很有必要的。我国幅员辽阔，东西南北地质变化大，气候、水文差异明显。同时，结合当地综合条件，各地区对建筑设计都积累了自身独特的经验常规方法，这些经过成百千年历史沉淀总结的、行之有效的地基基础设计传统做法，设计者应充分借鉴、充分吸收，结合拟建风洞特点，加以深化利用。譬如就桩基形式而言，四川盆地、贵州、云南地区多用人孔挖孔端承型桩基础;上海、江浙地区多用摩擦型桩基础;甘肃、山西、黄土高原地区多用泥浆护壁钻孔灌注桩。
3.3对比优化，迭代推进地基基础设计
地基基础设计是经过反复酝酿、持续推进、不断迭代、对比优化的渐进过程。这些不断演进的过程必不可少、必不可省。甚至需要优化、优化、再优化，譬如：我部某大型风洞基础设计，经充分考察、载荷计算，在地基基础可研、初设、施工图阶段，均确定沿用多年来一直使用的Φ800mm直径人工挖孔桩方法是合理的。但是，施工单位进场后，作业工人普遍身材高大、膀大腰圆，原设计桩基Φ800m孔径对这批工人来讲，是明显偏小的，必须扩大桩直径，创造大空间供工人地下开挖作业。为此，我们协商原设计单位，修改原设计做法，扩大桩直径至Φ1000mm，就是迭代优化的典型案例。
4 精挑细选，把住风洞主要材料设计关
建筑材料关系建筑外部立面效果、内部环境安全、耐久性能，关联工程投资成本等问题，是设计应把住的重点环节。
4.1适应风格，选择节能环保绿色材料
选择建筑材料应遵循“适应建筑风格，适宜建筑功能” 原则。应优选节能型、环保型建筑材料，材料颜色与建筑风格统一，与周围环境和谐。色彩可以是使人产生距离差异、心里差异。材料越偏红越有突出背景向前感，距离突出感排列为红>黄>橙>紫>绿>青;暖色材料给人柔和感，冷色给人庄重坚实感，中性色给人时尚活泼感。
4.2适应标准，国家明令淘汰材料禁用
选择建筑材料应遵循国家建材标准，国家明令禁止和落后淘汰的材料不得选择使用，这是设计者坚持的底线原则。
4.3适应经费，不宜超设计概算选材料
选择建筑材料还必须把投资经费作为选材的重要参考依据，风洞建筑以美观大方、档次适度为宜，风洞保障用房更应树立节俭观念，特别是应守住投资经费盘子，选材不超设计概算经费。
5 精益求精，把紧风洞施工图纸评审关
经评审后的正式施工图是招投标工程量清单计量计价、工程施工建设的依据文件，把紧开工前的最后一道设计关口质量特别重要。
5.1强化工艺审查，提交业主各系统审查工艺图
设计者完成风洞项目白图设计后，应尽早提交业主开展图纸审查，重点是对工艺性问题进行复核性审查。逐一核查设计图纸是否响应业主提出的工艺条件，各系统有无遗漏、错误。
5.2强化标准审查，提交专业资质公司全面审查
业主完成工艺审查后，返原设计单位完善修改后，应提交有国家法定资质的专业公司开展施工图审查。重点是从国家、行业标准角度，核查是否有违背法规要求、特别是违反强制性条文的问题，并出具最终书面审查报告。
5.3重视审查记录，落实图纸审查问题修改完善
设计单位应高度重视两轮图纸审查提出的问题，指定专人负责图纸问题记录、收集、整理、督导落实图纸的完善修改工作。最终提交完整的、合格的、簽字盖章正式蓝图文件。
参考文献：
[1]程开甲，李元正，低速风洞试验 [M] ，中国， 2002.1-2.
（作者单位：中国空气动力研究与发展中心）