0097] (4)风速时程计算模块4,包括微处理器，所述微处理器利用谐波叠加法对相同位 置处的平均风速和脉动风速时程进行叠加，得到各模拟点的风速时程；
[0098] (5)风速模拟显示模块5,包括依次连接的隔离放大器和数字显示屏，所述隔离放 大器的输入端与所述微信处理器连接。
[0099] 本实施例的幕墙系统在框架上安装了风速时程快速模拟装置，便于幕墙系统风速 时程特征的及时获取，维护人员可W更全面地了解幕墙系统的风振响应特性，从而对幕墙 系统进行恰当的维护，增强幕墙系统的安全性能;采用风速仪、溫度传感器和数据采集装置 进行风速时程模拟数据的监测和采集，取代了传统技术人工激励和昂贵的激振设备，降低 了成本，实用便捷;所述模拟装置基于谐波叠加法的基础上，对平均风速和脉动风速的计算 公式进行优化，减少了计算的工作量，提高了幕墙系统的风速时程模拟的效率;在计算平均 风速时引入平均风速校正系数Q，计算脉动风速时程时引入溫度修正系数K，使得幕墙系统 的风速时程模拟更加精确，其中本实施例设定标准溫度To为27°C，设定截取频率上限值为 化Z，最后得到的各模拟点的风速时程的模拟精度提高到95.7%。
[0100] 实施例五
[0101] 参见图1，本实施例的幕墙系统包括幕墙、连接幕墙的框架和安装在框架上的风速 时程快速模拟装置装置，所述快速模拟装置包括：
[0102] (1)结构参数监测模块1，其包括风速仪、溫度传感器和数据采集装置，沿框架的高 度方向将其划分多个间隔相同的测试层，在框架的底部安装所述数据采集装置，选择测试 层的正中位置作为一个风速时程的模拟点，且对应每个测试层布设所述风速仪和溫度传感 器；
[0103] (2)平均风速计算模块2,其利用风速仪监测出每测试层的风速总量，横向角和竖 向风速，取0.2s为采样时间间隔，进行平均风速的计算时，引入平均风速校正系数Q:
[0105]每测试层在一个采用时间的平均风速的计算公式为：
[0107] 其中，A为风速总量W在X方向的分量值的极大值和极小值之和，B为风速总量W在y 方向分量值的极大值和极小值之和，F为当地平均气压，r为当地平均溫度，Pwat为当地平 均水汽压，Fb为标准状态下的风压系数；
[0108] (3)各模拟点的脉动风速时程计算模块3,包括生成所述各模拟点的脉动风速时程 的脉动风速功率谱，进行脉动风速功率谱的模拟时，引入溫度修正系勤
I其 中To为设定的标准溫度，T为由所述溫度传感器实时监测得到的平均溫度值，贝U
[0109] T > To时，所述脉动风速功率谱的优化公式为：
[0111] KTo时，所述脉动风速功率谱的优化公式为：
[0113] 其中，A为根据幕墙系统结构选择的地面粗糖度系数，g为根据平均风速Ww选取的 频率截取上限值；
[0114] (4)风速时程计算模块4,包括微处理器，所述微处理器利用谐波叠加法对相同位 置处的平均风速和脉动风速时程进行叠加，得到各模拟点的风速时程；
[0115] (5)风速模拟显示模块5,包括依次连接的隔离放大器和数字显示屏，所述隔离放 大器的输入端与所述微信处理器连接。
[0116] 本实施例的幕墙系统在框架上安装了风速时程快速模拟装置，便于幕墙系统风速 时程特征的及时获取，维护人员可W更全面地了解幕墙系统的风振响应特性，从而对幕墙 系统进行恰当的维护，增强幕墙系统的安全性能;采用风速仪、溫度传感器和数据采集装置 进行风速时程模拟数据的监测和采集，取代了传统技术人工激励和昂贵的激振设备，降低 了成本，实用便捷;所述模拟装置基于谐波叠加法的基础上，对平均风速和脉动风速的计算 公式进行优化，减少了计算的工作量，提高了幕墙系统的风速时程模拟的效率;在计算平均 风速时引入平均风速校正系数Q，计算脉动风速时程时引入溫度修正系数K，使得幕墙系统 的风速时程模拟更加精确，其中本实施例设定标准溫度To为27°C，设定截取频率上限值为 化Z，最后得到的各模拟点的风速时程的模拟精度提高到96.5%。
[0117] 最后应当说明的是，W上实施例仅用W说明本发明的技术方案，而非对本发明保 护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应 当理解，可W对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实 质和范围。
【主权项】
1. 一种智能安全的幕墙系统，包括幕墙、连接幕墙的框架和安装在框架上的风速时程 快速模拟装置装置，其特征是，所述快速模拟装置包括： (1) 结构参数监测模块，其包括风速仪、溫度传感器和数据采集装置，沿框架的高度方 向将其划分多个间隔相同的测试层，在框架的底部安装所述数据采集装置，选择测试层的 正中位置作为一个风速时程的模拟点，且对应每个测试层布设所述风速仪和溫度传感器； (2) 平均风速计算模块，其利用风速仪监测出每测试层的风速总量，横向角和竖向风 速，取0.2s为采样时间间隔，进行平均风速的计算时，引入平均风速校正系数Q:每测试层在一个采用时间的平均风速的计算公式为：其中，A为风速总量W在X方向的分量值的极大值和极小值之和，B为风速总量W在y方向 分量值的极大值和极小值之和，户为当地平均气压，f为当地平均溫度，Pwat为当地平均水 汽压，Fb为标准状态下的风压系数； (3) 各模拟点的脉动风速时程计算模块，包括生成所述各模拟点的脉动风速时程的脉 动风速功率谱； (4) 风速时程计算模块，包括微处理器，所述微处理器利用谐波叠加法对相同位置处的 平均风速和脉动风速时程进行叠加，得到各模拟点的风速时程； (5) 风速模拟显示模块，包括依次连接的隔离放大器和数字显示屏，所述隔离放大器的 输入端与所述微处理器连接。2. 根据权利要求1所述的一种智能安全的幕墙系统，其特征是，进行脉动风速功率谱的 模拟时，引入溫度修正系数，其中To为设定的标准溫度，T为由所述溫度传感 器实时监测得到的平均溫度值，贝U T > To时，所述脉动风速功率谱的优化公式为：KTo时，所述脉动风速功率谱的优化公式为：其中，A为根据幕墙系统结构选择的地面粗糖度系数，g为根据平均风速Ww选取的频率 截取上限值。3. 根据权利要求1所述的一种智能安全的幕墙系统，其特征是，所述频率截取上限值的 范围为化Z~化Z。4. 根据权利要求2所述的一种智能安全的幕墙系统，其特征是，所述标准溫度值的设定 范围为23°C~27°C。
【专利摘要】本发明提供了一种智能安全的幕墙系统，其包括幕墙、连接幕墙的框架和安装在框架上的风速时程快速模拟装置装置，所述快速模拟装置包括结构参数监测模块、平均风速计算模块、各模拟点的脉动风速时程计算模块、风速时程计算模块和风速模拟显示模块。所述平均风速计算模块、各模拟点的脉动风速时程计算模块、风速时程计算模块依靠所述监测模块监测数值进行计算，得到的风速时程由风速模拟显示模块显示。本发明的幕墙系统，其风速时程可以快速模拟，且模拟计算工作量小、效率高、精确度高，智能安全。
【IPC分类】G06F17/15, E04B2/88, G01D21/02
【公开号】CN105649244
【申请号】
【发明人】杨超坤
【申请人】杨超坤
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月20日