温度观察记录与极值研究：丹麦两地气温分析

1.运行温度

风力机必须选择一个正常运行的温度范围。在正常的功能条件下，如果大气温度在这个范围内，风力机视为正常工作。

不同的结构设计规范提供了如何处理温度的不同方法。就钢结构而言，更一般的指导可以在DS412中找到，根据这个规范对丹麦可以设定最低运行温度为-10℃，这是由于低温出现的频率是很有限的。就风力机结构而言，DS472标准给出的正常运行温度范围为（-10℃，30℃），但是正常运行的温度范围是由风力机部件所用特定材料的具体规范决定的。对于这一部分，下面3点非常关键：

1）对于由两种或两种以上具有不同膨胀系数材料组成的部件和连接件，玻璃、混凝土和钢之间的膨胀差不多，塑料的膨胀则要大得多。

2）润滑和液压系统流体的选择。

3）有些材料其性能随温度改变，如密封橡胶、垫圈、阻尼器在低温的时候就很容易碎，而像玻璃，当温度降低到所谓的玻璃转化温度以下时，就表现出聚酯的特性。

在选择风力机结构材料时，重要的是考虑正常运行的温度范围，影响风力机安全性的其他重要条件也要进行评估。

2.极限温度

对于那些在极限温度下就会破坏的结构部件，需要考虑温度的极值。极值的高低以相应于一定重现周期的最可能的上限或下限值来表示。(www.xing528.com)

表3-4给出了丹麦两个地方各种重现周期的日常最高温度值和日常最低温度值。这些值是基于123年的温度观察记录，由Laursen等人在1999年发表。注意，表列的所谓重现周期1000年和10000年的温度值是由外推法得到的，所以使用时必须注意。

对许多材料而言，如日最大或最小温度这样的峰值温度，由于持续时间太短，会引起材料及其特性方面的许多问题。由于持续时间很短，材料还没有充分冷却或加热。对这些材料，最好考虑1h平均温度、日平均温度或月平均温度的极值。

表3-4 丹麦两个地方日最大、最小温度

表3-5给出了丹麦两个地方各种重现周期的月平均温度的最低值和最高值。这些值是根据30年的温度观察记录总结出来的，由Laursen等人在1999年发表。注意，表列的重现周期100年、1000年和10000年的温度值是根据外推法得到的，所以使用时必须注意。

表3-5 丹麦两个地方的月平均温度

注意，沿海气候（如丹麦）极限温度（如35℃和-20℃）并不与强风同时发生。设计风力机时，预计和考虑的最恶劣的温度事件是极限低温和功率失效的结合，特别是持续一定时间的功率失效。对于瑞典场址，Statens Planverks Författnings-samling（1980）给出了抵抗低温的结构设计所能接受的日平均温度设计值，并且提供了如何把这些值转换成可接受的1h平均温度的方法。