天津某公共建筑室内自然通风模拟优化研究
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大型公共建筑的通风与采光设计大型公共建筑的通风与采光设计是建筑设计中至关重要的一环。
对于大型公共建筑如商场、体育馆、会议中心等,通风与采光问题的解决直接关系到建筑的舒适性、环保性以及能源的有效利用。
本文将从室内空气质量、通风系统、采光设备等方面探讨大型公共建筑的通风与采光设计问题。
室内空气质量是大型公共建筑设计中重要考量因素之一。
在人们日常活动中,室内的空气质量直接影响到人们的健康和工作效率。
大型公共建筑结构复杂,人流密集,因此在设计中需要考虑空气流动和病菌传播的问题。
通风系统要合理布局,保持新风的供应和废气的排出,以保持良好的室内空气质量。
此外,还可以考虑采用空气净化器和空气过滤等设备,有效去除空气中的污染物质,提高室内环境的质量。
通风系统在大型公共建筑的设计中起到了重要的作用。
合理的通风系统可以保持室内空气的流通,避免空气因滞留而产生异味和污染物积聚的问题。
一种常见的通风系统是自然通风系统,通过合理设计建筑外立面和窗户,充分利用自然风向和气流,实现室内空气的更新。
另一种通风系统是机械通风系统,通过风机和管道将新风引入室内,同时排出废气,实现室内空气的流动。
不同的通风系统在适应不同环境和建筑布局方面各有优劣,设计师需要根据具体的需求和条件选择合适的通风系统。
采光设计是大型公共建筑设计中另一个重要的方面。
充足的自然采光不仅可以提供良好的视觉效果,还可以节约能源。
在设计中,可以通过合理开窗和采用光管、光井等设计手法,将自然光线引入室内,减少对人工照明的依赖。
此外,可以利用采光玻璃和光学透镜等高科技材料,调节室内采光的强度和质量。
通过科学的照明设计,可以达到舒适的室内环境,提高建筑的能源利用效率。
在大型公共建筑的通风与采光设计中,需要充分考虑建筑的功能和使用需求。
商场、体育馆等场所的通风与采光需求与办公楼、学校等不同。
设计师应该根据具体的功能和使用需求,合理规划通风和采光系统。
此外,结合当地气候条件,通过科学的计算和模拟,优化设计方案,以提高通风和采光效果,并确保室内环境的舒适性。
基于BIM模型的室内自然通风模拟研究摘要:本文以杭州某办公楼典型层为例,结合BIM模型与CFD风模拟技术探索在室内自然通风模拟中的应用。
基于BIM技术,利用Revit architecture 软件建立建筑模型,并导入到风环境模拟软件Phoenics完成项目的室内通风模拟分析,为建筑设计的“绿色探索”注入高科技力量。
关键词:BIM技术,Phoenics,室内自然通风一、引言随着人们对健康、舒适、节能、绿色室内环境的追求,居住环境的品味不断升高,为满足人体热舒适的要求,对室内空气品质、气流组织要求将越来越高。
自然通风是一种利用室内新鲜空气来改善室内空气品质的被动式通风技术。
众多国内外优秀的建筑都采用此项技术作为其亮点之一,自然通风不仅能满足过渡季室内通风换气的要求,同时也可大幅度降低机械通风设备的能耗。
通过BIM模型,采用数值预测和评价的方法,则是一种更为有效的方法,将越来越被人们所重视。
本文通过杭州某办公楼典型层为例,基于BIM技术完成室内自然通风节能设计,为建筑设计的“绿色探索”注入高科技力量。
利用BIM技术在建筑空间设计方面的优势进行优化设计,为今后室内空间的建筑发展,建筑室内空间的设计提供了极大的保障[1]。
二、案例概况1.建筑简介项目建设地点位于浙江省杭州市,建筑总建筑面积约51000m2,地上15层,建筑性质为办公楼,模拟选取该楼中的典型层(5F),通过BIM建模并运用风模拟软件Phoenics对该办公楼的室内通风特性进行模拟分析。
2.三维建筑信息模型基于BIM技术的设计可直接呈现出可视化的三维模拟模型,根据该办公楼典型层的建筑图纸建立BIM的几何模型,如图1所示。
图1 Revit中的三维建筑信息模型(典型层)3、模型的数据交换Revit Architecture 与建筑环境软件之间的数据交换主要通过两种文件格式进行:gbXML格式或者DXF格式文件[2]。
gbXML格式的文件是以空间为基础的模型,房间的围护结构包含屋顶、内墙和外墙楼板和板、窗、门及洞口,都是以面的形式简化表达的,并没有厚度,而且没有构建的细部。
绿色建筑室内外风环境的模拟与分析吕添添刘智勇兰州交通大学环境与市政工程学院摘要:近年来,随着我国人口聚集,高楼林立,能源危机、温室效应等环境气候问题愈来愈突出。
为了达到节约能源,善用资源,保护环境,降低污染的目标,绿色建筑应运而生,对绿色建筑的评价分析具有现实性意义,势必将给建筑行业带来新的发展。
本文运用计算流体力学方法,按照绿色建筑评价标准的要求,对北京某绿色公共建筑的室内外风环境的速度场、压力场进行数值模拟与分析,探讨风环境对建筑室内外舒适度的影响,以提高绿色建筑的设计水平,为绿色建筑的自然通风提供参考依据。
关键词:绿色建筑;计算流体力学;风环境;数值模拟1引言随着我国人口增多,高楼林立,随之出现的问题是建筑通风不畅,室内空气污染物加重[1]。
建筑具有良好的通风设计是绿色建筑可持续发展的重要对策,自然通风便成为了天然的建筑节能和改善室内空气品质的手段,同时也为建筑空调耗能的降低提供有效途径[2]。
绿色建筑是指在全寿命期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑[3]。
本文将使用CFD 方法,按照《绿色建筑评价标准》的要求,对北京市某绿色公共建筑的室内外风环境的速度场、压力场进行数值模拟分析,探讨了风环境对建筑室内外舒适度的影响,以提高绿色建筑的设计水平,为绿色建筑的自然通风提供参考依据。
2计算模拟软件采用CFD(ComputationalFluidDynamics,计算流体力学)的方法对绿色公共建筑的室内外风环境进行模拟分析。
CFD原理是运用数值求解控制流体的基本微分方程,得出流场在连续区域上的离散分布,然后近似模拟流体的流动情况[4]。
目前CFD的计算方法常用的有有限差分法和有限体积法。
通常情况下,这两种方法的数学本质和表达方式是相同的,仅仅是在物理含义上有所区别:有限差分法是基于微分的思想,有限体积法则基于物理守恒原理。
天津市公共建筑建筑与建筑热工节能设计规定天津市公共建筑节能设计标准是为贯彻国家有关节能法律法规和方针政策,改善天津市公共建筑的室内环境,提高能源利用效率,降低建筑能耗,促进新能源与可再生能源应用,根据天津地区的气候特点和具体情况而修定。
其中,天津市公共建筑节能设计标准对于建筑与建筑热工的规定是怎样的?下面是下面带来的关于天津市公共建筑建筑与建筑热工节能设计规定的内容介绍以供参考。
一般规定公共建筑节能设计分类应符合下列规定:1 按建筑面积分为甲类建筑和乙类建筑:1)单栋建筑面积大于300m2的建筑;单栋建筑面积小于或等于300m2,但总建筑面积大于1000m2的建筑群,为甲类建筑;2)单栋建筑面积小于或等于300m2的建筑及总建筑面积小于或等于1000m2的建筑群,为乙类建筑。
2 甲类建筑按使用功能分为教育建筑、办公建筑、酒店建筑、商业建筑、医疗卫生建筑和其它建筑:1)教育建筑:托儿所、幼儿园、寄宿学校、中小学校、高等院校、专科院校、职业技术学校、特殊教育学校等;2)办公建筑:办公楼、商务写字楼、科研楼、档案楼、行政办公楼、酒店式办公楼、司法建筑、科学实验建筑等;3)酒店建筑:酒店、快捷酒店、宾馆、旅馆、招待所、度假村等;4)商业建筑:超级市场(自选商场)、购物中心、步行商业街、综合商厦、百货商场、批发商店、农贸市场、菜市场、联营商场、专卖店、便利店、饮食广场、餐馆、快餐店、银行、金融建筑、典当行、储蓄所等;5)医疗卫生建筑:包括综合医院、专科医院、急救中心、救护站、康复医院、社区卫生服务中心、疗养院、卫生所、防疫站等;6)其它建筑:除以上五种建筑类型之外的公共建筑。
建筑的总体规划和总平面设计应充分利用冬季日照和夏季自然通风。
建筑的主要朝向宜选择南向或接近南向。
总体规划还应考虑减轻热岛效应,宜通过模拟程序计算确定室外风环境的相关指标。
建筑设计应遵循被动节能措施优先的原则,充分利用天然采光和自然通风。
某建筑室内自然通风风环境模拟分析(二)周盈盈1韩冠楠21.江苏龙腾工程设计股份有限公司;2.东南大学建筑设计研究院有限公司摘要:本文针对南京某一建筑,纵向边沟的设计,运用Air⁃pak软件模拟当有车辆待检时,车库里面冬、夏两季的速度场、浓度场和CO浓度分布情况。
根据模拟结果,夏季工况下,除车道附近辅以机械通风外,在x=105到x=0m的区域内,CO浓度大面积超标,整个区域辅助以机械通风;冬季整体风向不利于该建筑自然通风,需要整体辅以机械通风。
关键词:Airpak软件;速度场;温度场;CO浓度1工程概况该建筑用地面积50776m2,地势总体东北较高,西南较低,地面标高在23.15m~15.00m。
根据特殊的地形,在立体空间营建模式的基础上采用维修管理位于地上一层,停车场位于地下一层,生态停车场位于建筑顶层,在建筑主体纵向的两边开挖边沟。
建筑纵方向边沟的设计,可以使地下的停车场具有一定的采光,节约室内用电;可以使地下的停车场具有一定的通风,减少室内通风设备的使用;也可以增加立体绿化的面积,提升绿地率。
2模型的建立根据南京冬季和夏季风向,将建筑南向洞口设置为opening,西侧的边沟开口处、内部车道以及功能房间的门都用vent表示;中间的功能房间用挡板分隔;公交车按照12×2.5×3.5的尺寸设定sources来代替;由于该建筑不是规则的正六面体,而软件中room(即软件默认的计算域)是规则的正六面体,选择用Hollow 的block将建筑外围,room内的部分抠除。
此外,为了建模方便,将整个建筑顺时针转9度,则建筑大部分边平行或垂直于坐标轴,大大降低建模时坐标点的计算,只需将之后带入计算的室外风速的方向做适当调整即可[4.5.6.7]。
建立有车辆待检情况的网格模型,车道内布满了缓慢运行的待保公交车。
由南向北总长330m,宽度79m,层高7.6m,按1:1建立模型。
内有60个停车位,但考虑到停滞车辆不会产生热量及CO气体,所以模型中不予表示。
XX办公组团项目——室内自然通风模拟分析报告提供:XX建筑设计研究院有限公司声明:1、本报告无咨询单位签字盖章无效;2、本报告涂改、复印均无效;3、本报告仅对本项目有效。
项目名称:XX办公组团项目委托单位:XX建筑设计研究院有限公司报告编写人:校对人:审核人:报告日期:2014年10月20日目录目录 (3)1模拟概述 (4)1.1项目概况 (4)1.2气候概况 (5)1.3通风原理 (5)1.4参考依据 (6)1.5评价标准 (6)1.5.1绿建标准 (6)1.5.2通风效果评价标准 (7)2分析流程 (7)2.1评价方法 (7)2.1.1评价工具 (7)2.1.2评价方法 (7)2.2几何模型 (8)2.2.1图纸分析 (8)2.2.2模型观察 (10)2.3网格划分 (11)2.3.1网格密度 (11)2.3.2网格质量 (12)2.4湍流模型 (12)2.5边界条件 (12)2.6数学模型 (12)2.7求解方法 (14)2.7.1算法说明 (14)2.7.2差分格式 (14)2.8模拟工况 (14)2.8.1室外结果分析 (14)2.8.2门窗风压表 (16)3结果分析 (17)3.1换气次数表 (17)3.2通风开口面积 (20)3.3气流组织分析 (22)4结论建议 (24)1 模拟概述1.1 项目概况XX项目位于新城中央商务区,西、南两侧邻城市主干道越王大道,永和路西望客家文化公园,东临东江,交通十分方便快捷。
总用地面积为27623平方米, 总建筑面积116550.22㎡,建设内容为住宅、商业、办公及其他相关配套用房。
其中,办公组团位于项目南端,用地面积11118㎡,计容建筑面积46069.10㎡,容积率4.14.地上26层,一至三层裙楼为商业和银行,其余为办公室,地下两层,建造面积12401.64㎡,为地下车库和设备用房。
项目总平面图如下图所示:图1XX市XX项目总平面1.2 气候概况XX市位于广东省东北部、东江中上游。
单侧自然通风建筑室内热环境模拟及分析摘要:本文对单侧自然通风作用下浅进深的中庭温度场进行了实验测量,同时采用带浮力项的修正k-ε模型对室内热环境进行模拟计算,归纳了单侧自然通风作用下建筑内温度场的特点:下部工作区的线性温度场和上部积热区的幂函数温度场。
数值模拟结果与实验的比较表明带浮力项的低雷诺数k-ε模型能很好地反映驱动自然通风的浮力的影响和中庭内部空气低雷诺数的流动状态。
最后通过理论分析指出温度梯度会导致压力中性面上移,进而增加进口流速强化自然通风的结论,为设计提供了依据。
关键字:自然通风中庭计算流体力学1 引言中庭是一个人工营造的全天候室内公共聚集区域,它通常是宽大且连通了多层的大空间。
中庭建筑的热环境直接影响到中庭健康、舒适的使用功能,因而应采用经济、合理的通风手段对其进行控制,以带走室内的冷热负荷,稀释有害气体、微粒等污染物浓度,改善、维护其内部环境。
但是,中庭建筑的大空间、大负荷特点必然导致机械通风系统和制冷空调设备容量的增大,以及运行、检修费用的增加。
目前,自然通风作为一种节省能量、投资的通风模式在中庭建筑中正受到越来越多的重视和应用,然而相应的温度场研究却并不多。
本文对某自然通风中庭进行了实验测量,同时利用计算流体力学和传热学的方法对该建筑进行了数值模拟和理论分析,以期描述单侧自然通风作用下浅进深中庭的温度场特点,为中庭自然通风设计提供依据。
2 实验测试图1 中庭建筑模型图2 测点平面布置图中庭建筑的几何模型如图1所示。
中庭长15m、宽7.5m,高7米,位于50米高建筑的底部,连通了一二两层。
除西侧为玻璃幕墙外,其余均为钢筋混凝土结构,内贴大理石。
中庭的大门位于西侧中央,长5m,高2.5m。
与中庭连接的三条狭长的长方体分别为北、南、东走廊。
中庭的出风口在东部和北部走廊的尽头,见图1。
实验在山西省太原市8月,9月两月上午的8点至下午19点进行。
采用热电偶和WMSX-01巡回检测温度仪测量室外空气温度、室内空气温度和壁面温度,使用热球风速仪测量进口和出口风速。
公共建筑自然通风开口面积
一般来说,公共建筑的自然通风开口面积需要根据建筑的类型、朝向、环境、功能等因素进行设计和确定。
以下是一些常
见的公共建筑类型和其自然通风开口面积的参考值:
1.办公建筑:根据办公人员的密度、房间深度、朝向等因素,通风开口面积可以设置为每个房间总面积的5%至10%之间。
2.商业建筑:商场、超市等商业建筑的自然通风开口面积需
要根据人流量和使用需求进行确定。
通常可以参考每平方米商
业空间的0.02至0.05平方米。
3.医疗建筑:医院、诊所等医疗建筑的自然通风开口面积需
要考虑室内空气质量、感染防控等因素。
一般可以参考每个诊
室或病房总面积的5%至10%之间。
4.学校建筑:学校教室的自然通风开口面积需要根据学生人
数和教室面积进行设计。
一般可以参考教室总面积的10%至15%之间。
在确定自然通风开口面积时,还需考虑以下因素:
1.建筑朝向和环境:朝向阳光充足、风向较好的方向应增加
通风开口面积。
同时,还应考虑周边环境的噪音和污染程度,
合理设置开口位置和面积,以避免对室内环境产生不利影响。
2.风速和流线:建筑的通风效果受到室外风速和流线的影响。
通常来说,风速越大,自然通风开口面积可以适当减小;流线
越流畅,开口位置可以相对集中。
3.室内空间布局和功能分区:不同功能区域的自然通风开口
面积可以根据需求进行调整。
例如,静态办公区和会议室可以
减少开口面积,而活动区和通道应保持较大的开口面积,以增
加通风效果。