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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。
1、 CAD下建立模型CAD模型要求：（1）三维实体模型；（2）在第一象限（或建立模型后移动到第一象限）；（3）STL格式输出。
建立如附件的CAD模型“三维实体总图（南区）.dwg”，输出“三维实体总图（南区）.stl”2、打开PHOENICS-VR,进入phoenics;Files;Start new case;Flair(调入CAD模型,按下面操作)OBJObjectNewNew ObjectShapeSTL File浏览找到：三维实体总图（南区）.stlOKThe size from Geometry file 改成 YESGeometry scaling factor 输入：0.001 （备注：CAD是mm单位，phoenics是 m 单位）OK调整PHOENICS-VR窗口（下面在PHOENICS下建立模型）MenuGeometryDomain size 1128 , 994 , 200APPLYOK鼠标选中建筑物模型（下面将建筑物移动到计算区域中间）PositionX:282Y:249ResetFit to windows (适合窗口)Nearest head on （正视窗口）OK下面建立边界条件ObjObjectNewNew objectType 里面选取 WINDAttributesWind speed 4.5Reference high 10Wind direction 45Profile type power lawInclude open sky YESOkOk(备注：以上操作主要设置了下面内容，东北风（45度）10米高的速度，选用了指数来流速度分布，天空的速度也是按指数来流速度计算出的，同时你也可以选取度面的粗糙度)现在已经可以计算，不过在计算前先检查一下网格，缺省设置的网格太粗，需要加密。
MenuGeometryX-auto Y-auto Z-auto 鼠标点击改变成X-Manual Y-Manual Z-ManualX-directionFree allOkY-directionFree allOkZ-directionFree allOkNumber of cells 60 60 20ApplyOkSourcesGravitational forces offPropertiesThe current domain material is 选择 gas 里面的 0号物性OkNumersTotal number of iterations 1500OuputMonitor-cell locationProb position500 500 5 (设置监视点位置)Top MenuOk模型建立结束RunSolverOk计算结束以后进入后处理RunPoster processorVR-viewerOk可以看速度、压力等矢量、标量图，画流线可以作出动画。
_室内通风模拟分析报告室内通风是指通过良好的空气循环，使室内空气保持清新，并保持适宜的温度、湿度和氧气含量。
室内通风模拟分析是一种评估室内空气质量和通风效果的方法。
本报告将对办公室的室内通风模拟分析结果进行详细说明。
1.模拟环境设置：本次模拟选择办公室作为研究对象，包括办公桌、椅子等具体家具摆设。
根据实际尺寸进行模拟环境的搭建，并设置合适的通风口和室外空气入口。
2.模拟参数设置：在进行模拟分析前，需要设置一些关键的参数。
首先是通风口的位置和尺寸，通风口会影响室内空气流动的方式和速度。
其次是办公室的人员数量和活动强度，不同的人员数量和活动强度会对室内空气质量产生不同的影响。
还需要设置室内外温度和湿度等参数，以模拟真实的环境。
3.模拟分析过程：在模拟分析过程中，采用计算流体力学（CFD）方法对室内通风效果进行数值模拟。
通过对室内空气动力学的研究，可以得到室内空气流动的速度、方向和温度等参数。
同时，还可以评估室内空气中的污染物浓度，如二氧化碳和挥发性有机化合物等。
4.模拟结果分析：根据模拟结果，可以得到室内各点的风速和温度分布情况。
分析结果显示，办公桌附近的风速较大，通风效果较好；而靠近墙壁和角落的地方风速较小，通风效果较差。
此外，室内各点的温度分布较为均匀，没有明显的热源集中区。
5.结果优化建议：根据模拟分析结果，可以提出以下优化建议：首先，增加通风口的数量和尺寸，以提高室内空气流通的效果。
其次，合理调整办公桌和椅子的摆放位置，避免堵塞通风口。
此外，可以考虑增加室内空气过滤设备，提高空气质量。
综上所述，通过室内通风模拟分析，我们可以评估室内空气质量和通风效果，并提出优化建议。
这对于保障室内环境的舒适性和健康性具有重要意义。
1引言随着城市化和科学技术发展进程的加快,土地开发与地下空间的充分利用成为城市立体发展的新途径。
因此,各种功能复杂、布局多样、规模庞大的地下空间开始大量兴建,同时也引发了人们对地下空间自然通风的关注和研究[1]。
地上、地下空间环境截然不同,地下空间极为封闭,由于是采用挖掘方式建造,对外界的自然资源(光、空气等)的引入不够灵活,因此环境封闭、自然光线与空气流通都较差,使得地下空间空气质量恶化,致使微生物污染和呼吸道传染疾病的传播,使人体感觉不舒适[2]。
目前,地下通风主要靠机械通风实现,但通风设备的能耗远高于地面通风能耗。
并且随着地下空间的不断发展,对建筑的空间形态及地下室内环境舒适性提出更高的要求,人们开始越来越多地关注地下空间的环境品质,其中,通风环境是影响地下室内环境品质的一个重要因素。
地下空间的建筑在绿色建筑发展过程中仍存在诸多问题,尤其在通风品质与环境方面值得深入探讨。
2地下空间自然通风研究1983年,我国出版了第一部关于指导地下建筑暖通设计的指导性手册《地下建筑暖通空调设计手册》。
2012年,吴正旺等[3]提出小区地下车库社会化策略,建议车库利用天井、庭院、斜坡等景观改善通风。
西南交通大学顾珍等[4]应用Phoenics软件数值模拟得出均匀布置的送风口可改善地下车库内的通风环境。
李珂[5]利用CFD软件实验模拟,综合下沉高度和宽度等因素得出下沉式庭院下沉高度为5m具有最佳的通风效果。
而国外关于通风的研究较早,FracastoroGV采用CFD方法,研究了不同室内外温差、窗户高度下室内垂直温度分布、通风量及室内温度随时间变化的规律。
Letan实验和CFD模拟研究了垂直管道中由自然通风产生的多层建筑被动式通风系统。
Lomas分析计算了通风井作为建筑被动式自然通风的效果。
关于对地下空间自然通风的应用研究,其实践比理论先行,综合国内外的研究发现,理论探究还有待深入和科学量化分析。
3通风井由于自然通风是依靠风压或热压形成自然空气流动,气基于Phoenics的大型地下空间自然通风仿真分析研究Simulation Analysis of Natural Ventilation in Large UndergroundSpace Based on Phoenics方雷，王礼飞，孙贤阳（安徽省城建设计研究总院股份有限公司，合肥230051）FANG Lei,WANG Li-fei,SUN Xian-yang(Anhui Urban Construction Design Institute Corp.Ltd.,Hefei230051,China)【摘要】针对地下空间特殊的环境特点与空间特征，以位于合肥市经开区的某建筑东广场（地下建筑）作为研究对象，探讨不同形式的通风井，利用Phoenics软件分析井壁深度、井壁倾斜角对自然通风效果的影响，得出较合理的通风井井壁深度和井壁倾斜角。
室内自然通风环境的数值预测与评价
蒋绿林;王昌领;姜钦青;张亮;侯亚祥;胡静
【期刊名称】《常州大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2016(028)003
【摘要】采用Phoenics软件对常州地区一公共建筑室内自然通风环境进行了数值模拟,得到了室内流场、工作面空气龄分布.基于室内流场和空气龄分布对不同方案室内气流组织进行预测和评价.描述了自然通风状态下室内气流组织,预测了室内空气品质,为评价建筑室内自然通风提供了依据.
【总页数】6页(P54-59)
【作者】蒋绿林;王昌领;姜钦青;张亮;侯亚祥;胡静
【作者单位】常州大学石油工程学院,江苏常州213016;常州大学石油工程学院,江苏常州213016;常州海卡太阳能热泵有限公司,江苏常州213000;常州大学石油工程学院,江苏常州213016;常州大学石油工程学院,江苏常州213016;常州大学石油工程学院,江苏常州213016
【正文语种】中文
【中图分类】TQ316.334
【相关文献】
1.基于PMV-PPD与空气龄的空调办公室内热环境数值预测与评价 [J], 黄寿元;张奕君;申培文;张杰
2.室内自然通风环境的数值预测与评价 [J], 蒋绿林;王昌领;姜钦青;张亮;侯亚祥;胡
静;
3.厦门住宅夏季室内自然通风热环境实测与评价 [J], 冉茂宇;刘晓迅;胡深;吴扬
4.室内空气环境的数值预测和评价方法 [J], 李念平;汤广发
5.健康环境设计下的室内菜市场自然通风与室内采光探索 [J], 蔚澜;李早
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室内自然通风模拟分析报告
首先，我们分析了建筑物的几何形状和内部布局。
建筑物是一个单层
矩形房间，有一个大窗户和一扇小窗户，天花板高度为3米。
我们使用计
算机模拟软件对建筑物进行了几何建模，并添加了合适的边界条件和网格。
接下来，我们设置了建筑物内外的空气温度和湿度，以及室内气流动力学
参数（如风速、风向等）。
然后，我们对室内自然通风进行了模拟分析。
我们模拟了不同的风速
和风向条件下的室内气流情况。
通过计算机模拟，我们可以得到建筑物内
不同位置的气流速度和温度分布。
我们还分析了气流的质量和方向，以评
估室内的通风效果。
在分析结果中，我们发现，大窗户和小窗户之间的气流路径对室内自
然通风起到了重要作用。
在正常工作条件下，大窗户的开启程度对气流速
度和温度分布有明显的影响。
同时，风向的变化也对室内气流的质量和方
向有明显的影响。
我们还分析了不同季节和天气条件下的室内通风效果，
以选择最佳的通风策略。
最后，我们对模拟结果进行了评估和验证。
我们将模拟结果与实际测
量数据进行比较，以验证我们的模拟模型的准确性。
同时，我们还进行了
灵敏度分析，评估了不同参数变化对室内通风效果的影响。
综上所述，本报告通过室内自然通风的模拟分析，系统地评估了建筑
物的通风性能和效果。
通过对建筑物几何形状、内部布局和气流动力学参
数的模拟分析，我们可以优化建筑物的通风设计，提高室内空气的质量和
舒适性，实现节能减排的目标。
大空间办公室室内气流组织模拟分析摘要：风机盘管侧吹的距离较小，常与空间净高或装修要求相冲突，本次模拟计算得出：合理布置送排风口位置，合理设计风口类型尺寸、选择适当风速大小，可有效的增大风机盘管的送风距离，使人员活动区处在回风区，同时有效控制风速与噪声在合理区间。
关键字：气流组织；风机盘管；新风；风速一、建筑概况本次模拟分析采用Phoenics软件中的FLAIR模块，分析在不同送风方式下室内气流组织的分布情况，本次着重对室内温度，风速和风压三个指标进行分析说明。
大空间办公室尺寸为9m*18m*4.5m，其中18米为长，宽为9米，高为4.5米，在9米的两边上各装2台风机盘管，采用侧送风对吹方式，回风采用在风盘下部，风机盘管吊装在梁底，方案送风口高度为3.40m，回风口高度为3.15m，本次模拟分析采用四种不同布置方案。
1.1方案一送风口尺寸为1200*150，风量为1800CMH，按1次/h的换气次数进行设计计算；在走廊侧设有面积约为1m2的新风口，采用缝隙渗透的进风方式。
该方案送风口高度为3.40m,回风口高度为3.15m,盘管间隔3m,盘管距离长边外墙约为2.7m，送风口距离短边外墙为1.5m，回风口距离短边外墙1.2m。
排风口尺寸为0.35*0.25m,距离长边墙1.8m,高度为3.4m，间隔3m。
平面示意图1.3方案三新风采用机械送风，并经冷却处理，新风口与风盘同高，新风口尺寸为400*150，风速为2.95m/s；风盘送风口尺寸为900*150，风速为2.95m/s，布置形式为对吹方式；回风口尺寸为2200*300，风速为1.75m/s。
在阳台及走廊处各设有1台排风风机，按1次/h的换气次数进行设计计算。
1.4方案四新风采用机械送风，并经冷却处理，新风口与风盘同高，新风口尺寸为600*130，风速为2.95m/s；风盘送风口尺寸为900*130，风速为2.95m/s，布置形式为对吹方式；回风口尺寸为1200*300，两侧布置，风速为1.75m/s。
