火车站高大空间气流组织模拟设计方案

某调度大厅气流组织及热环境模拟分析摘要：针对目前铁路调度楼调度大厅室内热环境要求较高，对调度大厅室内气流组织采用CFD软件进行模拟，通过对两种方案比较，得出最佳送回风形式，从而为类似工程提供参考。

关键词：CFD 气流组织热环境1．项目简介：某调度楼共有11层，其中十一层为调度大厅。

大厅面积约890㎡，送风口高度确定为5.5m，送风口配合装修要求，采用双层百叶风口送风。

此次研究以国内主流CFD软件[1]PHOENICS作为分析工具，该软件开发的FLAIR模块是针对暖通空调系统（HVAC）专门开发的CFD计算模块。

用来预测建筑物或封闭空间中的空气流动、温度分布、热舒适评价等具有较好的准确度。

2．设计要求及边界条件2.1 设计要求调度大厅要求24小时办公，对室内热舒适度要求较高。

温湿度满足我国规范[2]要求：温度为24～26（℃）、风速≤0.25（m/s）、相对湿度40～60（%）。

热舒适度等级满足我国规范[3]要求： -0.5≤PMV≤0.5、PPD≤10%。

2.2 初始边界条件（1）送风参数及送回风形式送风口尺寸：风口采用双层百叶，800×600mm；送回风形式为上送侧回。

（2）热源设定人员散湿量96g/h，散热量134W，人员68人，室内总负荷202.6kW，湿负荷0.0018kg/s，围护结构冷指标见表2.2-1。

围护结构冷指标表2.2-1热源位置显热量冷负荷指标东北外墙 4.684kW 5.00W/m2西南外墙 1.476kW 1.58W/m2东南外墙 8.936kW 9.54W/m2屋顶 7.292kW 7.78W/m2（3）CO2浓度的设定设定大气环境中CO2背景浓度为385ppm，人员呼吸产生的CO2为0.01g/(人·s)，整个调度大厅共计68人，新风量为6800m3/h。

（4）模型尺寸调度大厅模型尺寸：L×W×H=43m×21.8m×5.5m；CFD模型如图2.2-1所示。

空　调收稿日期作者简介方　进(—),男,华中科技大学建筑环境与设备工程专业硕士研究生。

新武汉火车站候车厅分层空调气流组织CFD 模拟研究方　进1,徐玉党1,雷　飞1,郭　辉2(1.华中科技大学,武汉　430074;2.中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉　430063)摘　要:分层空调是高大空间建筑典型的气流组织方式。

利用计算流体力学软件Air pak 对新武汉火车站候车厅的分层空调夏季气流分布特性进行模拟分析,预测了3个送风角度下候车厅的速度场、温度场以及热舒适度分布情况,为分层空调系统的设计提供参考依据。

关键词:铁路客站;候车厅;分层空调;A irpak;数值模拟中图分类号:T U83 文献标识码:A 文章编号:10042954(2008)S10006031　概述高大空间建筑物的空气调节具有其特殊性,其气流存在明显的分层现象,且垂直方向梯度很大。

因此,要实现高大空间建筑室内良好的热环境并节约能源,关键在于合理的气流组织。

分层空调是典型的高大空间建筑气流组织方式。

分层空调是指仅对下部(或上部)区域进行空调,而对上部(下部)区域不空调的空气处理方式[1～2]。

本文利用Ari pak211软件,对新武汉火车站候车厅分层空调的夏季气流组织的热舒适性进行了模拟研究,研究结论为火车站候车厅类高大空间空调系统优化设计、气流组织效果等提供了理论依据和指导方法。

2　候车厅概况武汉火车站候车厅呈南北对称分布,分别称为北向候车厅和南向候车厅,承担着武汉火车站全部旅客的候车任务,人员密度为0191人/m 2。

根据《铁路旅客车站建筑设计规范》(G B50226—2007),夏季室内设计参数为温度26℃,相对湿度60%,新风量8m 3/人h[3]。

室内效果图如图1所示,图2为风柱模型局部放大图。

3　模型的建立与优化311　候车厅模型计算区域选取北向候车厅,包括普速候车厅、专线候车厅、25m 夹层等功能区域。

鉴于该建筑结构比较复杂,模型建立和网格生成困难,对候车厅作如下适应图1　候车厅室内效果图图2　风柱模型局部放大性改造和简化。

某站房候车厅空调设计及数值模拟研究摘要：本文介绍了某站房候车厅空调系统设计方案，给出了铁路中型线侧平站房典型设计方法，采用CFD三维数值模拟软件对该站房候车厅区域的气流组织方案进行模拟验证，为铁路中型线侧平站房的空调设计提供理论支持和参考做法。

关键词：铁路站房；空调设计；数值模拟0 引言高铁站房作为旅客集散的重要铁路枢纽，旅客吞吐量大，人流密集。

为了给旅客提供舒适满意的候车环境，通风空调系统的合理设置是其中关键的一环。

站房候车厅通常为高大空间，空调设计较难精确把握，本文通过CFD模拟软件辅助设计，力图达到站房经济舒适的建设理念。

1.设计概况及设计参数某站房为新建线侧平站房，车站最高聚集人数3500人，总建筑面积38168m2，包含架空层停车场面积10608m2，侧式站房主体2层，局部5层，建筑主体高度27.3m（室外地坪至屋檐高度）。

图1.1一层平面图图1.2二层平面图本工程室内设计参数详表1。

本建筑围护结构热工参数满足《公共建筑节能标准》，具体参数详表2。

站房内除广厅外均考虑设置新风，广厅由于人员流动性大，通过进出口的渗透风量大，考虑广厅渗透风量能满足新风要求，故不设置新风。

对站房进行逐时负荷计算，集中空调计算总冷负荷为5067.53Kw，集中空调建筑总冷指标为274.4W/m2。

表1.1 室内设计参数房间类型夏季噪声标人员密度最小新风量温度（℃）相对湿度（%）dB（A）（人/m）（m3/h·p）广厅26-2840-65≤700.6716售票厅26-2840-65≤700.6716候车室26-2840-65≤700.6716旅客服务26-2840-65≤700.2530表2 围护结构热工参数维护结构名称传热系数维护结传热系数维护结传热系数维护结传热系数W/(m2.K)构名称W/(m2.K)构名称W/(m2.K)构名称W/(m2.K)屋面0.48外挑楼板0.63外墙0.77外窗天窗2.602.候车厅空调系统设计候车大厅、售票厅等公共区采用集中空调系统，冷源采用2台制冷量为2637kW的磁悬浮变频离心式冷水机组，配设2台800m3的全钢方形逆流式冷却塔，冷水机组夏季冷冻水进出口温度12/7℃，冷却水进出口温度32/37℃。

火车站高大空间气流组织模拟设计方案随着城市的快速发展，人们对于交通的需求也越来越高。

火车作为一种重要的交通工具，在我国的交通系统中扮演着不可替代的角色。

而火车站作为火车的起点和终点站，承载着大量的人流和物流，因此也成为了城市交通建设中的重要组成部分。

为了更好地适应城市的快速发展，火车站的建设也需要不断地更新和改进。

本文将以火车站高大空间气流组织模拟设计方案为例，介绍现代火车站的设计理念和工程实现方法。

一、火车站高大空间气流组织的重要性火车站的设计和建设，不仅关乎交通安全、服务效率、旅客舒适度等方面，还需要考虑到一些与空气流动相关的因素。

例如，当火车进站时，会引起空气流动的变化，产生强烈的气流和噪音。

这些气流和噪音会影响到不仅周围的生活环境，还会对火车站内部的空气质量和旅客安全造成影响。

因此，为了保证火车站的正常运行和旅客的健康安全，需要对火车站的高大空间气流组织进行模拟和设计。

二、火车站高大空间气流组织模拟设计的原理和方法火车站的高大空间气流组织模拟设计方案需要考虑到建筑物和周围环境的复杂性和多变性。

传统的建筑设计方法难以考虑到这些因素，因此需要建立三维数值模拟模型，通过计算机模拟的方法进行优化和设计。

数值模拟模型可以分为地面模型和空气模型两部分，其中地面模型可以使用三维CAD软件进行建模，空气模型则需要使用CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学）软件进行计算模拟。

首先，需要对火车站的建筑结构进行三维建模。

地面模型的主要任务是将建筑物和周围环境进行数学映射，建立起物理实体和数学模型之间的对应关系。

其次，需要对空气流动进行数值模拟。

在空气模型中，需要考虑到自然通风和机械通风两种模式。

自然通风是指通过建筑物内外气体密度差异引起的气流传递模式；机械通风是指通过通风设备将空气强制推动、引导和排出的模式。

这两种通风模式的选择需要根据建筑物和周围环境的实际情况进行合理的安排和组合。

火车站高大空间气流组织模拟设计方案随着城市化进程的不断推进，人们出行需求不断增加，高铁、城际铁路等快速交通方式逐渐流行。

火车站作为重要的交通枢纽和城市门户之一，也越来越受到人们的关注。

其中，火车站高大空间的气流组织是一个重要的设计要素，它关乎着站内空气流动的舒适性、安全性和环境影响等方面。

因此，本文将探讨火车站高大空间气流组织模拟设计方案，以期提高站内环境质量和旅客满意度。

一、火车站高大空间气流组织的设计在火车站的建设中，气流组织的设计应该充分考虑通风、循环、冷却和加湿等方面，以提高站内空气质量和热舒适度。

具体来说，需要考虑以下几点：1. 通风路径的设计通风路径是指在火车站内部形成的气流路径，通过合理的通风路径设计，可以达到空气流动的均匀性、稳定性和通畅性。

通风路径的设计需要考虑站厅、候车大厅、月台等不同功能区域之间的空气流动关系，建立空气流动的正向通风路径和负向排风路径。

同时，还需要对气流运动过程进行动态监测和反馈调节，以保证空气流动方向的准确性和稳定性。

2. 空气质量的控制在火车站内部，人员密集，环境空气质量容易受到污染和异味干扰。

因此，在气流组织的设计中，需要考虑如何控制空气质量，并保持空气清新。

具体措施包括空气过滤、沉积污染物治理、加湿控制等方面，以保证站内空气质量的良好。

3. 温度和湿度的控制在气流组织的设计中，还需要考虑温度和湿度的控制，以改善站内热舒适度。

具体措施包括加装空调设备、喷淋系统、加湿系统等技术手段，通过适当的调节，实现站内室温、湿度和热舒适度的控制。

二、气流组织模拟设计的应用为了更好的设计和优化火车站内部的气流组织，需要进行模拟设计和优化分析，以掌握站内气流分布的特点。

现代化的计算机仿真技术可以将建筑物内部的气流结构模拟出来，反复优化和验证，从而提高气流结构的优化和稳定性。

1. 模拟软件的选择在进行气流组织模拟设计时，需要先选择适合的气流模拟软件。

常用的气流模拟软件包括FLUENT、ANSYS、PHOENICS 等。

火车站高大空间气流组织模拟设计方案Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#某火车站高大空间气流组织模拟设计方案1 前言大空间空调气流组织设计是根据舒适性要求需要，设计室内送回风形式、风速、等参数，通过设置送回风口位置、送风温度、送风速度来达到满足舒适性要求的效果。

在以往的设计过程中，尤其是在多种方案的选择中，往往需要靠设计师的个人经验，常常会出现设计不满足要求或者为满足设计要求导致能源过渡消耗的现象。

随着人们对空调舒适性要求越来越高以及能源问题越来越严重，我们需要选择更好的设计方案，而CFD技术恰恰能够为我们提供很好的辅助作用。

本文将以某火车站候车厅空调气流组织为例，阐述CFD技术在方案比选中的应用。

2 模拟对象简介本文是对某火车站候车厅进行模拟，该车站站场总体规模为18台34线，总建筑面积约24万m2，其中站房面积约8万m2； 5层结构，地上2层，地下3层。

地上分别为高架层和火车站台层，高架层内部区域包括两个普通候车厅和一个磁浮候车厅以及外围进站大厅；地下一层为出站大厅，还设有出租车及社会车辆停车场；地下二、三层为地铁站台层。

模拟区域为高架候车厅，该火车站高架层为旅客进站及候车区域，其内部布置图如图1所示，其中磁浮候车厅面积4090m2；普通候车厅1的面积8120m2；普通候车厅2的面积为9519m2。

如图2所示中间由透明玻璃幕墙围成的区域为高架候车区，即需要模拟的区域。

1 高架层平面布置图图2 火车站透视效果图3 模型建立候车区的气流组织方式分为门套式送风和座椅送风两种形式，下面针对两种送风方式分别建立模型进行模拟分析。

其中座椅送风采用诱导送风方式，候车区座椅下部设置52排座椅送风单元，每排4个，每个单元送风量为2800m3/h。

诱导风口的诱导比为1：1，诱导后单元风量为5600m3/h，温度为19.5℃，座椅送风口风速为1m/s。

火车站空调气流组织的数值模拟与优化火车站是极具代表性的大空间建筑,其空调设计日益受到人们的关注。

传统的设计方法,更多地依赖于经验,往往由于缺乏对空调气流组织的研究而造成能源的大量浪费。

目前,国内外对火车站空调气流组织的研究几近空白。

本文以铁道第二勘察设计院委托项目“重庆江北铁路旅客站房大空间建筑空调设计研究”为依托,采用CFD方法对火车站空调气流组织进行了数值模拟研究。

研究以重庆江北铁路旅客站房进站和候车厅夏季空调为对象,根据建筑的实际几何尺寸及空调计算参数,建立进站厅采用侧送风,而候车厅分别采用侧送风、假柱送风及顶送风的三种典型空调方案下的计算模型,采用STAR-CD软件对各种气流组织情况下进站和候车厅温度场、速度场进行了三维数值模拟研究。

计算中流动控制方程为N-S方程,紊流模型使用RNG k-ε两方程湍流模型,采用有限容积法离散计算区域,近壁区采用壁面函数法考虑墙壁边界条件,并使用迎风差分格式,速度-压力耦合采用SIMPLE算法。

综合考虑了围护结构传热、太阳辐射、人员、设备及照明散热等多种传热过程,并考虑了由于温度差引起的浮升力的影响。

本文详细分析了三种空调方案数值计算的结果,得出温度场和速度场的分布特征,并分析了形成流场分布特征的原因:研究了送风温度、送风速度、送风高度及送风角度四个设计参数对三种送风方式下气流组织的影响,为设计方案的优化提出了改进意见,初步优化的效果明显;对三种空调方案进行了对比研究。

研究结果表明,重庆江北铁路旅客站房采用侧送风方式更容易实现满意的气流组织,建议一层进站厅沿东西侧墙在标高15.7m处侧下30°送风,各喷口送风温度18℃,送风速度9.9m/s,并沿南玻璃外墙在标高6.5m处侧下30°送风,各喷口送风温度18℃,送风速度10.2m/s;二层候车厅的两排立柱在标高14m处平送风,各喷口送风温度16℃,送风速度4.6m/s。

通过本文的研究,得到了一些对火车站空调设计有指导意义的结果,也为同类高大空间建筑的空调设计提供了参考。

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。