0-室外风环境模拟分析总结要点
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室外风环境模拟分析报告北京市第十七中学分校改扩建工程建筑专业主持人:(设计总负责人)_____________________________审定人:______________________________校审人:________________________________计算人:________________________________北京中帝恒成建筑设计有限公司2016年02月18日1建筑概况 ....................................................................................... 2..2评价依据 ....................................................................................... 2..3•分析方法....................................................................................... 2..3.1原理概述 (2)3.2模拟软件 (3)3.3计算原理 (3)3.4模型设置 (5)3.5参数设置 (5)4评价标准 ....................................................................................... 6..5模拟结果和分析 ................................................................................ 6..5.1风环境模拟模型 (6)5.2工况1 (冬季平均风速工况) (7)5.3工况2 (夏季平均风速工况) (9)5.4工况3 (过渡季平均风速工况) .............................................................. .10 ........6结论 ........................................................................................... 1.1.1建筑概况工程名称北京市第十七中学分校改扩建工程工程地点:北京市朝阳区第十七中学百子湾校区内气候子区寒冷建筑面积地上5861.93 m2地下3321.8 m2建筑层数地上5 地下2建筑高度地上18.0m 地下8.4m北向角度0 °2评价依据1. 北京市《绿色建筑评价标准》DB1仃825-20112. 《民用建筑设计通则》GB 50352 —20053. 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736 —20124. 《实用供热空调设计手册》3分析方法3.1 原理概述建筑群和高大建筑物会显著改变城市近地面层风场结构。
裙楼对住宅小区室外风环境影响的数值模拟分析
杨巧兰;李平;夏冬;杨永宏;黄照亮;李灵熹
【期刊名称】《中山大学学报(自然科学版)(中英文)》
【年(卷),期】2024(63)3
【摘要】为研究建筑布局对住宅小区风环境的影响,本文以珠海某住宅小区为研究对象,基于当地的气候特征,利用PHOENICS软件对有裙楼和没有裙楼两种建筑布局形式进行风环境CFD(computational fluid dynamics)模拟。
对比分析东、南及东北偏北风背景下两种布局形式小区的通风条件和舒适度,结果表明:1)没有裙楼时,没有大面积建筑阻挡,3个风向下小区风环境均有所改善,风速不均匀性减小,通风条件好、舒适性好的区域的面积和数量均增加,小风速区的面积和数量均减少,通风廊道增加;2)无论是否有裙楼,当来流风向与建筑间的通道夹角小,建筑对风的阻挡削弱作用小,楼与楼之间更容易形成通风廊道,通风条件较好,当来流风向与建筑间的通道夹角大,建筑的阻挡作用显著,小区的风速明显减弱,且容易出现风速不均匀,通风条件较差;3)住宅小区风环境受建筑布局和风向共同影响,在规划设计时应参考当地的主导风。
【总页数】10页(P38-47)
【作者】杨巧兰;李平;夏冬;杨永宏;黄照亮;李灵熹
【作者单位】珠海市公共气象服务中心;四川省气象探测数据中心;巴中市气象局【正文语种】中文
【中图分类】P49
【相关文献】
1.绿化和建筑布局对住宅小区的风热环境影响的数值模拟分析
2.某办公楼室外风环境的数值模拟
3.基于CFD的某住宅小区室外风环境数值模拟分析
4.住宅小区室外风环境对分体空调室外机出风效果的影响研究
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室外风环境模拟分析报告一、引言室外风环境模拟是对特定区域内的风场进行模拟和分析,从而了解该区域的风速、风向和风流规律,为后续的建筑设计、环境污染评估和风电场规划等提供依据。
本报告通过对地区的室外风环境进行模拟分析,旨在提供相关数据和信息,为相关研究和规划工作提供参考。
二、研究方法本次模拟分析使用风场模拟软件进行,包括基于数学模型和大量实测数据进行的室外流体仿真。
根据该地区的地形和气象数据,建立相应的数值模型,运用计算流体力学方法对风场进行模拟,并得出相应的风速、风向和风流规律等数据。
三、模拟分析结果根据模拟分析的结果,本地区的风环境特点如下:1.风速分布:通过模拟分析,我们得到了本地区不同位置的平均风速分布图。
结果显示,该地区的平均风速在5-8m/s之间,风速较为适中。
同时,分析结果还显示,地形起伏和建筑物的干扰对风速分布有较大的影响,局部区域可能会存在阻挡风的现象。
2.风向分布:风向是指风的来向,通过模拟分析,我们得到了本地区不同位置的风向分布图。
结果显示,该地区的风向主要集中在东北风和西南风,分别占总风量的40%和30%,其余的风向占比较小。
3.高低空风流规律:根据模拟分析,我们得知该地区在高空存在风流的现象。
高空风流主要受大气环流系统、地球自转和地形因素的综合影响,平均风速较大,风向相对一致。
而在低空,地形和建筑物的干扰导致风流较为复杂,且平均风速较低。
因此,在建筑设计和规划风电场时,需要考虑风流规律的差异性。
四、影响因素分析本模拟分析还对影响该地区风环境的因素进行了分析。
主要的影响因素包括以下几个方面:1.地形因素:本地区地形起伏较大,山脉和平原交错分布,对风的流动产生一定的阻挡和导流作用,使得风速和风向存在差异性。
2.建筑因素:大型建筑物和高楼大厦对风流产生阻挡和干扰作用,使得风速分布不均匀,风向变化不定。
3.气象因素:季风、气压和温度等气象要素对风环境有一定的影响,如季风的方向和强度会直接影响风向和风速的分布。
室外风环境模拟分析报告目录1项目概况 (3)1.1总平面图..................................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.2三维视图..................................................................................................................... 错误!未定义书签。
2模拟概述............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
2.1室外风环境 (3)2.2自然通风 (3)3技术路线 (4)3.1分析方法 (4)3.2软件介绍 (4)3.3紊流模型 (4)3.4模拟工况 (5)4参考依据 (6)5评价说明 (6)6室外风环境模拟建模 (7)6.1物理模型 (7)6.2参数设置..................................................................................................................... 错误!未定义书签。
6.2.1来流边界条件 (7)6.2.2出流边界条件 (8)6.2.3收敛判断 (8)7室外风环境模拟分析结果 (9)7.1工况1(冬季最盛行风,E) (9)7.1.1流场与风速 (9)7.1.2风压 (10)7.2工况2(夏季盛行风,SW) (11)7.2.1风压 ...................................................................................................................... 错误!未定义书签。
深圳某项目室外风环境模拟分析摘要:城市中高大建筑的数量和高度与日俱增,这些建筑的建成显著改变了城市的风环境。
一方面高大密集的建筑群,降低了城市的通风、自净能力,加剧了在低风速条件下城市的空气污染和热岛效应;而另一方面在风速较大时,高大建筑周围会产生局部强风,影响到行人的舒适与安全,引出行人风环境问题。
本文采用基于CFD原理的计算模拟软件PHOENICS作为模拟工具,分析和评价本项目小区的室外风环境现状与室内自然通风的潜力。
关键词:室外风;坏境模拟;风速;1.概况1.1项目概况本工程为深圳某医院项目。
总用地面积20844.41平方米,总建筑面积109084.35平方米,计容积率面积61567.01平方米,框架结构。
地上18层,地下3层。
本项目主要有医疗综合楼、行政后勤楼、发热感染楼及高压氧仓综合楼、门卫等。
其中医疗综合楼、行政后勤楼、发热感染楼及高压氧仓综合楼为一级耐火等级,门卫为二级耐火等级。
根据深圳市多年的气象资料,深圳的地面风向存在非常明显的季节变化,秋、冬季偏北风为主,春、夏季则以偏东风为主;根据深圳市近多年风向观测记录,深圳市全年的风向频率以东北风最高,秋季与冬季盛行东北风,春季与夏季盛行东南风。
2风速边界条件2.1入口边界条件:由于随着高度的增加,风速会增大,因此,模拟中采用沿高度方向梯度风设置。
考虑实测存在的周围遮挡情况,城市梯度风按照以下公式计算:2.2出流面的边界条件:假定出流面上的流动已充分发展,流动已恢复为无建筑物阻碍时的正常流动,故其出口边界相对压力为零;建筑物表面为有摩擦的平滑墙壁。
3.风环境模拟分析根据报告前面的项目地点气象特点分析,项目的室外风环境研究分为三部分进行:夏季主导风:风速为2.7m/s,风向为东南;冬季主导风:风速为3.4 m/s,风向为东北;过渡季主导风:风速为3.0m/s,风向为东南偏南。
3.1夏季风工况夏季主导风向为东南,平均风速2.7m/s。
图3-1~图3-3为夏季东南风向情况下室外风环境模拟计算结果。
合肥市某大型综合体室外风环境模拟分析吴晓昊【摘要】运用Sketchup对拟建合肥某大型综合体进行1:1实体建模,将物理模型导入PHOENICS软件的FLAIR模块进行室外风环境模拟,在冬季最不利工况下,分析风速的矢量、大小以及放大系数等参数在项目建成前后对周围风环境的影响.模拟结果表明,在1.5m水平面上,项目的建成除对下风向50m范围内的风速产生一定影响外,对周围其他方向的风速没有直接影响;另外由于综合体在主要出入口采取架空、退台等措施处理,使外部人员主要活动区域风速在0.6m/s,所以项目的绿色建筑规划方案是利于行人室外行走及活动的舒适.【期刊名称】《安徽建筑》【年(卷),期】2015(022)002【总页数】3页(P159-160,170)【关键词】某大型综合体;绿色建筑;风速;风速放大系数【作者】吴晓昊【作者单位】安徽省建设工程测试研究院有限责任公司,安徽合肥230051【正文语种】中文【中图分类】TU8341 概述随着城市化进程的不断加速,土地资源问题日益突出。
促使高层建筑和高密度建筑不断涌现,虽然解决了土地资源紧张,提高了空间利用,但是带来了严重的室外风环境问题,给人员正常的生活和工作带来不舒适性。
合肥市积极响应国家绿色建筑号召,在“大湖名城,创新高地”的城市大建设进程中,高层建筑和高密度建筑室外环境问题日益凸显,在大型综合体立项建设前,对其室外风环境进行模拟分析,为建筑室外环境优化提供必要的技术支撑显得尤为重要[1,2]。
2 大型综合体简介该项目位于合肥市滨湖新区,总用地面积为97766m2,总建筑面积为530570m2,其中地上建筑面积379183m2,业态主要包括酒店、商业、办公、住宅等。
西北角的酒店为97.9m,东北角的6栋高层住宅均为31层,90.35m,南部的2栋办公楼均为199.7m的超高层建筑,综合体的主要出入口都采取架空、退台处理。
该项目拟按国家绿色建筑二星级标准设计、建造,具体见总平面图(见图1)。
严寒地区住宅小区室外风场的数值模拟分析摘要:室外气流运动与建筑群规划的“和谐”设计,成为建筑系统节能和可持续的生态建筑的重要方法之一。
利用数值模拟的方法,可以得出住宅小区的室外的速度场、温度场及污染物分布的详细情况,对改善人居内外环境意义深远。
本文针对严寒地区住宅小区,综合分析室外风环境的影响因素,建立了室外风环境的物理和数学模型,应用专业CF D软件FLUENT对此特定的流动物理问题,采用适合于它的数值解法,得到三维速度场和压力场,在计算速度,稳定性和精度等各方面达到最佳。
研究表明,使用数值模拟方法对住宅小区的风环境进行评价和探讨,不仅对利用建筑布局改善室外环境有显著的作用,而且在组织良好的室内通风方面也具有一定意义。
关键词:住宅小区风场数值模拟FL UENT1 引言随着我国严寒地区低能耗住宅建筑的发展,住宅室内通风换气问题已不容忽视。
一般情况下,室内自然通风的形成,既有热压通风的因素,也有风压通风的原因,从自然通风改善室内空气品质角度来看,风压通风对室内气候条件的效果比较显著,故应首先考虑如何组织建筑物室外的风压通风来改善室内热环境。
2 室外风场的物理模型和CFD 数值模拟2.1 物理模型哈尔滨市位于严寒地区,冬季持续时间长,且室内空气质量与室外环境相差较大,故节能住宅建筑的通风关键在冬季,本文以哈尔滨地区气象参数中冬季的主导风向和风速为依据,以哈尔滨市泰海小区44号楼及其周围4栋建筑物作为室外风场模拟对象,分析住宅小区室外风场的气流流动情况。
模拟建筑物及其周围四栋楼均为高度为2 2 m 的建筑物,如图1,图中相应地给出各建筑物在泰海小区中的位置及其建筑物布局。
为建立数学模型,对物理模型作以下假设和简化:(1)建筑物外气流分布取决于来风风速以及风向,建筑尺寸及形状,以及建筑物开口大小和位置。
若开口尺寸小于建筑物立面面积的1/6,三栋建筑可简化为混凝土块。
(2)室外气流为风速梯度分布的低速流范围,据B oussinesq假设,空气一般为粘性不可压缩流体。
室外机热环境模拟分析对室外机布置指导【摘要】对空调外机进行热环境模拟,通过模拟结果来确定或优化其布置方案具有很好的实用价值。
【关键词】:空调室外机热环境模拟1、引言随着生活质量的改善人们对办公环境的要求日渐增加。
普通的写字楼办公楼空调形式大多采用VRV多联机,而在夏季高温环境下办公室的空调有时会出现温度降不下来的情况,分析原因,VRV系统所使用的室外机为风冷热泵型,风冷热泵机组以空气作为冷热源,所需风量较大,因而室外机区域内空气应保持流畅,不受阻碍,不形成回流。
否则将影响热泵型机组的排热与吸热,进而降低机组效率,导致功耗增加,严重时甚至会使机组保护停机。
其中又以夏季冷凝器的高压保护问题更为严重。
所以对空调外机进行热环境模拟,通过模拟结果来确定或优化其布置方案具有很好的实用价值。
下面通过本人经历的一个项目予以展开说明。
2、工程概况:总述:数谷项目,位于苏州工业园区现代服务业产业园大水泾西、扬清路南。
项目由4栋高层研发楼和1栋多层配套楼组成。
项目总用地面积约3.69万平方米,建成后总建筑面积约18万平方米,地下室建筑面积约5.24万平方米,最高建筑高度约150米。
本项目空调形式采用多联机+三维热管显热交换新风系统。
2.1本项目空调形式介绍:2.1.1概况与用途01a#研发办公楼为高层建筑,地上18层,地下2层;建筑高度98.60m2,地下一层、二层为自行车库及汽车库,1~2层为商业配套,3~18层为研发办公。
01b#研发办公楼为高层建筑,地上29层,地下2层;建筑高度149.95m2,地下一层、二层为自行车库及汽车库,1~2层为商业配套,3~29层为研发办公。
2#研发办公楼为高层建筑,地上11层,地下2层;建筑高度56.80m,建筑面积16898m2,地下一层、二层为自行车库及汽车库,1层~11层为研发办公。
3#研发办公楼为高层建筑,地上11层,地下2层;建筑高度56.80m,建筑面积17201m2,地下一层、二层为自行车库及汽车库,1层~11层为研发办公。
试析室外风环境CFD模拟0.引言CFD具体指的是计算流体力学的一种模拟测算与设计方式,这种方式近似于方程求解的计算方式。
随着我国商用软件的不断开发与应用,CFD模拟计算技术在工程界逐渐发挥出越来越大的实际作用。
本文主要对室外风环境下CFD模拟的建筑设计要素进行探究,结合CFD模拟设计案例进行分析与研究,为我国今后的室外风环境CFD模拟规划与设计工作提供可行性参考。
1.室外风环境下的CFD模拟建筑设计机理1.1选取有效的数学参考模型在我国常见的建筑小区内部,室外风环境的流动特征具有不可压缩性与低速湍流性。
常用的数学模型具体分为大涡模拟模型及标准k-ε模型等多种形态。
其中大涡模拟模型旨在利用非稳定状态的NS方程式来直接模拟大尺度涡,通过这种方式对区域环境内的CFD模拟情况进行准确测算与记录[1]。
大涡模拟模型在使用过程中不会直接计算小尺度涡,对计算机的速度与内存要求较高,往往还需要计算很长时间,在使用过程中需要根据实际情况进行准确选择。
标准k-ε模型的使用成本较低,其数值波动较小,但计算结果以及精密度较高,在低速湍流数中的应用效果显著。
建筑规划设计人员在实践工作中应根据不同模型的实际特征,准确选择相应的数学参考模型进行计算。
1.2选择正确的计算区域及物理模型随着我国建筑形式的不断发展与变化,当下社会在建筑风格设计的多样性与功能性上出现了极大的改变,小区建筑在正常规划与设计的过程中更需要切实满足住户的是要求,在规模形态的设计与要求上更需要符合整体区域环境的特征,切实保证小区建筑的整体性与功能性[2]。
小区建筑在使用过程中风场作用的范围较大,因此,建筑规划设计人员在实践过程中应对小区建筑的整体区域环境进行准确判断与计算,如果过分增大计算区域,则会相应的增加计算成本,但是如果计算区域不足,则会严重影响规划设计的质量及准确性,因此,如何选择计算区域逐渐成为建筑规划设计人员需要重点关注的问题。
同样,建筑规划设计人员在选择小区模型的过程中,一般都应该选用AUTCAD来进行设计,以此提高建筑模型的精准程度,但在某些特殊情况下,为减小计算的节点、加快模型制作的速度,建筑规划设计人员往往需要忽略实际建筑群当中的微小凹凸处,直接选用与实际建筑接近的模型,通过计算结果进行准确分析。
《建筑室外风环境CFD模拟概述》各位同学大家好,我是七师兄,今天我们来学习《建筑室外风环境CFD模拟专题课》的第一讲,《建筑室外风环境概述》。
01我国幅员辽阔,气候复杂多样,有温带季风气候、亚热带季风气候、热带季风气候、热带雨林气候、温带大陆性气候和高原山地气候等气候类型,从南到北跨热带、亚热带、暖温带、中温带、寒温带气候带。
广大地区的气候环境差异,造成北方、长江流域及亚热带地区完全不同的风环境。
随着我国城镇化的发展,大量高大建筑被建成。
新建建筑如何适应当地的气候条件,从而一方面满足居住要求的同时,另外一方面实现建筑节能,都对建筑风环境设计提出了更高的要求。
02我国城市遭受风灾害影响严重,每年夏季台风导致建筑结构损毁造成的财产损失十分巨大。
当然了,极端风灾害气候发生概率较小,与我们的日常生活息息相关的是建筑风环境。
例如,当一栋大楼建立起来后,就会改变来流风的走向,同时改变了建筑周围风速的分布,这种变化有时可能产生不良后果。
例如,在繁华CBD商业中心街道两旁,高低错落的建筑群构形成一个巷道,容易形成巷道风,也就是,巷道局部出现风速加强的效应,加上建筑物的阻滞,容易形成涡旋和强烈变化的升降气流等复杂的空气流动现象,容易造成各种事故。
不仅建筑群会形成这种不良的区域性风气候,在单独的高层建筑附近往往也出现不利的风环境。
我们来看下,来流风,经过建筑的时候,会出现哪些情况。
03风环境还涉及健康和节能风环境不仅和人们的安全有关,也和健康密切关系。
建筑设计对风环境因素考虑不周,会造成局部地区气流不畅,在建筑物周围形成漩涡和死角,使得污染物不能及时扩散,直接影响到人的生命健康。
香港淘大花园因为密集的高楼之间形成的“风闸效应”加剧了SARS病毒的扩散与传播就是一例。
特别是我们这次新冠疫情的爆发,更加提出室内进行开窗通风。
住宅小区室外风环境不良,在夏季可能阻碍室内外自然通风的顺畅进行,增加空调的负荷;在冬季又可能会增加维护结构的渗透风而提高采暖能耗。
某小区项目室外风环境模拟分析报告(模板)项目名称:委托单位:咨询单位:设计单位负责人:审核人:编制人:报告日期:20XX-10-10目录1模拟概述 (1)1.1项目概况 (1)1.2风环境简述 (1)1.3参考依据 (3)1.4评价说明 (3)2技术路线 (4)2.1分析方法 (4)2.2湍流模型 (5)2.3几何模型 (7)2.4参数设置 (8)2.5气候状况 (10)3 模拟结果分析 (11)3.1夏季及过渡季 (11)3.2冬季 (15)4 结论 (19)1模拟概述1.1项目概况本工程位于XX市XX街道XX北路以东、新北路以北,地理位置优越,交通便利。
拟建10栋高层住宅、商业及配套用房,地下非机动车库及地下机动车库。
该地块总用地面积为20万m2,总建筑面积15万m2,计容面积2万m2,总建筑占地18万m2,容积率2.2,建筑密度30.3%,绿地率25.3%。
1.2风环境简述建筑群和高大建筑物会显著改变城市近地面层风场结构。
近地风的状况与建筑物的外形、尺寸、建筑物之间的相对位置以及周围地形地貌有着很复杂的关系。
在有较强来流时,建筑物周围某些地区会出现强风;如果这些强风区出现在建筑物入口、通道、露台等行人频繁活动的区域,则可能使行人感到不舒适、甚至带来伤害,形成恶劣的风环境问题。
在一般的气候条件下,他们直接影响着城市环境的小气候和环境的舒适性;一旦遇到大风,这种影响往往会变成灾害,使建筑外墙局部的玻璃幕墙、窗扇、雨棚等受到破坏,威胁着室内外的安全。
建筑合理布局是改善室外行人区热舒适的关键;主要是避免在寒冷冬季室外行人区风速加速(西北风情况下),如风巷效应,同时在与西北风垂直方向最好增加裙房,加大底座尺寸,避免冲刷效应和边角效应等,如图2所示。
调查统计显示:在建筑周围行人区,若平均风速V>5 m/s的出现频率小于10 %,行人不会有什么抱怨(在10 %大风情况下建筑周围行人区风速小于5 m/s,即可认为建筑周围行人区是舒适的);频率在10%~20%之间,抱怨将增多;频率大于20 %,则应采取补救措施以减小风速。
沈阳住区室外风环境模拟研究的开题报告一、选题的背景城市的不断发展,原本安静舒适的住宅区逐渐变得嘈杂拥挤。
随着交通工具逐渐的增多,汽车、摩托车的噪声污染问题以及城市的城市化和工业化、能源消耗和碳排放问题,都给城市居民的居住环境带来了很大的影响。
在这个情况下,对于住宅区的室外风环境进行模拟研究,成为了一项重要的工作。
二、选题的意义沈阳市作为中国北方的一个重要城市,人口众多,对于住宅区的室外风环境有着严格的要求。
该研究旨在帮助住宅区居民了解室外风环境状况,指导住宅区的规划和设计,提高住宅区的室外环境质量。
三、研究内容和目的1、研究内容本研究旨在对沈阳市的住宅区进行室外风环境模拟,以达到如下目标:(1)确定住宅区的室外风环境模型。
(2)模拟住宅区的风环境状况,包括风速、风向、温度等。
(3)分析住宅区的风环境状况,评估其对于住宅区室外环境的影响。
2、研究目的(1)了解住宅区的室外风环境状况,为住宅区的规划和设计提供依据。
(2)提高住宅区室外环境的质量,改善住宅区居民的居住环境。
(3)科学合理研究和开发住宅区的室外环境,促进城市可持续发展。
四、研究方法和步骤1、研究方法(1)采用CFD数值模拟方法,建立住宅区的室外风环境模型,将住宅区的各项数据输入模型中进行模拟。
(2)通过在模型中加入各种速度、温度、湿度等参数,模拟风环境状况。
(3)对模拟结果进行数据分析和统计,进一步了解住宅区的风环境状况。
2、研究步骤(1)收集沈阳市不同住宅区的基础数据,如极端气象条件、人口密度等。
(2)建立住宅区的三维数字模型,提取模型中的各类参数,包括建筑物高度、位置、形状、材质等。
(3)采用CFD数值模拟软件,建立住宅区的室外风环境模型,将各类数据输入模型中进行模拟。
(4)通过CFD模拟工具的分析与输出,得到住宅区的风环境状况。
(5)对模拟结果进行数据分析和统计,总结住宅区的风环境状况。
(6)最后撰写研究报告,并提出改善建议。
五、预期研究结果及其应用价值1、预期研究结果通过对住宅区室外风环境的模拟研究,预计将得到如下结果:(1)建立沈阳市住宅区室外风环境模型,包括风场和温度场。
自然通风模拟分析报告1. 引言自然通风是利用自然气流的运动来实现室内空气流通的一种方法。
在建筑设计中,通过模拟分析自然通风的效果,可以评估建筑的通风性能,优化空气流动,提高室内空气质量。
本报告将使用模拟分析方法,对某建筑的自然通风效果进行评估和分析。
2. 模型建立首先,我们需要根据建筑的设计图纸,使用建筑信息建立一个三维模型。
在模型建立过程中,需要考虑建筑的尺寸、材料和窗户等因素,以便准确地模拟建筑的几何形状和气流特性。
3. 边界条件设置在进行自然通风模拟分析时,需要设置几个重要的边界条件,包括室内外温度差、风速和风向。
这些边界条件将影响室内空气的流动速度和方向。
根据建筑所在地的气候条件和环境特征,我们可以合理地设置边界条件,以便更真实地模拟建筑的自然通风情况。
4. 材料属性设定建筑的材料属性对自然通风效果有着重要的影响。
不同的材料具有不同的热传导性能和透气性能。
在模拟分析过程中,我们需要准确地设置建筑材料的属性,以便更好地模拟建筑内外空气的传热与传质过程。
5. 网格划分为了进行数值模拟分析,我们需要将建筑模型划分成小块,形成网格结构。
这些小块将用于计算流体力学模型的数值解。
在划分网格时,需要根据建筑的几何形状和气流特性,合理地划分网格,以保证计算结果的准确性和可靠性。
6. 模拟运算通过设置好模型建立、边界条件、材料属性和网格划分,我们可以进行自然通风的模拟运算。
在模拟运算过程中,使用数值计算方法求解流体力学方程组,得到建筑内外空气的速度分布、温度分布和压力分布等信息。
通过模拟运算,可以判断建筑的自然通风效果是否满足设计要求。
7. 结果分析根据模拟运算得到的结果,我们可以对自然通风的效果进行分析。
通过分析建筑内外空气的速度分布、温度分布和压力分布等信息,可以评估建筑的通风性能,确定是否需要优化设计。
同时,也可以通过模拟分析结果,提出改进建议,以提高室内空气质量和舒适度。
8. 结论通过模拟分析自然通风的效果,我们可以全面地评估建筑的通风性能,并通过分析结果提出改进建议。
|设计与研究/ Design&Research*室外风环境实测及PHOENICS模拟对比分析研究——以徐州高层小区为例Comparative Analysis of Outdoor Wind Environmcnt Measurement and PHOENICS Simulation Results:a Case Study of Xuzhou High-Rise Residential Community段忠诚方焕焕1李佳[君王善行l)L!AN Zhongclicng.I AN(i lluanhuan.LlJiujun,WAN(.i Shaiixing1中国矿业大学2江苏建筑节能与建造技术协同创新中心摘耍y f对阿尔卡迪亚小区和紫金东郡d、IX空外风环境的实测和结果分析.研究「徐州崗以建筑帘外i<i环境卩-j 题.I P任分析高IJfl-:K£E筑m划设iI-对來外风环境的彤响乍后,总结榊关优化设计策略通过中国气象数据网获取实测时II1J段内室外风速平均值和I-:导风向.利用饮件模拟牢外凤环境并评价结果通过对•比软件模拟结果与实测结果,得出实测桔果'j软件慎拟结果IL仃关联性;在桐同的室外风环境条件F.所得各测小风速丿"'规律也伍吻育高口住区;”室外风环境;CFD软件權拟AbstractThis paper studies the outdoor wind environment of Xuzhou high-rise buildings,and measures and analyzes the outdoor wind en\ironment of the Arcadia eoniniunity and Zijindong County community.After the impact of the architectural planning design lhe outdoor wind enxironmeni. the relevant optimization design strategies were summarized.Through lhe China Meteorological Data Network,the average outdoor wind speed and the dominant wind direction during lhe measured lime period were obtained,and the ouldoor wind environnicnl was siniulated using lhe phocnics software and the results were evaluated.By comparing lhe software simulation results with lhe measured results,lhe following conclusions are drawn:the measured results are related to lhe so I t w are simulation results.Under the same outdoor wind em ironment conditions, lhe wind speed regularity of each measured point is basically consistent. Keywordshigh-rise resideniial conimunily;outdoor wind environment;CFI) software simulation屮图分类号:TQU9.+.21文献标识码:A在现有研究中,多数学者根据风在高层建筑周围绕流情况,对高层建筑易引发的建筑下行风、大面积风影区、街道峡谷风等风环境问题进行过研究,也从高层建筑单体、建筑群布局、景观绿化等方面提出了改善高层建筑室外风环境的设计策略Quan Yong、李传承等人采用问卷调查和CFD模拟相结合的方法,研究了夏热冬冷地区板式高层建筑冬季室外防风策略⑴刃;Zhang、王辉、马剑、Blocken等人对高层建筑室外风环境进行了定量研究,分析了室外风环境的特征及成因,并提出相应改善措施®引。
室外风环境分析在校园环境的尺度上,合理的单体设计和群体布局可以形成良好的室外风环境。
在建筑设计中,需要考虑建筑设计方案对室外风环境的影响。
本节利用CFD软件,对江南大学数媒学院楼和商学院楼建筑方案的室外风环境进行数值模拟,并对其他几种布局方案进行比对分析。
4.1 室外风环境评价标准研究结果表明,建筑物周围人行区1.5m高处风速宜低于5m/s,以保证人们在室外的正常活动,但通风不畅也会严重的阻碍空气的流动,在某些区域形成无风区和涡旋区,不利于室外散热和污染物消散,因此应尽量避免风速过大或形成静风区。
此外,室外风环境是室外环境舒适度的重要影响因素,人的舒适感与风速之间的关系如表4-1所示。
现阶段主要关注由数媒学院和商学院围合庭院室外人活动区域的风速和流场,以及不同楼层高度临外墙面的夏季风速分布,以利于夏季利用自然通风降温。
根据建筑设计方案可分为三部分:(1)室外地面人行区高度(标高1.5m)的风速分布;(2)标高7m(可能的连廊及群楼影响)南墙临界面的风速分布。
(3)标高12m的南墙临界面的风速分布4.2 模型及计算边界条件基于不同的规划布局,建立室外风场计算模型,建模时尽量遵循建筑实体形状,并做适当简化。
两栋学院楼所处的校园东面有较好的夏季通风条件。
夏季主导风向为东南风,冬季主导风向为东北风。
由于原来方案在东面有裙房的布局使其风口收窄,另外数媒学院高度为8层,可能会阻挡夏季东南风。
模拟分析旨在验证是否这两个因素会导致夏季通风不畅。
另外也进行了其他可能布局的模拟分析,比对其优劣。
根据相关气象资料,计算时将近地层(10m 高度内)来流风速设置如下:夏季—东南偏东向(25度),平均风速2.1m/s;4.3 模拟结果分析、图1、原方案夏季室外1.5m高风速色阶图(风速范围1 m/s—3m/s)图2、原方案夏季室外7.0m高风速色阶图(风速范围1 m/s—3m/s)图3、原方案夏季室外12.0m高风速色阶图(风速范围1 m/s—3m/s)由图可知,原来方案在东面的裙房对于夏季地面风环境有一定影响,但留出的风口使大部分地面环境风速保持在1.5m/s,只是在裙房和主楼的转角处有风影区,通风受到一定阻碍。
室外环境总结1.室外环境的特点:室外环境空间含义a是泛指由实体构件围合的室内空间之外的一切活动领地,如庭院,街道,广场等。
b.随着建筑空间观念的日益深化,科技的不断发展,室内室外空间的界限越来越模糊,出现了许多室内室外相互渗透的不定性空间,如中庭,露台。
屋顶花园。
c.从构成的角度来说:室外环境空间是人与自然,人与社会直接接触并相互作用的空间,室外环境空间的幅员宽广,变化万千特点1.多样性室外环境由各种复杂元素所构成,元素有主有次相互作用2.多维性室外空间虽然也是人为限定的,但在界限上他是连续绵延,起伏转折的连贯性空间,比室内空间更具广延性和无限性的特点。
又如室外环境会有一年四季的变化,所以外部空间的多维性往往比室内丰富3.综合性环境艺术和其他的造型艺术一样,有着自身的组织结构,表现着一定的机理和质地,具有一定的形态,传达一定的感情,有自然和社会的属性,属于科学,哲学,艺术的综合2.室外环境的发展趋势1.回归自然现代城市充满了人造的硬质景观,这种人造环境疏远了人与自然的距离2.回归历史注重珍惜历史文化,然而现代的社会文化并非历史文化的重演,它必定在新的结合点上达到新的综合,上升和发展3.高情感的逸乐取向现代化生活中高效率,快节奏,竞争激烈,交通拥挤就需要用一种趣味性,娱乐性的环境来调节。
3.室外环境设计的层面1.形式层面即通过知己就可以体验到的环境所具有的体态,形状,质地等2.意象层面包容和涵盖的结构要素3.意义层面室外环境设计的意义是一种一藏在形象结构中的内在文化涵义,涵义深邃的环境设计可以使人产生深层次的情感沟通,永久的印记和经久不衰的艺术魅力4.城市街道具有什么功能交通性功能和生活性功能5.街道空间环境的设计要点是什么一空间尺度1.空间尺度与街道性质2.空间视觉的调整(超高建筑放在后排,沿街部位用低层或者多层建筑过度)二景观环境1.建筑高度错落有致2.建筑风格协调统一3.街道愉悦的环境6.商业步行街的几种形式1.全封闭式:只允许行人进入,禁止任何机动车通行(俄罗斯莫斯科阿尔巴特大街)2.运转式:1公里以上的商业步行街允许特定的公交车辆行驶(上海南京路步行街)3.半封闭式:在步行街上画出拱机动车行驶的路线,可以和步行道在一个平面上,但用两种材料铺设,以便区分区域,车行道不宜太宽,一辆大车通过即可。
一、室外风环境模拟分析
正文
要点
①由于建筑体量较大,因此,背风区较大,建筑背风处整体风速较低,约1-1.5m/s,
可通过增加建筑间隙或架空增加通风道,改善风环境。
②在地块周边无其他建筑的情况下,风速较大,建议结合景观设计绿化植物,以减缓
来流风速。
③室内门窗设计中,建议采用穿堂风或错位通风方式,避免采用侧穿堂方式。
④建议外窗采用平开窗或推拉窗,能够增加有效通风面积;如选用悬窗,建议可开启
角度应尽量大,可开启角度应大于45度,悬窗较平开窗或推拉窗的有效通风面积小,通风阻力大,因此,自然通风效果较平开窗、推拉窗差;
⑤迎背风面风压差是实现室内自然通风的先决条件,可在风压差较大的立面上设置外
窗,以实现较好的室内自然通风;但冬季应注意防风保暖,在迎背风面风压差较大的立面安装气密性好的门窗;
⑥从夏季和冬季1.5米处人行高度风速图可以看出,建筑外场人行高度没有发现较大
涡流风场,也没有出现风速大于5m/s的区域。
整个建筑流场区域没有出现大面积风景区,滞留区,风速大小适宜,对行人没有不利影响。
⑦从夏季和冬季1.5米处人行高度风压图可以看出,由于建筑遮挡,风压分布不均,
东侧风压较小,而西侧风压较大。
从15米和30米风压图可以看出,西侧建筑风压差较大,需做好冬季防风措施。
其余大多数建筑迎风面和背风面能够形成3-5pa左右的压力差,能够较好的满足建筑队自然通风的要求,适宜采用开窗进行自然通风。
⑧从夏季和冬季1.5米人行高度空气龄分布图可以看出,建筑周围人行区域的空气龄
大多在300~450区间,没有出现滞留区和涡旋区,空气质量良好,适宜自然通风和人户外运动。
⑨冬季建筑北墙的风压值较大,其余面较为均匀,所以应加强北外墙的构造设计,尤
其是提高门窗密闭性能,减小寒风渗透侵袭影响。
⑩夏季,建筑周围人行活动处绝大部分位置风速不超过5米/秒,满足《绿色建筑评价标准》中对室外风环境的要求。
但因建筑较多外廊和形体变化,在局部存在低风区和涡旋区,污染物不易扩散,在极端风环境下会形成风漩涡,影响人员活动。
⑪建筑上风向设置地面停车场,汽车排放的尾气会随风进入人员活动区域,因此空气质量受到影响。
⑫圆形主体部分迎背风面风压差约为5-10Pa,压力差较大,虽然主体部分进深较大,但部分楼层内部隔断较少,因此,该部分建筑仍有对自然通风的利用前提。
⑬扇形平台部分迎背风面风压差较小,仅1Pa左右,且内部多布置不同功能空间,格局进深较大,因此,自然通风基础较差。
Reference
1)春季工况下,主要活动区域室外风环境较好,较适宜人员活动;
2)由于建筑体量较大,因此,背风区较大,建筑背风处整体风速较低,约1-1.5m/s,可通过增加建筑间隙或架空增加通风道,改善风环境;
3)在地块周边无其他建筑的情况下,图书馆东北角局部风速较大,如图所示,建议在图书馆东北角结合景观设计绿化植物,以减缓来流风速。
1)秋季工况下,主要活动区域室外风环境较好,同样由于建筑自身遮挡,背风区风速较低,尤其是青少年宫与科技馆建广场处风速较低,如右图红圈所示;
2)在地块周边无其他建筑的情况下,图书馆东北角局部风速较大,如图所示,建议在图书馆东北角结合景观设计绿化植物,以减缓来流风速。
1)春季工况下,建筑迎背风面风压差约4-10Pa,具有较好的通风基础条件;
2)除迎风面压力最大处(红色区域)不宜开窗外,建筑四面均可设置开窗,并在建筑西北角-东南角两侧墙面上设置集中开窗。
1)秋季工况下,建筑迎背风面风压差大于5Pa,具有较好的通风基础条件;
2)除迎风面压力最大尖角处(红色区域)不宜开窗外,建筑四面均可设置开窗,并在西北角-东南角立面两侧集中设置开窗。
室内门窗设计中,建议采用穿堂风或错位通风方式,避免采用侧穿堂方式。
建议外窗采用平开窗或推拉窗,能够增加有效通风面积;如选用悬窗,建议可开启角度应尽量大,可开启角度应大于45度,悬窗较平开窗或推拉窗的有效通风面积小,通风阻力大,
因此,自然通风效果较平开窗、推拉窗差;
建筑南向风速流畅,背阴面风速较低,有利于夏季建筑外界面温度平衡。
建筑表面压力变化较为均匀,东南-西北向的压差约20Pa,有利于夏季建筑室内空气流通,形成自然通风的有利条件。
在冬季主导风的作用下,因北部轨道交通站台的遮挡作用,建筑周围人行范围内绝大部分位置风速不超过5米/秒,但建筑西侧风速较大,东北角风速最高,易通过乔木绿化等措施改善此区域的风环境。
冬季建筑北墙的风压值较大,其余面较为均匀,所以应加强北外墙的构造设计,尤其是提高门窗密闭性能,减小寒风渗透侵袭影响。
夏季,建筑周围人行活动处绝大部分位置风速不超过5米/秒,满足《绿色建筑评价标准》中对室外风环境的要求。
但因建筑较多外廊和形体变化,在局部存在低风区和涡旋区,污染物不易扩散,在极端风环境下会形成风漩涡,影响人员活动。
冬季,建筑周围人行活动处绝大部分位置风速不超过5米/秒,满足《绿色建筑评价标准》中对室外风环境的要求。
但在建筑西侧和北侧风速较大,应在场地设计中考虑设置乔木等阻隔措施,降低风速,改善风环境。
建筑体北外墙表面压力较大,应在设计中提高北墙外窗的密闭性能,防止冷风侵袭。
1)夏季时受东南风影响,科技馆周边局部风速较大,如红圈所示,而综合总平面绿化,建筑东面设有景观绿化,可以有效的缓解红圈处的局部风速放大;
2)黄色区域局部风速较小,低于1m/s,人员舒适度较差,也不利于污染物流通扩散。
建筑上风向设置地面停车场,汽车排放的尾气会随风进入人员活动区域,因此空气质量受到影响。
1)圆形主体部分迎背风面风压差约为5-10Pa,压力差较大,虽然主体部分进深较大,但部分楼层内部隔断较少,因此,该部分建筑仍有对自然通风的利用前提。
2)扇形平台部分迎背风面风压差较小,仅1Pa左右,且内部多布置不同功能空间,格局进深较大,因此,自然通风基础较差。
1)秋季工况下,来流风从扇形平台处掠过,由于平台高度较低,且为阶梯型,因此对圆形主体及主要活动区域
2)风环境影响较小,室外风环境良好,人行高度风速约2.5m/s。
3)同样受到秋季主导风来流风向上地面停车场的影响,汽车尾气对活动区域有一定影响。
4)建筑背风面风速较低,但下风向为另处地面停车场,因此无较大影响。
1)场地内大部分区域通风情况较好;红色区域局部风速较大,大于5m/s,不符合《绿色建筑评价标准》GB50378中“建筑物周围人行区域风速低于5m/s,不影响室外活动的舒适性和建筑通风”的要求;蓝色区域局部风速低,空气滞留,不利于污染物扩散及通风散热。
2)人行出入口1、2两侧设有景观绿化,建议种植枝叶茂盛、高大的植物种类,以降低来流风速。
迎背风面风压差是实现室内自然通风的先决条件,可在风压差较大的立面上设置外窗,以实现较好的室内自然通风;但冬季应注意防风保暖,在迎背风面风压差较大的立面安装气密性好的门窗;
裙房商业部分建筑表面具有一定的风压差,中庭部分迎背风面风压差在5pa以上,能够利用风压差进行自然通风,但由于进深较大,还需要进一步优化通风设计;
1)场地内大部分区域通风情况较好,适宜人员活动;
2)红色及黄色区域局部风速较大,大于5m/s,不符合《绿色建筑评价标准》GB50378的要求;
3)人行出入口1、2风速较大,且沿人行出入口2进入的道路风速较大,不适宜人员行走,建议结合景观绿化降低来流风速。
从夏季和冬季1.5米处人行高度风速图可以看出,建筑外场人行高度没有发现较大涡流风场,也没有出现风速大于5m/s的区域。
整个建筑流场区域没有出现大面积风景区,滞留区,风速大小适宜,对行人没有不利影响。
从夏季和冬季1.5米处人行高度风压图可以看出,由于建筑遮挡,风压分布不均,东侧风压较小,而西侧风压较大。
从15米和30米风压图可以看出,西侧建筑风压差较大,需做好冬季防风措施。
其余大多数建筑迎风面和背风面能够形成3-5pa左右的压力差,能够较好的满足建筑队自然通风的要求,适宜采用开窗进行自然通风。
从夏季和冬季1.5米人行高度空气龄分布图可以看出,建筑周围人行区域的空气龄大多在300~450区间,没有出现滞留区和涡旋区,空气质量良好,适宜自然通风和人户外运动。