居住建筑排列方式的自然通风效果模拟分析
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建筑知识:建筑工程中的通风设计建筑工程中的通风设计随着城市化进程的不断推进,人们生活、工作的环境也越来越重要。
通风设计是我们建筑工程中不可忽视的一环,良好的通风设计可以为住户提供舒适的居住和工作环境。
本文将从以下几方面介绍建筑工程中的通风设计。
一、通风设计的意义在建筑设计中,通风设计是其中最为重要的一环。
通风设计的主要目的是为了调节室内空气的湿度、温度、氧气和污染物的含量。
如果房间内不处于一个正常的通风状态,建筑物内部就容易产生不良气味、潮湿、有害气体和病菌等。
长期处在这样的环境下,住户的身体健康也会受到影响。
此外,通风设计还可有效预防室内氧气含量不足导致的吸入性损伤和有害气体的辐射影响。
因此,通风设计在建筑工程设计中的重要性是不言而喻的。
二、通风方式的选择在建筑工程的设计中,可以根据建筑结构和设计要求,同时考虑到外部环境、使用功能和使用场所的差异来选择不同的通风方式。
1、自然通风自然通风是目前广泛应用的通风方式之一。
此方式利用窗户、门、隔板和风口等为住户提供室内外空气交换。
设计者可以设置不同尺寸和位置的窗户,在保证舒适性的前提下达到最佳的通风效果。
同时,在夏季,通过装置遮阳板、通风屋檐等设施,可以提高通风效果。
自然通风方式优点明显,比如气流清新、成本低廉、不受电力限制等。
此外,自然通风方式还有助于减少二氧化碳等有害气体的积聚,达到环保、节能的目的。
2、机械通风机械通风以通风设备为主要依托,通过设备的贩换作用达到提高室内空气质量的目的。
在选定机械通风设备时,设计者需要考虑建筑物需求和通风机械的性能。
机械通风装置有利于有效控制室内温度、湿度和空气干净度等因素。
在气候恶劣的时候,采用机械通风也能有效地避免污染物积聚,提高住户的居住和工作环境。
三、通风设计的关键点为了达到较好的通风效果,设计者需要掌握一些关键点。
1、设计合理的通风量在建筑设计的过程中,通风量的大小是一个极为敏感的问题,太小就会导致室内空气污染,太大就会浪费太多建筑能源,增加建筑物的制冷、制热负荷和造价。
AJ ACDEMIC ARTICAL ISSUE由于数值模拟相当于在计算机上做实验,相比模型实验方法具有周期较短,成本低等特征,并可以用较为形象和直观的方式将结果展示出来(图4)。
本文采用数值分析的方法对小区内的空气流动情况作出初步的数值模拟,以对该建筑小区内的风环境作出分析和评价。
流体流动的数值模拟即在计算机上离散求解空气流动遵循的流体动力学方程组,并将结果用计算机图形学技术形象直观地表示出来,这样的数值模拟技术就是所谓的计算流体动力学(CFD:Com-putational Fluid Dynamics)技术[4](图5)。
该技术从1974年以后大量应用于制造业领域。
但近年来研究者将CFD技术应用于建筑环境的模拟研究工作,到目前为止虽然还没有得到深入和普及的应用,但已经取得了很大的发展。
本文采用CFD软件(Air-pak)进行CFD技术分析,该软件主要采用多种求解方法和多重网格加速收敛技术,因而能达到最佳的收敛速度和求解精度[5]。
Fluent Air-pak是面向工程师、建筑师和设计师等专业领域工程师的专业人工环境系统分析软件,特别是HVAC2 建造中的同济设计中心A楼3 风洞模拟实验4 计算机模拟5 数值计算技术领域。
它可以精确地模拟所研究对象内的空气流动、传热和污染等物理现象,并且可以准确地模拟通风系统的空气流动、空气品质、传热、污染和舒适度等问题,并依照ISO 7730标准提供舒适度、PMV、PPD等衡量室内空气质量(IAQ)的技术指标。
2 模拟分析2.1 外部环境上海地理位置为:东经121°4’,北纬31°2’(图6),平均海拔高度7m,时区:东8区,同济新村位于上海市杨浦区,通过Ecotect软件气象数据查询,我们可以得到上海地区的全年气象数据(图7、8)。
图7中从上往下的第1条线为全年最高温度分布曲线、第2条线为全年平均温度分布曲线、第3条线为全年最低温度分布曲线、第4条线为全年每日早上9时的相对湿度分布曲线、第5条线为全年每日下午3时的相对湿度分布曲线。
新风方式对住宅建筑室内环境的影响摘要:在住宅建筑中,采用CFD模拟和实验研究的方法分析了三种新风方式(自然通风,混合通风和采用全热交换器的机械通风)对室内污染物扩散、热环境和热舒适性的影响。
在考虑新风量、新风负荷和室外空气参数等因素的情况下对三种的新风方式的特性进行了比较,并且在运行工况下对比研究了在不同新风量和控制方式时的通风效率。
结果表明,新风量是污染物稀释的关键因素,热回收功能对通风系统的节能性是至关重要的。
关键词:新风方式,混合通风,节能,CFD模拟,实验Impact of fresh air mode on indoor environment in residential buildingAbstract:To the residential building, the impacts that three different fresh air modes have on the indoor pollutant diffusion, thermal environment and thermal comfort were analyzed by the method of CFD (Computational Fluid Dynamics) simulation and experiment. The three different fresh air modes are natural ventilation, hybrid ventilation and mechanical ventilation with total heat exchanger. Performance of the three different fresh air modes were compared while considering the factors like fresh air volume, load and outdoor air parameters etc. In addition, the ventilation performance under different fresh air volume and control modes was contrastively studied under running condition. The result shows that, fresh air volume is the key factor in diluting the pollutant and heat recovery is vital for energy efficiency.Key words: Fresh air mode, Hybrid ventilation, Energy efficiency, CFD simulation, Experiment1引言通风系统可以为室内提供新鲜空气,稀释污染物,从而使室内居住环境变得健康,舒适。