Stream软件在绿色建筑室外风环境与室内自然通风模拟与分析 ppt课件

工厂排气分析
CFD在建筑工程中的应用
- CFD绿色建筑设计应用的展望 -
今后的重要课题
环境对人体影响的分析中必须考虑
– 人体对环境的反作用 • 年龄，性别，胖瘦，衣着等等
– 仿真结果参数和环境中人的感觉的直接关系 • 评价指标
环境中噪声的影响
– 可做声压计算，求出噪声的强度，频率 • 有一些论文可供参考 • 计算量较大，需要较好计算设备
二 CFD在建筑物内部空气质量分析中的应用
1. 室内通风效率的分析 通风方式决定的空气分布不仅要有利于热舒适、节 约能源而且要能够驱除室内的污染物，有效的通风 方式应该能够同时达到这三点;
2. 室内污染物分布模拟 室内空气净化
3. 污染源排放扩散分析 施工现场污染物扩散 工厂企业污染物排放
• 各企业的标准？
– 和结果处理进行连接 – 后处理中处理
• 以下对我们的努力做一些说明
MRT (PMV, SET*)的空间分布
・VFRT_SPC 输出平均辐射温度的空间分布
PMV (Predicted Mean Vote)：室内环境舒适度指标
环境因素： 温度 (℃) 气流(m/s) 平均辐射温度（ＭＲＴ） 相对湿度(%)
室内通风模拟
室内外结合
室内空调分析 太阳辐射分析（室内外同时考虑）
地下停车场通风分析
寻找最优位置、风量
达到
室内温度分布最佳 室内污染物分布最佳 通风效率最高
实验室内空气流动和温度分析
双层玻璃幕墙
冬天
Elements： 308× 135× 249＝10,353,420
夏天
玻璃幕墙内部流动 房间内部温度分布
空调间的影响 风环境间的影响，二次风分布（涡流过快、涡流死区） 热岛问题，可考虑太阳辐射 建筑物的放热，保温效果
城市温度每上升一度，居民的用电量便会上升10%，工业和商 业用电会上升3%左右，由此可见，充分考虑建筑周围的风环境以及 热环境，对建筑节能具有重要意义。
风力载荷（流固耦合）
比较精确的估计建筑物变形和强度
距离地表1.5米处（Z=1.5m）压力分布图
距离地表1.5米处（Z=1.5m）温度分布图，可以看到空气受到建筑表面高温的影响
距离地表1.5米处（Z=1.5m）速度矢量图
建筑群迎风面压力分布图
距离地表1.5米处（Z=1.5m）压力分布图
某宾馆改建后效果预测
距离地表1.5米处（Z=1.5m）速度矢量图
洪水，台风的损害预测
复杂地形分析模拟
距离地表1.5米处速度矢量图，可以看到地形的影响
建筑表面迎风面压力分布图，地面的压力分布图
距离地表1.5米处压力分布图
模型图，特点是有建筑（黄色），河流（蓝色），草地（绿色），道路（灰色）
考虑了太阳辐射（下午2点）的建筑、河流、道路表面温度图
距离地表1.5米处（Z=1.5m）速度矢量图，可以看到草地有降速的功能
理模型对体温进行预测
性別、年齢、身体差异可能影响体 温
対流熱輸送
代謝
体温调节功能 血管运动（扩张、收缩） 出汗 颤抖产热 AVA血管反应
床及椅子的接触热传导
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有关舒适性评价指标
目前状况
– 计算可能得到温度，压力，湿度等结果 – 如何评价结果，还没有统一标准
计算流体力学结果和人体感觉的关系
– 有一些标准
4. 利用CFD技术进行优化设计
三 CFD在室内热环境分析中的应用
1. 暖通空调系统效能分析。 ➢ 风量不足 ➢ 功率问题 ➢ 气流组织不好
2、太阳辐射对室内热环境的影响 ✓ 不同时刻 ✓ 不同地点
3. 壁面结构的对室内热环境的影响 双层幕墙 墙壁绿化的影响
当室内未达到希望的温湿度时，由于对热状况的不满，人们会对 室内空气品质产生抱怨。利用CFD技术可以对室内的热环境舒适 度进行预测、分析、改进，尤其可以对空调系统节能提供改进建 方案
CFD优点 相对于实验研究，具有成本低、速度快、周期短、
效率高，可以模拟真实及理想条件，后处理技术较完善 ，便于分析计算结果等
CFD目的 对设计结果，效能进行预测，提出改进方案，寻找
最优设计。 可以大胆尝试自己的新思路。
1.CFD在室内热环境分析中的应用
主要应用
CFD在建筑物外部风环境计算中的应用 CFD在室内热环境分析中的应用 ……
体育中心模型和网格
体育中心
建筑表面压力分布图
建筑表面压力分布图
植树绿化带对风场的影响 （对风速的减速效果）
1.5m高度温度场（绿化 带对温度场影响）
建筑群风场模拟
建筑群太阳辐射分析（稳态）
防波堤效果分析
水坝截流分析
城区风场模拟
小区热岛模拟
城市洪水模拟
CFD在建筑工程中的应用
- 室内自然通风模拟与分析 -ຫໍສະໝຸດ Warm+3
Hot
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在中国通讯事业中的运用
- 世博园区典型节能基站和IDC机房改造应用 -
世博园区信息通讯馆内有相关介绍
世博园区典型节能基站之一
世博园区几个典型节能基站的应用
自然通风间接换热系统典型工况基站CFD模拟-温度场
人体因素 衣服穿着情况(clo) 代谢率(met)
例题
注意) 红色： STREAM计算出来的空间分布 黑色： 具体的输入.
Airconditioner
Wall Window
Floor
PMV： -3
Cold
-2 -1
0
+1 +2
Cool Slightly Neutral Slightly Warm
Cool
传统方法： 风洞试验等：代价大，周期长，结果不全面。
无法满足应用，需要新的突破
CFD方法
基于计算机技术的一种数值计算工具，用于求解流 体的流动和传热问题。它是流体力学的一个分支，用于 求解一定几何形状空间内的流体动量、热量和质量方程 以及相关的其他方程，并通过计算机模拟获得某种流体 在特定条件下的有关数据。
– 提供声源和专用声学软件的接口，计算声场 • 计算量更大，需要较好计算设备
定点空调
– 通过自动控制，较大空间中，自动调节人员活动范围内内温度
人体热调节模型JOS JOS: Joint System Thermoregulation-Model的缩写
人体对环境的热影响
輻射
蒸発（潜熱）
包含体温调节功能的物
Stream软件在绿色建筑室外风环境 与室内自然通风模拟与分析
2012年11月21日
目录
Stream软件
– 在绿色建筑室外风环境的模拟与分析 – 在绿色建筑室内自然通风模拟与分析 – 在绿色建筑设计应用的展望
CFD在建筑工程中的应用
随着人们生活水平的提高，对建筑室内外环境提出了 更高的要求，设计师们迫切需要一种实用的技术，在建筑 规划设计阶段，就能够对所提方案的室内外环境效果做出 判断，以更好地改进设计，满足人们的要求。
CFD在建筑工程中的应用
- 室外风环境的模拟与分析 -
一 CFD在建筑物外部风环境计算中的应用
利用CFD技术对建筑物尤其是建筑物群的外部风 环境进行评估计算，为城市规划、小区规划提供参考 ，也可以利用流固耦合计算建筑物所受风载荷应力， 为建筑物的结构强度提供评估结果。
新，旧建筑物相互之间的风，热环境影响