国家体育场项目自然通风效果模拟分析
自然通风体育馆实测分析与研究--以广东药科大学体育馆为例
工程技术研究2021年第6期26过去，体育场馆主要用于进行体育训练及举行赛事，随着体育产业的发展，慢慢地体育场馆开始变成多功能复合化的综合体，兼具竞技、观演、展览的功能。
有研究表明，在冬季和夏季，可控的自然通风建筑物有很高的舒适度和很好的空气质量。
有学者将纯自然通风的大厅与全机械系统和混合动力系统通风的大厅进行了模拟比较，结果显示受控自然通风比热回收系统具有更好的性能[1]。
可以说，自然通风对于调节室内微气候是一种十分常见且有效的被动技术，对于体育建筑这种大空间建筑的节能是十分有利的[2-6]。
未来的体育建筑的设计需要应对不断变化的气候条件和灵活多变的使用需求，因而良好的自然通风控制以及各种调节室内风热环境的主动手段协同就非常重要。
同时，自然通风有利于室内废气的排出和新风的引入，能够给场馆带来足够的新鲜空气，改善室内的空气品质，同时良好的通风环境还能够改善室内热环境，提高人群的热可接受度。
文章选择了广东药科大学体育馆作为实测室内风热环境的对象，研究体育建筑的实际自然通风效果。
1 实测对象概况广东药科大学（大学城校区）体育馆位于广州中心城区东南的小谷围岛广东药科大学大学城校区教学区内。
该体育馆分为1个主馆和1个训练馆，此次实测对象为主馆，主馆南北长约92m、东西长约72m。
主体育馆整体形态呈北高南低状，屋面为桁架结构支撑的单坡屋面，南北均有屋檐出挑。
体育馆个立面采用了竖向长条形的窗户设计，屋面采用阶梯形横向天窗。
室内最低处约11m、最高处约20m。
主馆为篮球馆，并划分有羽毛球场地，可满足正式的篮球、羽毛球比赛及日常训练使用。
全馆配有4968座，属于中型体育馆，曾作为2010年广州亚运会的排球馆。
广药体育馆采用自然通风结合机械通风的机制，在实测期间完全采用自然通风模式来调节室内微气候。
广药体育馆外观周艳琼1，李 晋1，唐松林21.华南理工大学，广东 广州 5106412.空军广州工程设计室，广东 广州 510052摘 要：近年来，体育场馆的发展趋向于多功能复合化，赛后运营时，采用主动技术来维持室内风热环境的舒适性，一方面会带来巨大的能源浪费，另一方面密闭的场馆也会聚集CO 2等有害气体，危害人的健康。
自然通风对体育馆运动环境影响分析
自然通风对体育馆运动环境的影响分析[摘要]体育馆运动空间环境的生态化研究是一项重要而迫切的任务。
本文探讨了体育馆室内运动环境的问题。
提出自然通风是改善体育馆室内热环境和空气环境的有效方法,同时分析了自然通风的主要形成机理及应用设计方法。
[关键词]体育馆;运动环境;自然通风1 引言体育运动空间环境经历了从自然环境到建筑环境的转变,体育建筑包括体育馆和室外体育场,无论是体育馆还是体育场,其中运动空间环境都受到一定程度的建筑形式的影响。
体育馆的体育运动环境是建筑围护结构围合而成的室内空间环境,需要长时期满足人类健康地从事体育运动、体育竞赛及其它社会和经济活动的需要,并且最大限度促进运动员身体机能和体育竞技水平的发挥。
它一方面容易进行人工控制,另一方面也容易出现环境质量问题。
现有的室内体育运动空间环境,由于受到历史条件的限制等原因,在设计、建造以及使用过程中缺乏科学的指导,普遍而言,物理环境质量较差,极易对使用者的身体健康、竞技运动水平带来明显的不利影响。
室内运动空间的生态环境指标众多,归纳起来主要包括:热环境指标、空气环境指标、声环境及光环境指标。
本文将主要针对热环境指标和空气环境指标,分析在体育馆的高大建筑空间中,自然通风对环境的作用及主要控制设计方法。
2 体育馆运动空间的热环境指标热环境指标是影响人体对环境的感受的最主要的环境因子之一。
热感觉的环境影响参数主要包括:空气的温度、空气相对湿度、平均辐射温度和气流速度。
在体育馆中,观众和运动员的活动量差别较大,一般情况观众都为静坐情况,而运动员的活动量则因不同的体育项目而不同,大多数情况下,都具有较大的活动量,新陈代谢率较高,静坐和体操训练的成年男子的人体新陈代谢率分别为58w/m2和175～235w/m2,因此运动员和观众相比,人体产热量较大,对热环境的参数要求也相差很大。
对处于相对静止的观众来说,中和的温度、湿度和气流速度是适宜的。
而对处于大运动量的运动员,当其运动时,其自身的情绪和运动量均会导致其产热量的增加。
国家体育场自然通风效果模拟分析全文
国家体育场自然通风效果模拟分析全文国家体育场自然通风效果模拟分析摘要国家体育场是北京2008年奥运会的主会场，其比赛区和观众席采用自然通风方式。
本文针对国家体育场建筑结构的特点，运用计算流体力学（CFD）模拟的手段，对其在典型夏季条件下的比赛区和观众区的自然通风效果进行模拟分析；并采用热安全性和热舒适性两种指标对国家体育场自然通风的效果进行了分析和评价。
结果表明，在典型夏季条件下，国家体育场的比赛区和观众区的温度和速度可以为人员接受；从热安全角度出发，自然通风可以保证人员是安全的；从热舒适角度出发，比赛区和观众区稍嫌热，但可以接受。
关键词国家体育场自然通风数值模拟1．引言国家体育场坐落在北京奥林匹克公园中心区南部，俗称“鸟巢”，是北京2008年奥运会的主会场，将承担开幕式、闭幕式和田径、足球决赛等活动和赛事。
国家体育场占地20.4万平方米，建筑面积25.8万平方米，长333m，宽298m，高69m。
其中地下3层，地上7层。
国家体育场观众席的通风设计采用自然通风方式，体现了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的宗旨。
除3、4层以外的区域，包括观众席等处都充分利用场地的出入通道作为自然通风的进风口。
由于国家体育场采用的是自然通风，因而在保证热安全的情况下，体育场的正常使用和观众区的热舒适是最需关注的问题。
本文的目标是，针对国家体育场建筑结构的特点，运用计算流体力学（CFD）模拟的手段，对其在典型夏季条件下的比赛区和观众区的自然通风效果（气流速度和温度）进行模拟分析，得到各处的温度、速度等相关的数值模拟结果；并对以上计算结果采用热安全性和热舒适性两种指标对国家体育场自然通风的效果进行分析和评价。
在本次分析中，采用的商用CFD计算程序是PHOENICS。
2．物理模型及计算首先对国家体育场进行了物理建模。
设定计算区域为440m×360m×90m的方型区域，将体育场置于计算区域中心。
为了模拟自然通风下体育场内部的气流组织，将计算区域的各个面均设为相对压力为0Pa的边界，通过体育场内的人员和灯光发热与外部产生热压，从而形成空气流动。
2自然通风模拟分析报告
自然通风模拟分析报告委托方：XXXXX绿色咨询：XXXXXX日期：2013-121.概述1.1 自然通风自然通风可以提高居住者的舒适感、有助于健康。
在室外气象条件良好的条件下，加强自然通风还有助于缩短空调设备的运行时间，降低空调能耗，绿色建筑应特别强调自然通风。
建筑能否获取足够的自然通风与通风开口面积的大小密切相关，《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2006规定居住空间通风开口面积与地板面积比，一般情况下，当通风开口面积与地板面积之比不小于5%时，房间可以获得比较好的自然通风。
由于气候和生活习惯的不同，南方更注重房间的自然通风，因此规定在夏热冬暖和夏热冬冷地区，通风开口面积与地板面积之比不小于8%。
1.2 气候状况秦皇岛市的气候类型属于暖温带，地处半湿润区，属于温带大陆性季风气候。
因受海洋影响较大，气候比较温和，春季少雨干燥，夏季温热无酷暑，秋季凉爽多晴天，冬季漫长无严寒。
辖区内地势多变，但气候影响不大。
1月平均气温-5℃，最低气温-20.8℃，7月平均气温25.6℃，最高气温36.7℃，平均每年只有8～9天高于30℃，比基本同纬度的北京低2℃左右。
降水量约700毫米，70%集中在夏季。
2013年最低气温-18℃，最高气温35℃。
夏季盛行西南风（SE），冬季盛行东北偏东风（ENE），而过渡季盛行西南偏西风（WSW）。
根据《中国建筑热环境分析专用气象数据集》，秦皇岛市夏季、冬季和过渡季风向及风速特征如表1所示。
表1 秦皇岛市不同季节风气候特征2.项目概况3.参考标准《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2006中5.5.7条规定：建筑设计和构造设计有促进自然通风的措施。
（一般项）4.模拟过程4.1分析软件模拟计算采用的Airpak软件，是ANSYS公司FLUENT系列软件中，面向建筑通风专业系统分析软件。
Airpak是目前国际上比较流行的商用CFD软件，采用FLUENT的求解器，它可以精确地模拟所研究对象的空气流动、传热和污染等物理现象，它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。
体育馆模拟风洞报告
防城港市职业教育中心体育馆风压分布数值模拟及风载作用下结构承载力研究报告广西大学2011年6月9日1、工程概况防城港市职业教育中心体育馆位于广西防城港市，防东大道以南，英才路以西，西苑路以北，学海路以东，工程主体结构采用管桁架的结构形式，其中纵向主拱为空间组合桁架，横向桁架为平面桁架，拱架附近的悬挑结构采用管桁网架。
因本体育馆复杂屋盖结构地处西南沿海地带，气候及风环境复杂，需对该结构周围的风场环境及实际风压值进行仿真模拟研究，精确确定本结构的风荷载取值，为结构承载能力计算提供依据，为简化分析，计算过程中仅考虑钢结构主体部分及管网结构部分。
主体结构示意图如图1所示。
图1 体育馆结构示意图本报告分为两部分内容，第一部分为体育馆结构屋盖风荷载三维数值模拟研究，根据体育场周围的风环境进行流体力学计算，将屋盖结构作为整个流场计算的边界条件，计算设计基本风荷载作用下的屋盖结构风压强值，并按照基本设计风荷载，将其转化为风压系数，便于有限元结构计算时进行风载计算；第二部分内容为对本体育馆在恒载作用、活载作用及风载作用下的主体结构的承载力及强度计算，分析其在最不利风载作用下的应力及变形，为本结构的设计计算作为有效的补充和参考。
2、复杂三维体育馆建筑物风压分布数值模拟2.1、复杂三维建筑物周围风场的数值建模现行的《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）只给出了较为规则建筑物的风压体型系数，对于体型复杂的建筑物《建筑结构荷载规范》规定，应进行风洞试验或者数值模拟风确定其风荷载作用。
建筑物周围风场的数值模拟是将建筑物置于流动的风场中，以流动风的质量守恒、动量守恒方程、湍流输运方程作为控制方程，采用离散化的数值方法获得风场中离散风压的解，可确定出风场内建筑物表面的风压力值，同时可以得到流场中其他相关的物理量状态值。
本报告以FLUENT软件为平台，以防城港市职业教育中心体育馆为工程背景，对建筑物周围风流场数值模拟过程，包括：几何建模、计算流域的确定、网格划分、边界条件的选取、参考压力位置的确定、湍流模型的选择、求解参数的设置进行分析。
体育馆环境因素识别评价
体育馆环境因素识别评价体育馆是进行体育活动和比赛的场所，其环境因素对运动员和观众的体验和安全有着重要的影响。
因此，对体育馆环境因素进行识别和评价，是保障体育活动的顺利进行和提升运动员表现的重要工作。
首先，对于体育馆的空气质量进行评价是十分必要的。
体育馆内通常会有大量的人员密集活动，例如观众的呼吸和运动员的大量排汗，这些都会对空气质量产生影响。
如果体育馆内通风不畅，空气流通不良，就会导致空气中二氧化碳和湿气的积聚，引发人员不适或者身体不适应。
因此，对体育馆的通风状况、空气流通情况进行评价，以保证体育馆内的空气质量处于合理范围之内，尽量减少运动员和观众的不适和身体不适应的情况。
其次，体育馆的照明也是重要的环境因素。
良好的照明环境可以提供足够的光线，保证比赛的正常进行和观众的观赛体验。
评价体育馆的照明情况，包括照明亮度、照明均匀性和照明色温等方面。
较高的照明亮度可以提升运动员的注意力和反应速度，同时也方便观众观看比赛。
而照明均匀性是指整个体育馆内各个角落的照明情况是否均匀，避免出现明暗不均的情况。
另外，照明色温也需要视情况进行评价，不同比赛项目可能需要不同色温的照明，以提供最佳的视觉感受。
此外，还应评价体育馆的噪音情况。
体育馆内人声和器械运行的噪音都会产生不同程度的影响。
对于运动员而言，较高的噪音会分散注意力，影响集中力和反应速度。
对于观众而言，较高的噪音会降低观赛的舒适度和体验感。
评价体育馆的噪音情况，包括环境噪音水平、声音穿透性和声音分布等方面。
减少噪音污染、提升体育馆内的静音效果，对于保证运动员的专注力和观众的舒适度都是非常重要的。
最后，还应对体育馆的温度和湿度进行评价。
体育馆内的温度和湿度对于运动员的表现和观众的舒适度都有着明显的影响。
过高或过低的温度都会导致不适感，影响运动员的身体状态和表现。
而较高的湿度可能引发人员体感潮湿、不适，同时也容易导致汗液蒸发不畅，增加运动员的水分损失。
评价体育馆的温湿度情况，需结合不同比赛项目的特点和环境要求，保持体育馆内的温湿度处于适宜范围内，以提供最佳的体验和运动员的表现。
鸟巢的暖通空调冷热源风系统水系统防排烟系统的设计
今日咱们来介绍介绍国家体育场的暖通空调设计原则及空调冷热源、风系统、水系统、防排烟系统的设计。
不知咱们论坛里有谁亲自参加过这个项目没有:lol1、建筑概况国家体育场(北向剖面示意图见图1)为2008年第29届奥林匹克运动会的主体育场,地下3层,地上7层。
地下层除了停车场之外,还有媒体用房、赛事管理用房、运动员及随队官员用房、体育场运营管理用房、餐饮用房等,赛后还将增加大面积的附属商业区域。
地上1,2,5,6层除了核心筒四周的附属商业用房及2层的贵宾休息厅以及5,6层的赛后宾馆用房外,都是大面积的开敞集散大厅。
地上3,4层为封闭空间,四周由玻璃幕墙和外界隔开,3层为餐厅,4层为包厢(赛后部分包厢将改为宾馆客房)。
空调区域绝大部分集中在地下层及地上3,4层,2层贵宾休息厅,以及分散在各个楼层的核心筒四周的附属商业用房。
2、设计原则1)以“绿色奥运、科技奥运”为主导设计思想,依据国际业余田径协会联合会、国际足球联合会的规定,满足运动员对竞赛和训练的要求,满足奥运会开/闭幕式的要求。
2)为运动员、观众和工作人员供应舒适的室内空气环境,为各种工艺技术用房供应能保证其正常工作所需的室内空气环境。
3)暖通空调系统的设计既要满足奥运会期间的运用要求,又要兼顾奥运会后的商业运营要求,为商业运营创建(预留)较为志向的条件。
4)为充分体现“绿色奥运”的设计理念,在能源利用,建筑热工、室内环境设计等方面接受合理的新技术、新设备,为可持续发展供应条件。
3、冷热源的选择和设计3.1供暖、空调热源该工程供暖、空调一次热源接受城市热力管网供应的高温热水,在建筑0层东、西两侧各设置1个换热间,在每个换热间内分别设置供暖换热系统及空调换热系统。
供暖系统设计总热负荷为1350kW,每个换热间设置2台换热器;空调系统设计总热负荷为18866kW,每个换热间设置3台换热器。
供暖空调一次热源热水供、回水温度按120℃/70℃设计,供暖系统热水供、回水温度为80℃/60℃,空调系统热水供、回水温度为60℃/50℃。
综合性体育馆自然通风利用综述
综合性体育馆自然通风利用综述赵福云 申广 刘科君 徐颖 寇广孝 王汉青湖南工业大学土木工程学院摘 要： 讨论综合性体育馆自然通风利用。
首先， 对综合性体育馆自然通风的利用情况进行了深入分析和归纳， 并 探究自然通风的优缺点； 然后， 统计过去自然通风潜力及体育场地主要指标的变化发展， 最后， 总结综合性体育馆 自然通风利用， 并提出未来研究方向。
关键词： 综合性体育馆 自然通风 节能Summarization of Natural VentilationUtilization in Comprehensive GymnasiumZHAO Fuyun ,SHEN Guang ,LIU Kejun,XU Ying,KOU Guangxiao,WANG HanqingSchool of Civil Engineering,Hunan University of TechnologyAbstract:The comprehensive stadium use of natural ventilation was discussed.First of all,the use of natural ventilation for comprehensive gymnasium has carried on the thorough analysis and induction,and the advantages and disadvantages of natural ventilation was explored;Then,the natural ventilation potential and the development of sports ground indicators was studied;Finally,the natural ventilation by using comprehensive gymnasium was summarized,and the future research direction was put forward.Keywords: Comprehensive gymnasium,natural ventilation,energy saving收稿日期：2017726 作者简介： 赵福云 （1977~）， 男， 博士， 教授； 株洲市天元区泰山路 88号 （412000）； Email:1065093523@ 基金项目： 国家自然科学基金资助项目 （No.51208192）； 湖南省杰出青年基金（14JJ1002） 0 引言随着体育事业的发展， 体育馆的高速建造， 体育 场馆的能耗问题也越来越引起了人们的重视。
自然通风对体育馆运动环境的影响分析
自然通风对体育馆运动环境的影响分析作者：孔朝晖来源：《读写算》2010年第15期[摘要]体育馆运动空间环境的生态化研究是一项重要而迫切的任务。
本文探讨了体育馆室内运动环境的问题。
提出自然通风是改善体育馆室内热环境和空气环境的有效方法,同时分析了自然通风的主要形成机理及应用设计方法。
[关键词]体育馆;运动环境;自然通风1引言体育运动空间环境经历了从自然环境到建筑环境的转变,体育建筑包括体育馆和室外体育场,无论是体育馆还是体育场,其中运动空间环境都受到一定程度的建筑形式的影响。
体育馆的体育运动环境是建筑围护结构围合而成的室内空间环境,需要长时期满足人类健康地从事体育运动、体育竞赛及其它社会和经济活动的需要,并且最大限度促进运动员身体机能和体育竞技水平的发挥。
它一方面容易进行人工控制,另一方面也容易出现环境质量问题。
现有的室内体育运动空间环境,由于受到历史条件的限制等原因,在设计、建造以及使用过程中缺乏科学的指导,普遍而言,物理环境质量较差,极易对使用者的身体健康、竞技运动水平带来明显的不利影响。
室内运动空间的生态环境指标众多,归纳起来主要包括:热环境指标、空气环境指标、声环境及光环境指标。
本文将主要针对热环境指标和空气环境指标,分析在体育馆的高大建筑空间中,自然通风对环境的作用及主要控制设计方法。
2体育馆运动空间的热环境指标热环境指标是影响人体对环境的感受的最主要的环境因子之一。
热感觉的环境影响参数主要包括:空气的温度、空气相对湿度、平均辐射温度和气流速度。
在体育馆中,观众和运动员的活动量差别较大,一般情况观众都为静坐情况,而运动员的活动量则因不同的体育项目而不同,大多数情况下,都具有较大的活动量,新陈代谢率较高,静坐和体操训练的成年男子的人体新陈代谢率分别为58w/m2和175～235w/m2,因此运动员和观众相比,人体产热量较大,对热环境的参数要求也相差很大。
对处于相对静止的观众来说,中和的温度、湿度和气流速度是适宜的。
国家体育场鸟巢介绍的阅读题附答案总结
国家体育场鸟巢介绍的阅读题附答案总结国家体育场鸟巢介绍的阅读题附答案总结阅读文段，回答问题。
国家体育场鸟巢介绍①国家体育场——“鸟巢”是2008年北京奥运会主体育场。
由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师李兴刚等合作完成的巨型体育场设计，形态如同孕育生命的“巢”，它更像一个摇篮，寄托着人类对未来的希望。
设计者们对这个国家体育场没有做任何多余的处理，只是坦率地把结构暴露在外，因而自然形成了建筑的外观。
②国家体育场于2003年12月24日开工建设，2004年7月30日因设计调整而暂时停工，同年12月27日恢复施工，2008年3月完工。
工程总造价22.67亿元。
③“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱。
国家体育场建筑顶面呈鞍形，长轴为332.3米，短轴为296.4米，最高点高度为68.5米，最低点高度为42.8米。
④体育场外壳采用可作为填充物的气垫膜，使屋顶达到完全防水的要求，阳光可以穿过透明的屋顶满足室内草坪的生长需要。
比赛时，看台是可以通过多种方式进行变化的，可以满足不同时期不同观众量的要求，奥运期间的20000个临时座席分布在体育场的最上端，且能保证每个人都能清楚的看到整个赛场。
入口、出口及人群流动通过流线区域的合理划分和设计得到了完美的解决。
⑤鸟巢的设计充分体现了人文关怀，碗状座席环抱着赛场的收拢结构，上下层之间错落有致，无论观众坐在哪个位置，和赛场中心点之间的视线距离都在140米左右。
“鸟巢”的下层膜采用的吸声膜材料、钢结构构件上设置的吸声材料，以及场内使用的电声扩音系统，这三层“特殊装置”使“巢”内的语音清晰度指标指数达到0.6——这个数字保证了坐在任何位置的观众都能清晰地收听到广播。
“鸟巢”的相关设计师们还运用流体力学设计，模拟出91000个人同时观赛的自然通风状况，让所有观众都能享有同样的自然光和自然通风。
“鸟巢”的观众席里，还为残障人士设置了200多个轮椅座席。
室内自然通风模拟分析报告
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。
绿色建筑范例分析
绿色建筑范例分析绿色建筑，即以低碳、节能、环保等理念为核心，利用节能新技术、新材料、新工艺进行建筑设计、施工和使用阶段的环保型建筑。
下面将对两个绿色建筑的范例进行分析。
首先，该建筑采用了先进的节能技术。
为了减少能源消耗，建筑师采用了双层中空玻璃幕墙，以减少热量传递。
同时，建筑还装备了高效的LED照明系统，并采用智能控制系统自动调节照明亮度和照明时间，以提高能源利用效率。
其次，该建筑注重回收再利用。
它采用了雨水收集系统，通过收集和过滤雨水，用于冲厕、浇灌植物和清洁楼宇。
同时，在建筑的屋顶设置了太阳能光伏板，将太阳能转化为电能，用于建筑内部的照明和其他电力需求。
再次，该建筑还注重建筑材料的环保性。
它使用了大量的可再生材料，如竹木地板、再生玻璃、可回收金属等。
这些材料不仅环保，而且提高了建筑的空气质量和室内舒适度。
最后，该建筑还注重人与自然的和谐。
它拥有一个室外景观平台，供员工休息和放松，并提供了绿化植物和景观，提高了员工的工作环境和健康水平。
第二个绿色建筑范例是中国的北京国家体育场，也被称为“鸟巢”。
该建筑是2024年北京奥运会的主场馆，它的设计理念是将建筑与自然融合，打造一座环保、可持续发展的体育场馆。
首先，该建筑充分利用了自然光和自然通风。
它采用了大面积的玻璃幕墙，使自然光线能够充分进入室内，减少了对人工照明的依赖。
此外，建筑的外墙还设置了透明的隔热层，能够减少室内空调的使用，实现自然通风。
其次，该建筑注重能源的利用效率。
它在屋顶设置了一个太阳能光伏板系统，可以将太阳能转化为电能，为体育场馆的照明和电力需求提供了可持续的能源。
此外，体育场馆还采用了地源热泵系统，利用地下的稳定温度来提供冷暖空调，减少了能源消耗。
再次，该建筑注重材料的环保性。
它使用了大量的可再生材料，如竹子、木材等。
并且建筑的外墙还使用了雨水收集系统，将收集的雨水用于植物的灌溉和建筑的冲洗。
最后，该建筑还注重绿化。
它的外部设计了大面积的绿色植物景观，增加了建筑的生态环境和美观度。
某体育馆下送风气流组织模拟研究及其优化
２Ｓｈ ｏ ｏ Ｅ ｖｒｎ ｎａａ ｄＭｕ ｉｉａＥ ｇｎ ｅ ｎ ， ’ｌＵ ｉ ｒｉ ｆ ｒｈｔｃｕｅａｄＴ ｃｎ ｌｇ ， ｉａ １０ ５ Ｃ ｉａ ．ｃｏ ｌ ｆ ｎ ｉ ｍｅｔｌｎ ｏ ｎｃｐ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇＸｉａ ｎｖ ｓｔ Ａ ｃｉ ｔ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｘ ’ ７０ ５ ， ｈｎ） ｉ ｌ ｅ ｙｏ ｅ ｒ ｎ
ｄ ｉ１ ． ６／ｉ ｎ１ ７・２ ７ ０ ００ ． ６ ｎ：０３ ９ ．ｓ．６ ３７ ３ ． １．８０ ９ ｊｓ ２ ０
某体育馆下送风气流组织模拟研究及其优化
张
（． １ 西安有色冶金设计研究 ５ ） １０ ５
７ ００ ； ． １ ０ １２西安建筑科技大学环境与市政工程学院， 西安
ｏ 年 （第 第 期总 卷 第 。期 ０ ４ Ｊ
Ｎ ． ｉ ０ ０ （ｏａ ｏ ３ ， ｏ．８ ｏ ｎ ２ １ Ｔ ｔ Ｎ ． ４ Ｖ １ ） ８ ｌ ２ ３
建 筑 节 能
一 暖 通 与 空 诃
ＨＥＡＴ ＮＧ． Ｉ ＶＥＮＴＩ ＴＩ ＬＡ ＮＧ ＆ ＡＩ Ｃ Ｒ ＯＮＤＩ ＯＮＩ ＴＩ ＮＧ
ａ ｄ ｔ ｏ ａ ｔｌｃ ｉ ｅ ｅ ｌｎ ａ ｅ ｓ ｉ ａ ｖ ｅ Ｚ 正 ｎ ｈ ｌｃ ｌｍ ａ ｈ ｌ ｄ ｃ ｉ ｇｐ ｎ ｌ ｄ ｉ ｄ ｔ ｅ ｅ ｌ ｉ ｓ ｓ ｏ ｅ
Ｋｅ ｏｒ ： ｎ ｒｆｏ ｒａｒｓ ｐ ｌ； ｔｌ ｈ ｌ ｄｃ ｉｎ ａ ｅ； ｕ ｒｃ ｌ ｉ ｌｔ ｎ； ｉｄ ｓｒ ｕｉｎ ｙｗ ｄｓ ｕ ｄｅ－ ｏ ｉ ｕ ｐｙ ｍｅａ ｉｌ ｅｌ ｇｐ ｌｎ ｍｅ ａ ｍｕ ａｉ ａｒ ｉｔｉ ｔｏ ｌ ｃ ｅ ｉ ｎ ｉ ｓ ｏ ｂ
分析 。 关键 词 ： 下送 风 ； 冷 辐射 板 ； 数 值 模 拟 ； 气 流组 织
自然通风模拟分析报告
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。
综合体育训练馆类建筑比赛大厅气流组织设计与分析
综合体育训练馆类建筑比赛大厅气流组织设计与分析高大空间建筑气流组织是空调系统设计的难点。
像体育馆这样的高大空间,比赛厅的温度、湿度、速度等参数是非常重要的,合理的室内参数不但能够使运动员和观众感到舒适,而且这些参数对所进行的比赛有重要的影响。
像羽毛球、乒乓球这类的小球如果风速过大,超过允许的风速,则小球将会在空中受到影响。
所以室内空调参数尤其是比赛场区风速的大小对综合体育馆空调设计是重点也是难点。
由于室内空气分布受到很多因素的影响,故揭示其分布规律存在一定难度。
近年来,随着计算机的发展和广泛应用,数值求解的能力越来越高,这就为直接以流体力学计算气流组织创造了条件。
“计算流体力学”(Computational Fluid Dynamics)是伴随着计算机的出现而兴起的一门新的科学,因此利用CFD模拟方法对气流组织进行数值模拟方兴未艾。
本文利用CFD模拟软件,对某一体育训练馆气流组织进行模拟分析。
建立了冬季、夏季分层空调侧送下回,冬季、夏季上送下回四种通风方案的气流组织形式的模型。
在对物理模型和数学模型理论分析和假设的基础上,边界条件采用k-ε模型结合壁面函数法进行处理,运用k-ε模型和SIMPLE方法对室内气流组织进行数值模拟。
基于数值模拟结果,本文主要将分层空调系统和上送下回空调系统进行系统的对比,结果表明,夏季侧送下回分层空调系统能够满足大球(如篮球、排球)比赛要求,且与上送下回式空调系统相比具有较好节能效果,但比赛区的风速大于0.2m/s,所以不能用于小球(如羽毛球、乒乓球)比赛时使用。
故夏季进行小球比赛时,可以采用改变送风量,降低送风速度。
冬季两种气流组织形式均可满足大小球比赛的要求,而上送下回式空调系统节能效果较侧送下回分层空调系统好些。
同时,分析了气流组织的优缺点,具有现实意义。
体育场通风设备散热效果检测
体育场通风设备散热效果检测体育场作为举办各种体育赛事和文娱活动的公共场所，其内部空气质量、温湿度以及声音等环境参数对观众和运动员的舒适度有着直接的影响。
通风设备在保证体育场室内环境质量方面发挥着至关重要的作用。
本文将重点探讨体育场通风设备的散热效果检测，以期为体育场设计和管理提供参考。
一、体育场通风设备的散热问题体育场在赛事期间，大量人群的聚集会导致室内温度升高，湿度增大，空气质量下降。
通风设备的有效运行可以降低室内温度，调节湿度，改善空气质量，保证运动员和观众的健康。
然而，通风设备在运行过程中也会产生热量，如果散热效果不佳，将会影响设备的正常运行和室内环境质量。
二、散热效果检测的重要性散热效果是评价通风设备性能的重要指标之一。
良好的散热效果不仅可以保证通风设备的稳定运行，延长设备使用寿命，还可以有效防止设备过热引发的安全问题，确保体育场室内环境的安全和舒适。
因此，对体育场通风设备的散热效果进行检测是十分必要的。
三、散热效果检测的方法散热效果检测主要通过模拟通风设备在实际运行条件下的工作状态，采用温度、湿度、风速等参数的测量，结合热工计算和数据分析，综合评价通风设备的散热性能。
具体方法包括：1.环境参数测量：通过温度传感器、湿度传感器、风速计等仪器，测量通风设备进出口的温度、湿度和风速。
2.热工计算：基于测量得到的参数，通过热工计算方法，估算通风设备在运行过程中的散热效率。
3.散热性能测试：在通风设备运行过程中，通过模拟不同工况（如不同风量、不同环境温度等），检测其散热性能的变化。
4.数据分析：利用数据分析方法，对散热效果进行评价，找出影响散热效果的主要因素，并提出改善措施。
四、散热效果检测的实施步骤散热效果检测的实施步骤主要包括：1.确定检测目标：明确需要检测的通风设备类型、数量以及检测的目的和标准。
2.现场布置：在体育场内搭建测试平台，安装必要的测试仪器和设备。
3.工况设置：根据体育场实际运行情况，设置不同的工况进行测试。
济南奥林匹克体育中心自然通风设计
济南奥林匹克体育中心自然通风设计中建国际设计顾问有限公司 满孝新☆ 沈锡骞 张建仁 孙 林奥雅纳工程顾问公司 黄维杰 何伟滔中国建筑北京设计研究院有限公司 李 悦摘要 采用CFD 技术对整个体育中心进行了微气候模拟分析,分析了各场馆自然通风的策略,并进行了自然通风的系统设计。
关键词 自然通风 节能 CFD 模拟 设计N a t ur a l v e ntil a ti o n d e si g n of J i n a n Ol y m p i c Sp orts C e nt e rB y M an X iaox in ★,S hen X iqian ,Zhang J ianren ,S un L in ,H uang Wei j ie ,He Weitao and L i YueAbs t r a ct Using C FD technique simulates t he microclimate of t he p roject ,a nalyses t he st rategies of natural ventilation in t he sp ort buildings and p resents t he design of t he natural ventilation syste m.Keywor ds natural ventilation ,e nergy conservation ,C FD simulation ,design ★China Construction Design International ,Beijing ,China1 工程概况济南奥林匹克体育中心为2009年第11届全国运动会的主会场,是一个综合性的大型体育场馆群,位于济南市东部燕山新区,占地约70hm 2,由体育场、体育馆、游泳馆、网球中心、中心商业区、地下车库及能源中心等部分组成,总建筑面积约36万m 2,效果图如图1所示。
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国家体育场项目自然通风效果模拟分析
——清华大学陈玖玖李先庭中国建筑设计研究院丁高李莹
工程概况
国家体育场坐落在北京奥林匹克公园中心区南部，俗称“鸟巢”，是北京2008年奥运会的主会场，承担开幕式、闭幕式和田径、足球决赛等活动和赛事。
国家体育场占地20.4万平方米，建筑面积25.8万平方米，长333m，宽298m，高69m。
其中地下3层，地上7层。
国家体育场观众席的通风设计采用自然通风方式，体现了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的宗旨。
除3、4层以外的区域，包括观众席等处都充分利用场地的出入通道作为自然通风的进风口。
由于国家体育场采用的是自然通风，因而在保证热安全的情况下，体育场的正常使用和观众区的热舒适是最需关注的问题。
本文的目标是，针对国家体育场建筑结构的特点，运用计算流体力学(CFD)模拟的手段，对其在典型夏季条件下的比赛区和观众区的自然通风效果(气流速度和温度)进行模拟分析，得到各处的温度、速度等相关的数值模拟结果;并对以上计算结果采用热安全性和热舒适性两种指标对国家体育场自然通风的效果进
行分析和评价。
在本次分析中，采用的商用CFD计算程序是PHOENICS。
物理模型及计算
首先对国家体育场进行了物理建模。
设定计算区域为440m×360m×90m的方型区域，将体育场置于计算区域中心。
为了模拟自然通风下体育场内部的气流组织，将计算区域的各个面均设为相对压力为0Pa的边界，通过体育场内的人员和灯光发热与外部产生热压，从而形成空气流动。
因为模拟的是2008年奥运会开幕式当晚的自然通风效果，因而，我们把计算区域的各个面和场外空间的空气温度设为25℃。
本文只考虑纯热压下自然通风的不利工况。
由于国家体育场的外形及其内部结构情况非常复杂，所以必须其进行简化。
体育场外部结构在对自然通风口无阻挡的情况下，可以不予考虑。
看台部分按照实际情况简化成为上、中、下三层，在忽略其形状上的细节后，以简单的圆和直线组合成计算用的模型，其XYZ方向的尺寸为342.7m×266m×46.5m。
第一层和第二层看台之间的空间是流动的最主要入口。
外围三、四层为设有恒温空调的封闭区域，在模型简化的过程中以一个24℃恒温的圆环代替;对于第三层看台的马鞍形形状用平面代替，忽略了看台表面的座椅以及阶梯，统一处理成平面。
看台上的各个出入口均按照实际的尺寸给出，忽略出口处的形状细节。
体育场顶部的形状采用简单的圆和直线组合而成，忽略其马鞍形的形状，根据其顶部的通透面积占整个面积的比例，建模时将顶部部分面积挖空，成为空气流动的通道。
图1为简化后国家体育场的物理模型。
同时，我们将整个看台上部垂直高度2m内的空间作为热源区域，包括观众发热720万W和灯光照明辐射热50万W，热量均匀分布;比赛区域内设定50万W的热源作为开幕式时人员发热量，热源在XY方向的尺寸为130m×95m。
图1 国家体育场物理模型
计算结果及讨论
图2是体育场沿Z轴方向的中心面温度场剖面图(Y=180m)。
其中，暖色调为温度较高的区域，冷色调为温度较低的区域。
可以看到，由于体育场的形状基本对称，所以温度场也呈对称。
我们关注的比赛区和观众区由于人体散热，温度较高，其周围临近区域内的温度均维持在31℃左右。
图3是体育场比赛区的温度横剖面图(Z=1.5m)，这是比赛区人员活动平均高度。
由图可见，比赛区温度比周围区域温度高，是因为开幕式的时候比赛区有大约5000位演员及运动员，其发热量较大，但总体而言，比赛区温度仍低于33℃，可以为人员接受。
图4、5分别是下观众区(Z=3m)、上观众区(Z=28m)典型断面的温度场情况。
由图可见，观众区温度较体育场中间部分温度要高，这是由于观众是很大的热源，观众区周围的空气被加热，所以温升明显。
但总体来看，观众区温度仍低于32℃，可以为人员接受。
为了对国家体育场自然通风效果进行评价，本文选用了湿黑球温度WBGT(Wet-Bulb-Globe Temperature)作为热安全性评价指标;在保证人体不会因为过热条件而导致受到热损伤的基础上，选用标准有效温度
SET(Standard Effective Temperature)作为考察自然通风形式下人体热舒适的指标。
图12是体育场中心面WBGT剖面图(Y=180m)。
其中，暖色调为温度较高的区域，冷色调为温度较低的区域，阴影部分为体育场的模型。
从图可以看出中层观众区的WBGT指标比较高，因而截取中观众区横截面(Z=14m)WBGT的分布，如图13所示。
考虑到奥运会开幕式时人们的着装(0.5clo)，在休闲状态下(代谢率M<117 W/m2)，相应的人体安全WBGT限值为32～33℃。
由图可见，无论比赛区的演员还是看台的观众区，WBGT最高为29℃，体育场各处WBGT均低于32℃，这表明，从热安全角度出发，体育场在开幕式时候，其自然通风可以保证人体不会因为过热条件而导致受到热损伤，即是安全的。
在保证热安全的情况下考查体育场的热舒适状况。
图14是体育场中心面SET剖面图(Y=180m)。
由图可见，本文关心的比赛区和观众区SET的最小值约为26.1℃，按照ASHRAE里对SET的规定，把计算结果按5℃一档进行划分，其中SET=25～30℃，热感觉为中性，舒服，生理正常，健康状态正常;SET=30～35℃，感觉暖和，不舒服，脉搏不稳定。
由图可见，比赛区和观众区的SET在30～35℃档，从热舒适角度感觉偏热。
图15是中观众区(Z=14m)典型断面的SET分布情况。
由图可见，SET的分布和温度场很类似，且总体而言，我们关心的比赛区和观众区SET在30℃左右，偏热。
但是由于本文模拟分析中将比赛区和观众区的人体当作热源块，没有考虑单个人体周围的热羽流，实际上，人体周围有空气流动，且此时人员感受到的是室外自然风，这会改善人员的热感觉，故实际情况下人员的热感觉总体较舒适，可以接受。
结论
由前述的模拟和分析可见，在典型夏季条件下，国家体育场采用自然通风能基本满足要求：
1. 观众区和比赛区温度较高，其周围临近区域内的温度均维持在31℃左右。
比赛区温度低于33℃，观众区温度仍低于32℃，均可以为人员接受;
2. 比赛区的风速普遍较小，在0.5m/s左右，完全满足开幕式时的演出要求，可以接受。
观众区风速逐层增加;各出入口通道风速较大，是外界空气进入体育场形成空气流动的主要入口通道;顶部中心出口处风速较大，是体育场自然通风的主要出口;
3. 采用自然通风能保证人均新风量;
4. 从热安全角度出发，体育场在开幕式时候，其自然通风可以保证人体不会因为过热条件而导致受到热损伤，即是安全的;
5. 从热舒适角度出发，比赛区和观众区稍嫌热，但是考虑单个人体周围的空气流动，以及人此时所感受到的是室外的自然风，故人员的热感觉总体较舒适，可以接受。
综上，国家体育场的自然通风效果较好，能满足要求。
本文考虑了纯热压情况下的自然通风情况，为不利工况，对于风压下的有利工况，自然通风的效果将更好，能满足要求。
图10 下观众与中观众区通道速度场(Z=9m) 图11 顶部速度场(Z=66m)
图12 中心面WBGT剖面图(Y=180m) 图13 中观众区WBGT(Z=14m)
图14 中心面SET剖面图(Y=180m) 图15 中观众区SET(Z=14m)
图6为中心面速度场的剖面图(Y=180m)。
其中，暖色调为速度较高的区域，冷色调为速度较低的区域。
可以看到，由于体育场的形状以及结构基本对称，所以速度场也基本对称。
图7是比赛区的速度横剖面图(Z=1.5m)，由图可见，比赛区的风速普遍较小，在0.5m/s左右，完全满足开幕式时的演出要求，可以接受;同时，主入场通道风速较大，说明在热压作用下，外部空气通过通道进入体育场内，形成了自然对流。
图8是下观众区(Z=3m)典型断面的速度场情况。
由图可见，下观众区的风速较小，在0.5m/s左右，可以为人员接受。
为了仔细考查入口处的流动情况，我们对图8红色圈出部分做了局部放大，如图9所示。
可以清楚的看到，外部空气通过入口处进入体育场，且风速较大，这是因为观众区发热量较大，而进风口只有5个主要通道，所以大量的空气从此涌入，导致入口通道风速较大。
图10是下层观众区和中层观众区之间通道(Z=9m)的断面速度场。
由图可见此通道风速较大，说明外界空气通过此通道大量涌进体育场。
图11是顶部(Z=66m)断面的速度场情况。
由图可见，顶部中心出口处风速较大，是体育场自然通风的主要出口，其余被顶蓬覆盖部分风速相对较小，但仍有部分空气通过顶蓬构架之间的空间流向体育场外部。
由模拟计算结果得，体育场采用自然通风情况下，风量为1014m3/s，折合人均新风量为每人37m3/h，满足人体最小新风量要求。