室外风环境模拟分析报告

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。

7.3工况3（过度季最盛行风，S） (13)7.3.1风压 (13)8结论 (14)8.1舒适性 (14)8.2自然通风 (14)8.3达标判断 (15)1项目概况天海市金水湾住宅项目位于天海市台州区春久以东，健康街以北。

该项目由天海市基础设施建设有限责任公司开发，项目规划净用地面积为17882平方米，建设面积为34434平方米，其中地下建筑面积3992平方米，配套地下车库面积为8732平方米。

该项目地上24层，地下三层。

1.1室外风环境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。

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。

另外，行人在风速分布不均区域活动时，若在小于2 m的距离内平均风速变化达70 %，即从低风速区突然进入高风速区，人对风的适应能力将大减。

1.2自然通风自然通风是指利用自然的手段（热压、风压等）来促使空气流动而进行的通风换气方式。

自然通风主要有以下3种作用：舒适通风、降温通风、健康通风。

通过通风增加人的舒适度，从而提高人体热舒适感觉；通过建筑周围气流将建筑周边以及房间里的热量散发到空气中去；同时通过通风，为室内提供新鲜空气，降低室内二氧化碳浓度。

同时，室外风环境深刻影响建筑室内风环境，特别对建筑防风与自然通风有着决定性影响。

冬季建筑防风，有效减少气流渗透，降低采暖能耗，而夏季与过渡季节的自然通风则能降低建筑空调能耗。

因此在设计阶段，应对建筑物的室外风环境做出评价，分析建筑之间位置关系对室内外风环境的影响。

2 技术路线2.1 分析方法本报告采用计算流体力学（CFD ）方法对金水湾项目所在区域室外风场分布进行模拟分析。

采用商用计算流体力学软件 Phoenics 作为模拟分析软件。

2.2 软件介绍Phoenics 软件作为专业的人工环境系统分析软件，可以精确地研究流体的流动、传热和污染等物理现象，准确地模拟通风系统的空气流动、空气品质、传热及舒适度等问题，从而为减少设计成本，降低设计风险，缩短设计周期贡献力量。

Phoenics 软件能实现快速的建模、网格自动划分功能，具备强大的求解功能，拥有显示温度场、湿度场、速度场、空气龄场、PMV 场 、PPD 场等数据的数值报告。

PHOENICS 的暖通空调计算模块 FLAIR 是 CHAM 公司针对建筑及暖通空调专业设计的 CFD 专用模块。

在原有 FLAIR 模块的基础上，新版本 FLAIR 增加了大量HVAC 专业相关内容，具有更强的专业性。

2.3 紊流模型模拟中采用标准κ-ε模型联合控制方程求解计算域内的流畅，涉及到的控制方程主要包括：连续性方程、动量方程、能量方程，可以写成如下通用形式：()()()S grad div div t+Γ=+∂∂φφρρφφ 该式中的φ可以是速度、湍流动能、湍流耗散率以及温度等。

针对不同的方程，其具体表现形式如表 1-1。

表中的常数如下：2S G t k μ=，ij ij S S S 2=， ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+∂∂=ji i j ij x u x u S 21， y T g G T t T B ∂∂=σμβ， ερμμ2k C t =， 0845.0=μC ，42.11=εC ， 68.12=εC ， 223tanhwu v C +=ε， 85.0=Tσ， 7.0=C σ，εαα=k ，由effμμαααα=++--3679.006321.003929.23929.23929.13929.1计算: 其中 0.10=α。

如果 eff μμ<<，则 393.1≈=εααk()()k C R 23031/1εβηηηρημε⨯+-=， 其中 εη/Sk =， 38.40=η， 012.0=β2.4 模拟工况天海位于山东省中西部，南依泰山，北跨黄河，属于暖温带气候区，由于所处的地理位置，形成了夏热冬冷、四季分明的大陆性季风气候。

济南地区不同季节风向多变，雨量不均。

最不舒适的室外风环境主要易出现于冬季，而适宜自然通风的季节主要是过渡季和夏季。

室外风环境模拟主要考虑在一般情况下夏季、过渡季节的自然通风、冬季的防风以及极端气候条件下的行人的安全等（本报告不考虑极大风工况）。

通过统计《中国建筑热环境分析专用气象数据集》典型气象年的数据可见：过渡季节风频最大情况的风速为 3.75m/s ，大于其整个季节的平均风速3.3m/s。

夏季风频最大情况的风速为 2.8 m/s。

冬季风频最大情况的风速为2.9m/s。

据此确定典型气象年的数据统计结果确定模拟分析的工况如表所示。

其中工况2、3主要分析夏季、过渡季主导风向平均风速条件下建筑周边的风速分布以及建筑前后压差是否有利于自然通风。

工况1主要分析冬季最盛行风情况下项目周边人行区域风速是否小于5 m/s，因为根据人体舒适性对风速和温度的联动感受，气温越低，人对风速的容忍性越小。

反之，气温越高，人体对风速的容忍极限越大。

3参考依据本项目主要参照资料为：1.《绿色建筑评价标准》GB/T 50378—20142.《建筑通风效果测试与评价标准》JGJ/T 309—20133.《绿色建筑评价技术细则》委托方提供的总平面图、建筑专业设计图纸、设计效果图等图纸资料4.《民用建筑设计通则》GB 50352—20055.委托方提供的其他相关资料4评价说明室外风环境评价依据为《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2014）中有关室外风环境的条目要求。

具体要求如下：4.2.6 场地内风环境有利于室外行走、活动舒适和建筑的自然通风。

评分规则如下：1 冬季典型风速和风向条件下，建筑物周围人行区风速低于5m/s，且室外风速放大系数小于2，得2分；除迎风第一排建筑外，建筑迎风面与背风面表面风压差不超过5Pa，再得1分。

注：当场地内人活动区风速大于5m/s的面积比例小于或等于5%，风速放大系数大于2的面积比例小于或等于5%时，即可判定满足该条款；2 过渡季、夏季典型风速和风向条件下，场地内人活动区不出现涡旋或无风区，得2分；50%以上可开启外窗室内外表面的风压差大于0.5Pa，得1分。

注：当场地内人活动区风速小于0.2m/s的面积比例小于或等于5%时，即可判定满足该条款。

5室外风环境模拟建模本报告采用CFD手段对项目周边风环境进行模拟，报告中综合考虑流场、风速、风压三个因素，对项目周边的风环境状况进行分析评价，并进一步为其室内自然通风适用性及舒适性分析提供参考数据。

在进行本项目风环境的数值模拟计算中，首先，为保证数值模型中所模拟的边界层具备真实大气边界层风场的自保持平衡特性（即平均风速、湍动能等重要来流特征参数穿越没有任何障碍物的空计算域不发生改变），对数值模型中网格的离散、湍流模型中参数的确定、来流边界条件的给定以及壁面参数的设定等诸多数值影响参数进行了仔细的选取。

通过这一系列数值参数的协调，从而使这一采用计算手段对建筑物风环境进行数值模拟的重要前提条件得以满足；其次，对影响钝体建筑结构绕流计算结果最为关键的因素如湍流模型的选取、非线性对流项离散格式等进行了仔细考虑，以尽量减少数值计算误差，提高数值计算结果的精度。

5.1物理模型本报告根据委托方提供的建筑总平面图以及其他相关资料建立室外风环境模拟模型，若由于委托方提供资料不实或方案变化而导致分析差错，我方将不予保证。

模型外场尺寸选择主要考虑各个风向条件下，建筑后紊流能够充分发展，以确保模拟的准确性。

因项目最高楼高度为99.10m，根据相关工程经验并做模拟试算后，计算域的选取标准如下：以整个模拟建筑群为基准，长宽扩大大约 3倍，高度扩大2倍，将建筑群置于计算域的中心位置。

5.1.1来流边界条件建筑来流方向风速为均匀分布，不同高度平面上的来流风速大小沿建筑高度方向按梯度递增。