建筑室外风环境模拟相关问题探讨 宋建涛
住区室外风环境模拟分析及优化设计——以济南市某小区为例
Si mu l a t i on An a l y s i s a n d Op t i mi z a t i o n De s i g n o f Wi n d En v i r o n me n t Ar o u n d Re s i d e n t i a l Di s t r i c t : T a k i n g a Di s t r i c t o f J i n a n Ci t y a s a n Ex a mp l e
1 . 2 规 划 小 区 概 况
行西南 风 , 冬季 受北 方冷 伞 ‘ 影响 , 火气 球 冷 『 I - 降水 艟 稀少, 盛行东J 匕 偏 尔风 , 全年 盛 行 西南偏 南 风 。7 l : 季 和 秋季 为过渡 零节 , 降 水 低 , 候 卜 燥. .窜外 冬 季平 均 风速 为 3 . 4 m / s , 夏季平 均风速 为 3 . 5 m/ s .
是 国家 重 视 的 民 心 工 程 , 但 是 随着 济 南 市 城 市 的 建 设, 棚户 区改 造 项 目的增 多 , 高 产 的建 筑 必 定 也 带 来
诸 多 问题 。人 口 的增 长 也 使 得 住 宅 数 量 及 住 宅 高 度
小 区 内建 筑 风 环 境 受 到 多 方 面 的 影 响 , 包 括 植 被、 道路 、 建 筑布 局 、 建筑 形 体 等 。不 同的 因 素会 导 致 风 速风 向产 生 变 化 。大 体 量 建 筑 或 者 狭 窄 的高 层 通
一
在 规划 设计 阶段 中对建 筑 群进 行 风 环 境 模 拟 分 析 , 具
有 很 高 的参考 价值 与建 设性 意 义 。
,
具有 城市 风 环境 的 复 杂性 也 具 有 自身 的特 殊 性 。
两种建筑群室外风环境数值模拟分析
2. 建筑群B摘要:本研究分析了两种建筑群室外风环境数值模拟。
采用 COMSOL Multiphysics 软件进行模拟,对两种建筑群在不同季节、不同风速条件下 的风速、风向、风压进行了数值模拟。
通过对模拟结果的分析,得出了 两种建筑群的风环境特点和优缺点,并提出了相应的改进方案。
本研究 对于提高建筑群室外风环境的舒适性和安全性具有一定的理论和实际意 义。
关键词:建筑群、室外风环境、数值模拟、 COMSOL Multiphysics 引言:建筑群是指几幢以上建筑物按一定布局分布在一定范围内的建筑群 体,是人类生产、生活、劳动的重要场所。
建筑群室外风环境直接影响 建筑物的使用寿命、建筑功能发挥以及人类健康和舒适性。
因此,对于 建筑群室外风环境的研究具有十分重要的意义。
在本研究中, 我们选取了两种不同类型的建筑群进行数值模拟分析。
本文将给出这两种建筑群的情况介绍、数值模拟分析过程、结果分析和 改进措施。
一、建筑群情况介绍1. 建筑群 A建筑群 A 位于城市中心,由两栋高层住宅和一栋商业综合楼组成, 总建筑面积为 6.3 万平方米。
其中,高层住宅分别为 18 层和 22 层,商 业综合楼为 5 层,建筑风格现代简洁。
建筑群B 位于城市郊区,由一栋大型综合型医院和两栋高层写字楼组成,总建筑面积为8.6 万平方米。
其中,医院为一座重点建设工程,占地面积较大,高层写字楼分别为25 层和22 层,建筑风格简约大气。
二、数值模拟分析过程本研究采用COMSOL Multiphysics 软件进行数值模拟分析。
在模拟过程中,我们选取了两种典型的季节,分别为夏季和冬季。
在每个季节中,模拟了不同风速下的风场分布,包括风速、风向和风压等参数。
在模拟过程中,我们采用了三维封闭模型,并设置了不同类型的边界条件和区域物性参数等信息。
三、结果分析在模拟过程中,我们得到了建筑群A 和建筑群B 在不同季节和不同风速下的风环境分布情况。
绿色建筑背景下建筑室外声环境模拟分析
绿色建筑背景下建筑室外声环境模拟分析在当今社会,绿色建筑的理念日益深入人心。
随着人们对生活品质要求的不断提高,建筑室外声环境作为影响居住舒适度的重要因素之一,受到了越来越多的关注。
为了打造更加宜人、宁静的居住和工作环境,对建筑室外声环境进行模拟分析显得尤为重要。
绿色建筑强调的是在建筑的全生命周期内,最大限度地节约资源、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间。
而良好的声环境不仅有助于提高人们的生活质量,还对人们的身心健康有着积极的影响。
在喧嚣的城市中,交通噪声、工业噪声以及社会生活噪声等常常给人们带来困扰,因此,在绿色建筑的设计和规划中,合理控制和优化室外声环境成为了一项关键任务。
建筑室外声环境模拟分析是通过运用专业的声学软件和模型,对建筑周边的声音传播和分布情况进行预测和评估。
在进行模拟分析之前,需要收集大量的相关数据,包括建筑的地理位置、周边的地形地貌、道路分布、声源的类型和强度等。
这些数据的准确性和完整性直接影响着模拟分析结果的可靠性。
例如,在一个靠近主干道的住宅小区项目中,首先要了解主干道上的交通流量、车辆类型以及行驶速度等信息,以此来确定交通噪声的源强。
同时,还需要考虑小区周边是否有工厂、商场等可能产生噪声的场所。
对于地形地貌,如山丘、河流等,也会对声音的传播产生影响。
比如,山丘可能会阻挡声音的传播,而河流表面的反射可能会改变声音的传播方向和强度。
在模拟分析过程中,通常会采用一些常见的声学模型和算法。
以几何声学模型为例,它基于光线追踪的原理,通过计算声音在空间中的传播路径和反射、折射等现象,来预测不同位置的声压级。
此外,还有波动声学模型,它能够更准确地模拟高频声音的传播,但计算量相对较大,适用于对声学要求较高的复杂场景。
在模拟分析完成后,得到的结果通常以声压级分布云图、等值线图等形式呈现。
通过这些可视化的结果,可以直观地了解建筑室外各个区域的噪声水平。
例如,在声压级分布云图中,颜色越深的区域表示噪声水平越高,从而能够快速定位噪声超标的区域。
建筑风环境与绿色建筑设计优化分析
建筑风环境与绿色建筑设计优化分析在绝大部分地区,为了提高建筑节能效果,创造良好的建筑室内外环境,在建筑的室内外空间设计上,既要满足夏季良好的自然通风,又要避免冬季室外风速过大,并优化建筑散热保温效果,从而降低建筑运营能耗。
本文结合建筑所在地区气候特点,对建筑风环境模拟在绿色建筑设计中起到的作用进行探讨。
特别是在建筑设计前期的方案推敲与优化阶段,建筑风环境模拟技术以其独特的优势,在绿色建筑的优化设计方面起到了比较重要的作用。
本文将结合建筑设计案例从以下两方面来探讨建筑风环境模拟分析与绿色建筑前期设计的关系。
1.风环境模拟分析与建筑形体布局对比本文以中国整形外科医院改扩建竞标方案作为案例分析,该方案位于北京市石景山区,基地东西长约300米,南北长约160米,占地面积为62923平方米(面积计算准确吗?我计算是48000),用地内地势平坦,基地周围交通便利。
地块东侧临八大处路,西临疗养院路,南侧为永定河引水渠,北侧为院区家属院和协和医科大学护理学院。
在该建筑设计前期,主要有两个概念方案,各有其特色,但其建筑形体布局有着较大不同。
现以北京的自然气候条件为基础,从绿色建筑理念出发,以国家绿色建筑评价标准中对风环境的要求作为参考,运用流体模拟软件Airpak,对整形外科医院的两个方案进行冬夏两季室外风环境的仿真模拟,从而为整形医院取得良好的建筑通风,减少建筑能耗,避免污染物扩散,创造舒适的室外环境提供模拟成果及理论支持,为建筑方案的对比和筛选提供依据;同时,该模拟结果可以用来指导该医院建筑布局的优化以及室外景观的合理布置,为患者创造一个更加适宜的休养康复环境。
北京冬季主导风向是西北风,夏季是东南风。
石景山区,4月平均风速为全年之最4.7m/s。
在建筑风环境模拟过程中,取风速为5m/s,测试建筑室外风环境;本文将分别模拟以下两个设计方案的冬季和夏季风环境,来对比探讨不同建筑方案的自然通风,行人舒适度、污染源扩散、气压差值等方面的问题。
绿色建筑室外风环境模拟相关问题探讨
探 讨的问题 。提 出了相应思考 ,一方面对 以后模拟具有一定 的参考价值 ,另~方面引发 同行思考 , 形成共 同解 决绿 色建筑 在实施 过程 中所 遇问题的合力 。
【 关键 词 】 绿 色建筑 ;风环 境模 拟;气象参数;几何建模;计算区域 ;建筑初始布局
中图分类号 T U8 3 4
s i mu l t a i o n a r e p o i n t e d o u t , wh i c h n e e d t o b e d i s c u s s e d , nd a c o r r e s p o n d i n g t h o u g h t s a r e o f f e r e d , wh i c h a r e h e l p f u l f o r t h e f u t u r e
第2 8卷 第 4期 2 0 1 4年 8月
制冷 与 空 调
Re f r i g e r a t i o n a n d Ai r Co n d i t i o n i n g
、 , 01 4 . 4 7 9  ̄4 8 3
文 章编 号 : 1 6 7 1 . 6 6 1 2( 2 0 1 4 )0 4 . 4 7 9 . 0 5
绿 色建 筑 室外 风 环 境 模 拟相 关 问题 探 讨
建筑室外风环境模拟相关问题探讨 宋建涛
建筑室外风环境模拟相关问题探讨宋建涛发表时间:2018-01-29T10:46:22.067Z 来源:《基层建设》2017年第31期作者:宋建涛张永炜朱伟刘剑涛[导读] 摘要:建筑室外风环境模拟分析作为绿色建筑设计咨询过程中非常重要的一环,但室外风环境模拟相关重要问题没有统一的规范,导致行业内模拟质量良莠不齐。
建研科技股份有限公司上海 200023摘要:建筑室外风环境模拟分析作为绿色建筑设计咨询过程中非常重要的一环,但室外风环境模拟相关重要问题没有统一的规范,导致行业内模拟质量良莠不齐。
本文通过对国内外建筑风环境CFD数值模拟技术及发展研究,对建筑室外风环境模拟涉及的模型简化、网格处理、边界条件、数值模型、模拟软件等方面进行归纳总结,旨在通过研究所得结论为今后指导和规范建筑风环境模拟评价分析过程提供有效帮助,可用于绿色建筑咨询、建筑设计以及工程实践。
关键词:绿色建筑;风环境;CFD;数值模拟Abstract:The simulation analysis of building outdoor wind environment is a very important part of green building design consulting process.But the outdoor wind environment simulation related to important issues without uniform norms,which leads to the industry simulation quality varies greatly.In this paper,through the domestic and international architectural wind environment CFD numerical simulation technology and development research,summarizes the aspects of model simplification,grid processing,boundary condition,numerical model and simulation software involved in the simulation of outdoor wind environment.The purpose of this study is to provide effective help for the future guidance and regulation of the wind environment simulation and analysis process,which can be used in green building consultation,architectural design and engineering practice.Key words:Green building;Wind environment;CFD;Numerical Simulation0 前言随着中国绿色建筑政策的不断出台、标准体系的不断完善、绿色建筑实施的不断深入及国家对绿色建筑财政支持力度的不断增大,中国绿色建筑在未来几年将继续保持迅猛发展态势。
北京火神庙商业中心改造项目室外风环境模拟性研究
【居住环境】住宅与房地产2019年9月北京火神庙商业中心改造项目室外风环境模拟性研究邢金瑞(陕西国润置业有限公司,陕西 西安 710000)摘 要:随着社会的不断发展和人们思想观念的不断革新,公众对于室外环境保护工作的重视程度也在逐步提升。
文章开展北京火神庙商业中心改造项目室外风环境模拟性研究,对于北京火神庙商业中心的风向风流进行预测,以期实现风环境不合理问题的进一步有效解决,进而为我国城市建设工作的良好开展奠定稳定的基础和提供强大的发展推动力。
关键词:北京火神庙;商业中心;室外风环境;模拟研究中图分类号:TU119 文献标志码:A 文章编号:1006-6012(2019)09-0043-02随着我国城市建设步伐的逐步加快,我国城市的高层建筑数目也在逐步地增多,城市高层建筑建设排布理念科学性的缺乏,会导致风环境的转变,进而引起强风干扰人们的生活。
开展北京火神庙商业中心改造项目室外风环境模拟性研究,实现对于风环境的进一步有效分析和掌控,可以使得我国城市建设工作的开展获得更加广阔的发展空间和更加理想的发展前景。
1 风环境的分析目标在开展室外风环境模拟工作的过程中,只有准确把握模拟内容,才能保障模拟工作的有效落实。
结合实际情况,其模拟内容主要包括两个方面。
(1)室外风质的模拟范围,对室外风质模拟范围进行明确有助于了解其影响情况,具体可以分为两部分内容:其一,根据相关行业技术规范的要求,对室外风质的模拟范围进行明确。
在此过程中,模拟等级越高,相应的室外风质模拟的范围也就越广,所获得的模拟结果也就越客观精确,为室外风质改善工作提供详实的数据支撑。
其二,在室外风质模拟范围确定之后,参与室外风环境影响模拟的相关技术人员就需要根据自身的专业理论知识和实践经验,对室外风质影响做出科学模拟。
(2)明确室外风环境的调查范围[1]。
在室外风环境影响模拟工作的过程中,明确的室外风环境调查范围有利于模拟有效性的提升。
具体可以从以下两个方面入手:一方面,对现有资料进行采集整理,基于专业理论知识,对室外风环境进行合理的分区,具体可以分为易预测模拟区、分区域调查区以及重点勘查区,这样可以使模拟工作高效有序地开展。
两种建筑群室外风环境数值模拟分析
收稿日期:2020-10-14作者简介:陈浩(1993-),湖南科技大学研究生毕业,主要研究方向:室内热环境动态分析,E -mail :****************陈浩(深圳市华阳国际工程设计股份有限公司广州分公司,广州 广东 510000)[] 摘要建筑风环境对行人的舒适性与安全、建筑节能和小区污染物的扩散等具有很大的影响。
通过对点式建筑群和板式建筑群的风环境进行数值模拟,并对小区的风环境品质进行评估。
结果表明:板式建筑群中易产生无风区域和涡旋区,不利于污染物的扩散,且当采用板式建筑群时,应当在四周种植植被抵挡来解决建筑群中风速过高问题,因此在城市建设中应多采用点式建筑群。
关键词风环境;自然通风;数值模拟] 中图分类号TU831文献标志码A doi :10.3969/J .ISSN. 1005-9180.2020.04.005] [] Numerical Simulation Analysis of Outdoor Wind Environment ofTwo Kinds of BuildingsCHEN Hao(Guangzhou Branch of Shenzhen Huayang International Engineering Design Co .,Ltd ., Guangzhou ,Guangdong , 510000)Abstract: Building wind environment has a great impact on pedestrian comfort and safety, building energy saving and the diffusion of pollutants in the community. Through the numerical simulation of the wind environment of the point type building group and the plate type building group, the wind environment quality of the community is evaluated. The results show that The wind free area and vortex area are easy to be produced in the slab building group, which is not conducive to the diffusion of pollutants. When the plate type building group is used, vegetation should be planted around the building group to solve the problem of high wind speed in the building group. Therefore, the point type building group should be used more in urban construction.Key words: Wind Environment;Natural Ventilation;Numerical Simulation.两种建筑群室外风环境数值模拟分析由于建筑扰流的复杂性,最初的学者均采用风环境问题涉及行人舒适、安全以及建筑的设计功能是否合理等。
某建筑群室外风环境的CFD模拟与评价
2. 北京中外建建筑设计有限公司西北分公司, 陕西 西安 710055 )
要: 针对某已设计建筑群, 运用数值模拟软件在夏季 、 冬季和全年三个典型工况下, 分别对其进行了室外风环境模拟, 主要根 据对速度场的分析, 评价目前设计方案下相关建筑周围的室外风环境质量, 并提出了优化建议。 关键词: 建筑群, 数值模拟, 室外风环境, 质量评价 TU834. 3 中图分类号: 文献标识码: A 计算工况见表 1 。 流场分布特性,
0
引言
建筑风环境与建筑物的外形 、 尺寸、 建筑物之间的相对位置 以及周围的地形地貌有着很复杂的关系 。 如果在城市规划和建 筑设计中忽略了风环境问题, 就有可能给城市环境带来不利影 [1 ] 建筑物周围某些地区会出现强风, 如果 响 。在有较强来流时, 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。同时, 室外风环境深刻影响建筑室内风环境, 特别对建筑 应对建筑物 防风与自然通风有着决定性影响 。因此在设计阶段, 的室外风环境做出评价, 分析建筑之间位置关系对室外风环境的 影响。 “数值风洞 ” 由于 的计算结果比风洞模型实验更直观 、 更详 [2 ] 细, 数值分析方法在国际上已广泛采用 。本文采用数值模拟的 方法对室外风环境进行评价 。
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第 39 卷 第 4 期 2013 年2 月
SHANXI山西ARCHITECTURE
建
筑
Vol. 39 No. 4 Feb. 2013
文章编号: 1009-6825 ( 2013 ) 04-0110-02
某 建 筑 群 室 外 风 环 境 的 CFD 模 拟 与 评 价
刘少锋
室外风环境模拟分析报告-某小区室外风环境CFD模拟分析报告(详细版)含软件操作过程
室外风环境模拟分析报告-某⼩区室外风环境CFD模拟分析报告(详细版)含软件操作过程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。
室外风环境模拟分析报告-某小区室外风环境CFD模拟分析报告(详细版)含软件操作过程
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。
219455629_皖南高层住宅区室外风环境模拟与优化策略研究
地达到 300~500m 以上,可在大气梯度的作用下自由流动.来流面风速的变化规律以指数率表示为
UZ
æZ ö α
(
6)
=ç ÷ ,
U0 èZ0 ø
式中,
UZ 为高度Z 处的水平方向风速;
U0 为参考高度 Z 处的风速;
α 为由地形粗糙度所决定的幂指数.
地形可分为 4 类,不同地形的α 值如表 2 所示.
/T449
结果更加精准、收敛速度加快,查 阅«民 用 建 筑 绿 色 性 能 计 算 标 准 JGJ
G
2018»和 比 对 多 次 计 算 结 果
后,将边界计算域在 X、Y、
Z 方 向 的 尺 寸 分 别 按 照 建 筑 群 边 缘 的 5 倍 进 行 设 置,即 分 别 为1500、
900、
250m.
ηt ö ∂
÷
,
ε +ηt ç
=
-ρ
+ ÷
+
∂xi
∂xi êë èη σk ø ∂xi úû
è∂xi ∂xj ø ∂xi
(
4)
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第2期
59
叶 清,等:皖南高层住宅区室外风环境模拟与优化策略研究
ε 方程:
∂(
ε ùú
ε2
风速/(m/s)
主导风向
2.
8
E
1.
3
ESE
2.
3
ESE
温度/℃
31.
7
3
20
据此设定好风速、风向、温度等相关数据,模拟计算得出结果,主要研究分析了风速云图和风压云图.
4 结果与讨论
4.
沈阳住区室外风环境模拟研究的开题报告
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。
基于CFD的某高层住宅小区室外风环境模拟分析
基于CFD的某高层住宅小区室外风环境模拟分析宋辰辰;黄昌辉【摘要】室外风环境对建筑物的影响是绿色建筑的一项重要研究内容.运用CFD 数值模拟软件对合肥某高层住宅小区在夏季、冬季及过渡季节3种工况下的室外风环境进行了数值模拟,通过分析建筑群的风速和风压分布情况,评价当前设计方案下住宅周围室外风环境的质量.结果表明:现有建筑布局基本符合绿色建筑评价标准中对住宅室外风环境的要求.最后对小区室外风环境分析中局部存在的问题提出了优化建议.【期刊名称】《兰州工业学院学报》【年(卷),期】2018(025)004【总页数】5页(P36-40)【关键词】室外风环境;绿色建筑;CFD;数值模拟;建筑群【作者】宋辰辰;黄昌辉【作者单位】安徽建筑大学土木工程学院,安徽合肥 230601;安徽建筑大学土木工程学院,安徽合肥 230601【正文语种】中文【中图分类】TU1190 引言住宅小区所处的室外风环境对建筑整体舒适性起到了很大的作用,对建筑物自身及对小区的室外环境都有非常大的影响[1].若风速较大,则会引起强烈的噪声,让居住者的舒适感大大降低.尤其在炎热的夏季和寒冷的冬季,室外的风环境直接决定着居住环境的舒适性.冬季由于人们会通过关闭门窗来得到室内的热环境,这将使室内空气质量因换气次数太少而变差;夏季如果通风不足,会造成室内空气闷热.对小区室外环境来说,如果建筑布局不合理,室外通道中很容易出现狭道风,以及在转角处形成角隅风,当风速过大时会影响行人的舒适安全性.如果通风不畅,很容易出现漩涡,造成污染物堆积对环境造成恶劣的影响[2].因此在小区规划阶段,对住宅区的室外风环境进行模拟分析及评价有着重大意义.合理规划设计,防止不利的风环境对住户造成影响,科学合理的布局将自然风为人们所用,为小区提供良好的室外风环境,保证室内有良好的通风,不仅可以减少空调风扇的使用,实现节能减排、节约经济,而且可以提高业主居住的舒适度.对于特定地区所得出的室外风环境模拟分析结果,对当地的住宅区建设具有良好的参考和指导意义.本文对合肥新站区218地块进行室外风环境模拟分析,以保证小区室外良好的风环境.1 工程概况新站218地块位于合肥市东北部新站区,东至相城路、西至君山路、南至淮海大道、北至闸河路.地块用地面积为149.6亩,整个地块呈矩形,总建筑面积28.91万.新建住宅29栋,其中A1~A3、A5~A13、A15#为高层住宅;B1~B3、B5~B13、B15~B18#为小高层花园洋房;S1~S2#为配套建筑;S3#为幼儿园.高层住宅建筑呈组团沿北侧道路布置,部分建筑采用底层架空设计模式,洋房布置于场地南侧,配套建筑沿北侧闸河路布置,幼儿园设置于南侧,如图1所示.2 模拟分析2.1 计算模型建筑风环境的评价方法一般包括数值模拟、模型试验和风洞试验3种.由于室外风环境涉及的风场范围比较大,若采用风洞和模型试验,则成本过高且周期长,而采用数值模拟的计算结果比其他2种方法更详细、更直观,可行性较高.因此本文采用数值模拟方法对该住宅小区风环境进行分析.图1 功能分析计算流体动力学CFD被广泛用于模拟实际建筑工程,它首先在计算机上建立建筑群周围及内部计算模型,然后对其进行数值求解,最终便可以得到所要求物理量的近似值[3].通过对建筑物室外风环境流场湍流特性的分析,建立描述气流运动特性基于Boussinesq假设[4]的基本控制方程组,包括流体的连续性方程、动量守恒方程和能量守恒方程[5],方程如下式中,ρ为密度;Γ为广义扩散系数;S为广义源项;U为速度矢量;φ为通用因变量;t为温度.由于建筑小区内空气流动一般属于不可压缩,低速湍流,因此本项目采用k-ε 湍流模型的数值模拟方法,利用建筑通风斯维尔Vent 2014 软件对人行高度1.5 m处的风环境进行模拟分析.将小区建筑模型导入Vent2014进行三维流动数值模拟,考虑建筑物周围的相对位置、外形以及周围的地形和地貌,对模型进行适当的简化,简化对风环境影响较小的凸起、拐角,建立简化的室外风场模型,如图2所示.2.2 计算域在进行室外风环境数值模拟过程中,确定计算区域的大小对分析结果有着重要的作用.若计算域过大,那么要分析的区域会加大,计算网格的数量也会随之增加,由此会增加模拟的计算量和计算时间;若计算域过小,则可能会导致模拟计算结果的准确性降低[6].考虑到风场作用的范围较大,根据相关文献中对计算域取值范围的经验,并结合该住宅小区模型的具体情况,本次模拟计算选取的计算区域为1 800 m×1 500 m×300 m(长×宽×高).图2 几何建模2.3 边界条件2.3.1 来流边界条件在来流方向,建筑群内风速的分布较为均匀,随着高度的增加,风速会逐渐增大,而且风速随高度增大的规律还与地面粗糙度有关.不同地面粗糙度的来流向风速随不同高度变化的计算公式为式中,V为高度为h处的风速;V0为基准高度h0处的风速;n为指数.根据《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)[7],本项目选用地面粗糙类别为C类,地面粗糙指数为0.22,即n=0.22.2.3.2 出流边界条件因为该模拟选取的计算域较大,所以可认为建筑出流面上的空气流动已处于充分发展的阶段,边界条件按自由出口设定[8].2.4 模拟工况根据合肥当地的气象参数确定3个典型的夏季、冬季以及过渡季工况,各工况的具体风向和风速设置如表1所示.表1 工况设置模拟工况季节及风向风速/(m/s)工况1夏季(S)2.90工况2过渡季(E)2.47工况3冬季(NE)2.392.5 模拟结果分析2.5.1 夏季工况分析结果图3~4为夏季在2.9 m/s的南风风场下,建筑在1.5 m人行高度处的室外风速云图和风速矢量图.如图中所示,风从住宅小区的南侧进入,由北侧离开,小区的流场分布大致均匀,无滞风区域.室外区域的风速在5 m/s的范围之内,最大风速为4.63 m/s,场地内人活动区域无明显旋涡或无风区,满足《绿色建筑评价标准》在夏季典型风速和风向条件下场地内人活动区不出现旋涡或无风区的要求[9].图3 夏季工况室外风速云图图4 夏季室外风速矢量图图5~6为建筑群在夏季工况下的风压分布情况.由图可知,建筑物最大风压出现在建筑群南面迎风侧,最大风压约为17.8 Pa,非首排建筑正负面风压差在5 Pa以内,有利于小区建筑的室内自然通风[9].图5 夏季室外迎风面风压云图图6 夏季室外背风面风压云图2.5.2 过渡季工况分析结果图7~8为过渡季在2.47 m/s的东风风场下,建筑在1.5 m人行高度处的室外风速矢量图及风速云图.如图中所示,风从住宅小区的东侧进入,由西侧离开.室外区域的风速在5 m/s的范围之内,最大风速为2.23 m/s,因小区住宅成东西走向排列,有利于气流均匀通过.场地内人活动区域无旋涡或无风区,满足《绿色建筑评价标准》在过渡季典型风速和风向条件下对人行区风环境舒适度的要求.图7 过渡季室外风速云图图8 过渡季室外风速矢量云图图9~10为建筑群在过渡季的风压分布情况.由室外风压云图可知,建筑物最大风压出现在建筑群东面迎风侧,约为 6.4 Pa,最小风压出现在建筑西面背风侧,约为-1.97 Pa.在过渡季风速和风向条件下,建筑的东南部及西北部表面的风压情况为该区域非空调时段利用自然通风创造了有利条件.图9 过渡季室外迎风面风压云图图10 过渡季室外背风面风压云图2.5.3 冬季工况分析结果图11~12为冬季在2.39 m/s的东北风场下,建筑在1.5 m人行高度处的室外风速云图和风速矢量图.如图中所示,风从住宅小区的东北方向进入,由西南方向离开.室外区域的风速在5 m/s的范围之内,最大风速为3.74 m/s,满足《绿色建筑评价标准》在冬季典型风速和风向条件下建筑周围人行区风速小于5 m/s的要求[9].图11 冬季室外风速云图图12 冬季室外风速矢量图图13~14为建筑群在冬季的风压分布情况.如图所示,非迎风面首排建筑迎风面表面风压约为-1.87~3.46 Pa,逆风面风压约为-5.62~-1.92 Pa,前后风压差大于5 Pa,未满足《绿色建筑评价标准》在冬季典型风速和风向条件下除迎风第一排建筑外,建筑迎风面与背风面表面风压差不大于5 Pa的要求[9].图13 冬季室外迎风面压力云图图14 冬季建筑背风面压力云图2.6 优化建议通过对模拟分析的结果提出如下优化建议:1) 冬季小区建筑物前后压差大于5 Pa,易造成建筑室内冷风渗透,应加强迎风面围护结构的气密性,或在小区的东北侧设置防风林、挡风墙等来抵御冬季的不利风;2) 夏季在南风风场作用下,可在住宅的南侧北侧同时开窗,通过合理的建筑开窗形成穿堂风,从而改善室内热环境,减少建筑能源的使用;3) 小区内建筑间的通道易形成“狭管效应”,局部风速加强从而给行人造成不便,建议种植高大树木做遮挡处理;4) 在建筑的规划设计阶段,对建筑的室外风环境进行模拟分析至关重要,住宅建筑群的布置及设计可根据模拟结果作出调整,提早发现问题,避免了建筑建成之后出现影响居住环境的问题.3 结论1) 该住宅小区在室外人行高度1.5 m处的最大风速均小于5 m/s,满足行人在室外活动的舒适性要求.2) 在夏季及过渡季节,建筑物周围无明显的涡旋现象,有利于污染物扩散.小区建筑前后风压差均大于0.5 Pa,有利于小区室内的自然通风.3) 住宅小区北侧的首排建筑是本项目的最高建筑,有利于为南侧的建筑群遮挡冬季的不利风影响.4) 小区高层建筑部分采用底层架空的设计模式,减少了建筑物自身对室外风环境的影响,避免造成大面积的背风区.5) 该模拟可用于指导今后合肥地区住宅小区的室外风环境以及整体的建筑规划布局和设计.参考文献:【相关文献】[1] 刘少锋,任杰.某建筑群室外风环境的 CFD 模拟与评价[J].山西建筑,2013(4):110-111.[2] 石银超. 西安市小区室外风环境模拟分析研究[D].西安:长安大学,2015.[3] 苏铭德,黄素逸.计算流体力学基础[M].北京:清华大学出版社,1997:382-391.[4] 王启杰.对流传热传质分析[M].西安:西安交通大学出版社,1991.[5] [日]村上周三.CFD与建筑环境设计[M].朱清宇,等译.北京:中国建筑工业出版社,2007.[6] 尚涛,钱义. 武汉地区住宅小区的风环境模拟及评价[J].建筑技术,2013(1):48-51.[7] GB50009—2001,建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2003.[8] 刘应中,缪国平. 高等流体力学[M].2版.上海:上海交通大学出版社,2000.[9] GB50378—2014,绿色建筑评价标准[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2014.。
合肥市某大型综合体室外风环境模拟分析
合肥市某大型综合体室外风环境模拟分析
吴晓昊
【期刊名称】《安徽建筑》
【年(卷),期】2015(022)002
【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.
【总页数】3页(P159-160,170)
【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】TU834
【相关文献】
1.类球冠型连体建筑的室外风环境模拟与最优设计研究 [J], 袁艳华;郑庆红;张鸥
2.大型商业综合体室外风环境模拟分析 [J], 高金墙
3.某大型体育中心室外风环境模拟分析 [J], 李林方;毛瑞勇;程丽莉
4.合肥市某大型商业综合体空调系统设计 [J], 刘伟;马任远;李梅
5.某大跨水雪综合体风荷载CFD数值模拟研究 [J], 文志彬;范超;吴琴锋;罗毅因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
黄山市某办公建筑室内外风环境模拟研究
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室内自然通风的必要条件为空气在
足够的风压差推动下的流动,而足够的
风压差基于室外良好的通风环境,而且
必须有合理的利于通风的室内空间布局
方式对经过压强校正的差分方程进行离 散,代入连续性方程建立起的离散公式, 求解出压强量[3]。
软件采用不同标准模型对室外风环 境及室内风速数据进行一个模拟。
空气湍流可以使用能量方程、动量 方程、连续性方程或组件方程来描述[4]。 这些方程式都有共同的形式,形如式
力,建筑物中的通风系统关键问题在于 室内外的压力差,即风压与热压。办公建 筑的通风有两个目的,一是利用室外新
发,建筑存量时代。而据有关资料显示, Vent2018绿色建筑通风软件,与《建筑
我国建筑的寿命约有 30年,而由于现实 通 风 效 果 测 试 与 评 价 标 准 》(JGJ/T
使用及环境等多方面因素,往往达不到 309—2013)和《既有建筑绿色改造评价
建筑寿命就难以使用,其中尤属办公建 标准》(GB/T51141—2015)既有办公建
和构造设计。
% #$&'()*+,-.)/0 建筑的迎风面和背风面之间的空气
流通形成的压力要正好符合满足办公建 筑室内空气流动的需要,建筑的地理空 间位置、建筑的结构特征、建筑与风形成 的夹角都能影响形成的压力继而影响空 气流动,故合理的室内外构造布局才是 实现良好的室内通风保障。
当气流穿过时,遇到不同的阻碍物 产生摩擦力,从而使风的能量减少,进而 降低风速。所以风速本身也是发生变化, 当受到地面的影响,会呈梯度风,根据高 度的变化速度也会发生改变其规律满足 式(2):
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建筑室外风环境模拟相关问题探讨宋建涛摘要:建筑室外风环境模拟分析作为绿色建筑设计咨询过程中非常重要的一环,但室外风环境模拟相关重要问题没有统一的规范,导致行业内模拟质量良莠不齐。
本文通过对国内外建筑风环境CFD数值模拟技术及发展研究,对建筑室外风环境模拟涉及的模型简化、网格处理、边界条件、数值模型、模拟软件等方面进行归纳总结,旨在通过研究所得结论为今后指导和规范建筑风环境模拟评价分析过程提供有效帮助,可用于绿色建筑咨询、建筑设计以及工程实践。
关键词:绿色建筑;风环境;CFD;数值模拟Abstract:The simulation analysis of building outdoor wind environment is a very important part of green building design consulting process.But the outdoor wind environment simulation related to important issues without uniform norms,which leads to the industry simulation quality varies greatly.In this paper,through the domestic and international architectural wind environment CFD numerical simulation technology and development research,summarizes the aspects of model simplification,grid processing,boundary condition,numerical model and simulation software involved in the simulation of outdoor wind environment.The purpose of this study is to provide effective help for the future guidance and regulation of the wind environment simulation and analysis process,which can be used in green building consultation,architectural design and engineering practice.Key words:Green building;Wind environment;CFD;Numerical Simulation0 前言随着中国绿色建筑政策的不断出台、标准体系的不断完善、绿色建筑实施的不断深入及国家对绿色建筑财政支持力度的不断增大,中国绿色建筑在未来几年将继续保持迅猛发展态势。
2011年中国绿色建筑评价标识项目数量得到了大幅度的增长,绿色建筑技术水平不断提高,呈现出良性发展的态势。
2013年1月6日,国务院发布了《国务院办公厅关于转发发展改革委、住房城乡建设部绿色建筑行动方案的通知》)提出"十二五"期间完成新建绿色建筑10亿平方米;到2015年末,20%的城镇新建建筑达到绿色建筑标准要求。
同时还对"十二五"期间绿色建筑的方案、政策支持等予以明确。
良好的建筑室外风环境可以避免建筑群之间形成的旋涡区,利于空气的流动与废气、热气的排放,提高行人的舒适性,有效改善区域热岛[1]。
当前建筑室外风环境模拟的重要性已渐渐被行业意识到,风环境模拟报告是绿色建筑评审需要提供的重要资料。
尽管《绿色建筑评价标准》 GB/T 50378-2014[2]及地方标准、规范都对建筑风环境模拟做了相应的要求、说明,但均不够明确具体,造成模拟质量良莠不齐,不利于绿色建筑的良好发展,需对建筑风环境模拟做进一步探讨。
1 几何建模探讨基于不同的规划布局,建立建筑室外风环境模型时,应尽量遵循建筑实际形状,并做适当简化,以满足项目实际需要,并保证模拟结果准确性。
当前,对于建筑室外风环境模型,业界存在三种常见做法,即:仅建立目标建筑、建立目标建筑和绿化模型、建立目标建筑、绿化模型和周边建筑。
1.1建立目标建筑模型由于模拟人员的专业素质良莠不齐,再加上工期、人员分配等多种原因,模拟评估人员在进行室外风环境模拟分析时,往往只建立目标建筑模型,而忽略其他影响模型,例如,绿化、道路、水体等模型。
实际上,绿建现行国标以及新国标中,都对建筑场地内的绿化措施有明确的指标要求。
若是只建立建筑模型,这种“图省事”的做法,不但不能如实的反映室外风场的真实分布情况,也会造成室外风环境模拟评价只是走过场,不利于绿建行业的良性发展[3]。
另外,考虑到某些工况下的初始风速已经接近或大于5m/s,若是只建立建筑模型,极易造成项目室外风环境的最终模拟结果难以达标,从而不符合绿建国标的相关规定。
1.2建立建筑+绿化模型绿化设施对改善建筑室外风环境质量、绿化环境和提高居民居住舒适度有着重要作用。
在夏季,合理的利用绿化植物与建筑物的组合,不仅能起到绿化环境,还可以改善和优化建筑外风环境。
一方面树木可起到遮挡太阳辐射,在一定程度上降低建筑外围护结构的表面温度,另一方面可引导风向,有效带走居住区热量和室外污染物气体,改善自然通风效果。
在冬季,合理的绿化布局可有效的形成防护带,阻挡寒风,封闭不利风向,减少寒风对建筑的影响,降低建筑采暖能耗。
对于建筑室外风环境模拟来说,考虑到模拟结果的精确性和计算机配置的需求,需要对绿化设施模型进行适当的简化,去掉一些不影响分析结果但会增加网格数目的地方。
例如,主要考虑草坪、灌木和乔木三种类型绿化,对于灌木和乔木,建立模型时只需考虑树冠外轮廓即可,并且具有建模简便,计算快捷,收敛性好,数值模拟计算结果准确等优点[4]。
1.3 建立目标建筑+绿化模型+周边建筑合理的建筑规划可以形成良好的室外风环境,有利于居住区内污染物的排放和空气的良好流通。
在建筑室外风环境评价方面,冬季工况下要求建筑周围人行区距地面1.5m高度处风速不大于5m/s,以满足不影响行人室外活动的舒适性要求。
另外在夏季工况和过渡季工况下要求场地内人活动区不出现涡旋或无风区。
在实际项目中,新建建筑位于既有建筑群中,既有建筑群已形成一定形式的建筑布局,其对新建建筑的室外风环境影响是显而易见的。
如果周边建筑体量较大且距离目标建筑较近,在进行室外风环境模拟时,应考虑周边建筑对目标建筑室外风环境的影响。
2 气象参数探讨《绿色建筑评价标准》 GB/T 50378-2014 第4.2.6考察的是冬季工况、夏季工况和过渡季工况典型风速和风向条件下的室外模拟结果,虽然标准规定了室外风环境的风速限值,但是没有明确规定各个地区各个工况下室外风速及风向的选取。
而室外风速作为数值模拟的边界条件,如果没有统一的标准,势必会造成对于同一地区得到结果差距较大甚至相反的结果,影响绿色建筑的发展。
2.1 气象参数选取当前,对于冬、夏和过渡季的典型工况气象参数,业界内主要采用《中国建筑热环境分析专用气象数据集》和《全国民用建筑供暖通风与空气调节设计规范《GB50736-2012》中典型气象年中各季节出现风频最大的风向和所对应的风速值;对不同季节,当存在主导风向、风速不唯一时,宜依据《暖通空调设计手册》或当地气象局历史数据分析确定。
2.2 过渡季节的划分对于建筑室外风环境,绿色建筑评价标准考察的是冬、夏和过渡季的风环境模拟,其中冬季和夏季的主导风向和风速都可以通过气象规范查询,但过渡季季节所对应的日期月份、主导风向及风向却没有明确规定。
当前,对于过渡季气象参数,业界内多数选取夏季或春季气象参数。
同时,在具体模拟时,需要设计师结合当地标准和规范,统一模拟参数,以保证模拟结果的准确性。
3 数学模型探讨湍流模型的选择是建筑室外风环境研究中的重要环节之一。
湍流模型的选择对CFD计算结果的影响位居各技术要点之首,根据第二届国际阻力预测会议对DLR-F6 整机阻力的研究显示,其影响因素占比 15%[5]。
只有选择合适的湍流模型才会最大限度模拟出真实的流场数值。
湍流模型的选取的要综合考虑各方面因素,包括流体的可压性、建立特殊的可行的问题、精度要求以及计算机运算能力等。
对建筑布局相对规整、计算精度要求不是很高的模拟来说,标准k-ε二方程模型是首选的湍流计算模型;当对风压系数重点关注或计算精度要求较高时,可采用RNG k-ε模型或Realizable k-ε模型等修正模型。
从必要的计算精度和工程实用性考虑,不推荐采用零方程模型或DSM、LES等对使用者理论和操作要求较高的模型。
4 模拟软件探讨风环境的软件模拟研究在国外的成果已基本形成体系,并由多个不同地区的专业学术组织给出了关于 CFD 应用的指导准则,如欧洲COST,德国 VDI 协会,日本AIJ 协会。
常用的风环境模拟的软件有美国的FLUENT,英国的PHOENICS、CFX、Star-CD(最初由英国研发而成,后经多个国家的专业人士共同完善),日本的scSTREAM等软件。
尽管国外模拟软件起步发展较早,但国外专门针对流体工程仿真模拟的软件大都存在建立信息模型过程繁琐、网格划分复杂、外文操作界面等问题,因此对于中国的设计师来说,适用性较差。
当前国内设计院常使用的风环境模拟软件为PKPM-CFD建筑风环境模拟分析软件,该软件充分结合《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2014,采用中文界面。
面向众多初级用户,提供向导模式,方便新用户快速掌握,便于设计师解决各种模拟难题。
通过模拟可以准确得到建筑周围风速,风压等参数结果以及室内温、湿度、污染物浓度、空气龄等的分布情况,为优化建筑布局和改善建筑规划提供指导。
5 结论本文对建筑室外风环境模拟过程所涉及一些步骤和要素进行了简要梳理,指出具体模拟过程中几何建模、气象参数、数学模型和模拟软件四方面存在的问题,对于绿建评价标准、规范没有明确规定、统一标准的问题进行了深入探讨和研究,对于今后绿建模拟有一定的参考价值,同时希望抛砖引玉引起行业同行思考,以期达成绿色建筑模拟统一标准。
综上所述,本文可以得到以下结论:(1)建筑室外风环境模拟时,在建立目标建筑的基础上,应考虑绿化设施和周边建筑对目标建筑室外风环境的影响。
同时,对于绿化设施建模,在保证计算结果准确性的前提下,应适当简化模型;(2)对于冬、夏和过渡季的典型工况气象参数,业界内主要采用《中国建筑热环境分析专用气象数据集》和《全国民用建筑供暖通风与空气调节设计规范《GB50736-2012》中典型气象年中各季节出现风频最大的风向和所对应的风速值;对于过渡季气象参数,业界内多数选取夏季或春季气象参数,并需要参考当地绿建标准和规范,结合项目实际情况进行选择;(3)对建筑布局相对规整、计算精度要求不是很高的模拟来说,推荐选择标准k-ε二方程模型;当对风压系数重点关注或计算精度要求较高时,可采用RNGk-ε模型或Realizable k-ε模型等修正模型;(4)国外CFD模拟软件大多存在建模繁琐、网格划分复杂、软件体验度差等问题,不适合在国内推广发展;当前国内契合度较高、模拟结果有保障、紧贴绿建标准的CFD模拟软件首推PKPM-CFD建筑风环境模拟分析软件。