大空间建筑室内气流组织数值模拟与舒适性分析
大空间分层空调气流组织数值模拟及热舒适性分析研究
大空间分层空调气流组织数值模拟及热舒适性分析研究【摘要】本文结合工程实例介绍大空间空调系统的布置方案，利用star-ccm软件对典型大空间工程实例进行模拟分析，为大空间空调系统设计提供参考依据。
【关键词】气流组织；分层空调；star-ccm数值模拟引言近年来，随着我国经济的快速发展，高大空间建筑急剧增加（体育馆，展览馆大会堂音乐厅），大空间建筑中空调能耗占整个建筑能耗的37%[1]，目前对于改进室内空气品质和降低空调能耗，成为人们关注的焦点。
针对大空间建筑高度较高，空调气流具有明显分层现象在垂直高度上梯度较大，同时还具有体积大、空调负荷大、能源消耗大等特点，使得节能问题相当突出[2]。
因此，应采用合理的气流组织，使大空间建筑室内具有良好的热环境以节约能源。
分层空调是大空间建筑典型的空调方式，利用合理的气流组织，仅对下部空间（空气调节区域）进行空气调节，而对上部较大非空调区域进行通风排热。
分层空调目前建筑工程领域中最为常见的一种技术手段[3]。
经过多年的研究总结得出，在一些大空间建筑结构中这一技术的采用有着传统空调技术无可比拟的节能优势，是一个节省初期投资、运行费用和节能性能好的空调体系。
故此这一技术在大型的公共空间采用极为常见，据有关研究显示，高大空间分层空调与全室空调相比，在夏季可实现节能30%[3]。
本文通过star-ccm软件对某市新建车站的大厅进行数值模拟并对热舒适性进行分析。
1 建筑实物与模型1.1 工程介绍某市新建车站是一两层的东西对称大空间建筑结构，其空间尺寸长约76m、宽为60m、高20m，其中包含了一、二层贯通的进展厅以及二层的候车室。
在空调系统中，采用了全空气低速送风方式来进行室内温度调节的，是由屋顶机房集中进行制冷，经过两条送风管将冷风分别输送到进站候车厅以及候车室，对于候车室内部的温度控制为26℃。
在温度调节上，按照夏季分层空调的调节方法来进行设计和布置，其中进展厅距离地面6m的高度处沿着墙壁均匀的布置了25个球形喷风口下侧送风，沿着东西两侧的墙壁上设置了6个球形的喷风口，其方向也是朝下。
270气流组织对室内空气环境质量影响的数值模拟
气流组织对室内空气环境质量影响的数值模拟XX大学土木工程学院焦俊军龚光彩邵春生摘要：室内空气环境包括室内热湿环境和室内空气品质，而合理的气流组织是实现室内热湿环境和保证空气品质的最终环节。
本文采用CFD方法，应用Airpak软件，针对常见的办公室环境，分别对置换通风、顶送下回两种不同送回风方式下的速度场、温度场、污染物浓度分布、PMV-PPD分布等进行模拟计算，并对模拟结果进行分析，得出结论：置换通风在速度场、温度场及热舒适性方面优于顶送下回方式，但当污染源位置较低时，置换通风方式对污染物的控制效果弱于顶送下回方式。
因此，在保证室内空气环境质量的工程设计中，并不存在普遍意义的最佳方案，须针对具体工况，设计合理的气流组织。
关键词：气流组织热舒适室内空气品质CFD数值模拟Numerical Simulation ofthe Influence of Air Distribution on Indoor Air Environment Quality Civil EngineeringCollege of HunanUniversityJiao Junjun Gong Guangcai Shao Chunsheng Abstract: The air distribution is the final linkof the indoor air environment including the thermal and humidity environment and the indoor air quality. By the numerical simulation method with CFD Airpaksoftware, calculated the velocity, temperature,pollution concentration and PMV-PPDdistribution in the normal officesunder different modes of air flow organization such as replacement ventilation and top-supplying with down-exhausting air distribution, and drew some conclusions thatthe velocity, temperaturedistribution and thermal fortof replacement ventilationwas superior to that ofthe top-supplying with down-exhausting air distribution, but the pollutant controlwas inferior if the pollution source was at the low position. Consequently, there isn’t a unique design schemesuitable for any practical projects to obtain high indoor air environment quality, and it’s essential to considerthe specific conditions in order to obtain the optimal air distribution.Key words: Air distribution, Thermal fort, Indoor air quality, CFD,Numerical simulation1.前言室内空气环境包括室内热湿环境和室内空气品质，而合理的气流组织是实现室内热湿环境和保证空气品质的最终环节。
室内气流组织数值模拟与舒适度分析
室内气流组织数值模拟与舒适度分析摘要：分别对采用百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调、置换通风方式的室内空调室内气流的速度场和温度场进行了数值模拟，并对其结果进行了实验验证。
根据ADPI指标对这几种送回风方式进行了热舒适性评价。
结果表明，分层空调和置换通风是室内中较好的气流组织方式。
关键词：室内；气流组织；速度场；温度场；数值模拟；热舒适引言传统空调系统的气流组织是以送风射流为基础的，通过反复迭代检查温度和速度。
最后，找到合理的回风方案和参数。
空调房间内的供气射流大多是多个非等温湍流射流，一般设计方法是基于单股等温紊流射流的规律，射流约束修正系数、射流重合度和非等温射流的修正系数。
介绍。
这种方法忽略了很多其他因素，如排风口的尺寸和位置、热源的性质和位置等，因此必然有一定的误差，在某些情况下甚至有很大的误差。
若简单地将这种方法用于空间空调系统的气流组织设计，是不合适的。
空间空调系统的气流设计没有成熟的理论和实验结论。
主要研究方法是将气流的数值分析与模型相结合。
由于气流的数值分析涉及到各种可能的内部扰动、边界条件和初始条件，所以可以完全反映房间内的气流分布，从而确定气流的最佳方案。
1室内空气流动的有限元数值模拟机械通风房间内的空气流动多属于非稳态湍流流动，直接模拟尚不现实。
在解决实际问题时，需要对物理模型进行一定的假设和简化处理。
笔者作了以下假设：1）室内空气为低速不可压缩气体，且符合 Boussinesq 假设；2）室内空气流动为准稳态湍流流动；3）忽略能量方程中粘性效应引起的能量耗散。
2各种送风方式下大空间室内气流组织数值模拟2.1研宄对象本文的研宄对象为有内热源、尺寸为12 mX &4 mX5.0 m（长X宽X高）的长方体建筑模型（如图1所示），风口设在外墙侧。
人员和设备由于不断放出热量，对室内气流分布特性有重要影响，将其视作内热源处理。
内热源模型为0.4 mX1.2 mX 1.3 m（长X宽X高）的长方体。
大空间建筑室内热环境的数值模拟
季室外计算干球温度 一９℃， 冬季室外 最冷月相对湿度 ４ ％， ５ 室外
平均风速 ３ｍ／， ｓ大气压力 １２ ０ Ｐ ， 内设计干球温度 ２ ０ ．４ｋ ａ室 ２℃ ，
８
６
４
２
＿ 豢 ～ ＿ 爨
４ ４ ３ ３
・２ １ １ ・
１ ４℃ ， 内设计冷负荷 为 ９ Ｗ ， 负荷 指标为 ３ ３Ｗ／ ， 室 ０ｋ 冷 ０ ｍ２总送 于室 内空气 的流动 ， 但不利 于室内污染物 的直接排除 。 致｝ 董
风量 为 ２ ０ ／ 。顶 送 、 排 风 散 流 器 的 尺 寸 均 为 ３ ０ｒｍ × ２０ ０ｍ３ｈ 顶 ６ ｆ ３． 分 层 空 调 工 况 室 内热 环 境 的 数 值 模 拟 ｌ ２
刷机 。房间西墙 、 南墙 为 内墙 ， 他墙为外 墙 ， 有 门均为 内 门。 其 所 所建立厂房的物理模 型如 图 １ 所示 。 枷ｌ 渤 粥暑 抛 § ｍ 躺甓 ； 糯ｓ ； ｍ 枷； ｝ ｛ 姒姗 猫
Ｏ
１ Ｏ
ｂ ｋ＝２ ５ ｍ温度场
４． ９ １ ｅ＋ ０ ０
０
相对湿度 ５ ％＿ 。房间长 ３ ． 宽 ９ ０ｍ， ０ ２ ｊ ３ ０ｍ， ． 吊顶高度 ７ ８ｍ， ． 建
筑 面 积 为 ２ ７ｍ２ ９ 。
２ 数值 模 拟
２． 物 理 模 型 １ 根据厂房的建筑尺 寸建立三维立体模 型 ， 以东 、 高度 、 南作为 坐标 的 ．， ， 向。吊顶布置两排风 口， ２ Ｙ 方 ７ 北侧为送 风 口， 侧为 南
１ ０ ｘ ０ ６０ ０ ２０ ０×１ Ｏ ０ ８
高大空间建筑室内气流组织分析
高大空间建筑室内气流组织分析高大空间建筑有其各自的特点，对于体育馆、音乐厅等建筑，其室内气流组织是空调系统设计的重点。
本文结合工程实例，介绍了工程的计算区域及设计参数，围绕垂直温度分布、垂直速度分布、气流分布特点及送风能耗比较这几方面对计算结果进行分析，为高大空间建筑室内环境的改善提供依据。
标签高大空间；建筑室内；设计参数；气流组织；分析随着我国社会经济建设步伐的不断加快，体育馆、音乐厅等高大空间建筑数量日益增加，逐渐成为城市建设的时代标志。
这些建筑具有体积大、围护结构传热量大、人员灯光密集，空调负荷较大等特点，其室内热环境状态参数随时可能发生变化，选取合理的气流组织方式对空调系统的设计有着重要的影响。
大空间气流组织指的是对气流流向和均匀度按一定要求进行组织，主要采用的方式有分层空调、置换通风、地板送风以及碰撞射流，如图1所示。
目前我国建筑室内空调系统的气流组织设计仍处于发展的阶段，并没有完善的理论体系和试验结论。
因此，通过对高大空间建筑室内气流组织的分析，确定合理的气流组织设计，对改善建筑室内的环境具有重要意义。
图1 大空间四种空调方式示意图1 计算区域及设计参数某公共建筑，结构南北对称，计算区域选取北边一半，计算区域层高约12m，占地面积约7450m2，属高大空间建筑。
计算区域按非结构网格划分。
人员工作区（高度0～2m）气流扰动较大，网格较密，非人员工作区网格相对稀疏。
根据FLUENT软件选取RNGk-ε两方程紊流模型，近壁面区域则选用标准壁面函数法，速度-压力耦合采用SIMPLE算法。
边界条件见表1，照明、设备及外墙负荷指标均参照原设计计算书选取，其中人员散热量均布在地面上。
为达到夏季室内人员工作区的要求设计温度25±0.5℃，参考相关文献资料，计算得到四种空调方式各自的设计参数，汇总于表2。
2 结果分析2.1 垂直温度分布不同高度上的平均温度值汇总于图2。
可以看出，四种空调方式都满足人员工作区的设计温度25±0.5℃，且分层效果明显。
某大型会议室气流组织分析
某大型会议室气流组织分析摘要：某大型会议室长度方向20m，进深方向16m，吊顶后净高6m，采用一次回风全空气空调系统，其中送风方式采用散流器顶送风，回风方式采用单层百叶顶回风。
通过CFD软件对会议室室内的气流组织进行模拟分析，结果表明：会议室中人员主要活动区域的速度集中分布在0.2-0.3m/s附近，温度主要分布在23-26℃附近，满足该房间舒适性空调的室内设计要求。
关键词：空调系统设计，气流组织，室内空气质量0 引言随着人们对室内环境品质要求的不断增高，这就对暖通专业的空调通风等设计提出了更高标准的要求，房间内采用不同的气流组织对应有不同的速度场、温度场[1]，大型会议室的特点就是人员密度大，对室内的空气品质要求较高，因此合理的气流组织不仅可以为人们提供健康、舒适的环境，还可以在一定程度上提高人们的工作效率。
文章分析了某大型会议室的空调系统设计及房间内的气流组织形式。
1 工程概况与空调系统设计该项目位于西南某公共建筑内的大型会议室，建筑长度方向20m，进深方向16m，房间布置的有吊顶，做完吊顶后的净高为6m，空调室外计算干球温度为32.6℃，会议室房间夏季室内设计参数为26℃。
混合式系统是集中式空调系统中最常用的方式之一，即处理的空气一部分来自新鲜的空气，一部分来自室内的回风，常用于公共建筑等较大空间可提供风管设置的场所[2]。
一次回风全空气系统是比较常见的一种空调系统形式，该系统具有以下特点：设备简单，初始投资较小；可以对室内房间进行有效的通风换气；可以保证房间全年的多工况运行；设备的使用寿命较长等[3]。
基于上述分析，该项目空调形式采用一次回风全空气空调系统，送风方式采用散流器顶送风，回风方式采用单层百叶顶回风。
2 气流组织分析CFD数值模拟是以流体力学为理论基础，流体的流动满足质量守恒、动量守恒及能量守恒方程，本文的基本假设包括空气为不可压缩理想气体，并且与外界没有热量交换，通风视为定常流动。
建筑物空气流动场数值模拟及优化研究
建筑物空气流动场数值模拟及优化研究作为建筑工程师，如何保证建筑物的空气质量和室内环境是一个重要的问题。
空气流动场数值模拟及优化研究便成为了解决这个问题的重要方法。
建筑物内部的空气流动场会受到很多因素的影响，如建筑的形式、通风系统的设计、室内设备的位置等。
这些因素结合在一起会影响室内的空气质量和舒适度。
数值模拟能够帮助建筑工程师更好地了解建筑物内部的流动场，从而进行优化设计。
数值模拟采用计算流体力学（CFD）技术，可以模拟建筑物内部的气流运动，包括空气的流速、压力、温度等等，从而帮助工程师找到潜在的问题。
数值模拟需要建立合适的模型，考虑到建筑物的形式、通风系统的设计、室内设备的位置等因素。
一旦模型建立完毕，就可以使用计算机进行模拟，得出建筑物内部的气流运动以及各种参数分布情况。
通过分析数据，可以发现可能存在的问题，并且进行优化研究。
数值模拟优化研究的目的就是通过优化设计来改善建筑物内部的空气质量和舒适度。
优化的方法包括改变建筑物的形式、优化通风系统的设计，以及调整室内设备的位置等等。
这样做可以让建筑物内部的气流运动更加合理，从而改善室内环境。
另外，数值模拟还可以用于预测新建建筑的气流运动，提前发现潜在的问题。
当建筑物尚处于设计阶段时，进行数值模拟可以帮助建筑工程师更好地评估建筑的形式和通风系统的设计。
这使得工程师可以在建筑开始建造之前就进行必要的调整。
总的来说，数值模拟是一种非常有效的建筑物内部空气流动场研究方法。
通过数值模拟和优化研究，可以更好地了解建筑物内部的气流运动，从而优化建筑设计方案，达到改善室内环境的目的。
某综合体项目办公大堂空调气流组织的CFD模拟分析
某综合体项目办公大堂空调气流组织的CFD模拟分析摘要：高大空间建筑有体积大、空调负荷大、能源消耗量大、对空调质量要求高等特点，其气流组织方式和空调节能问题尤显重要。
有效地通风和合理的气流组织对于改善室内空气品质，保证实现健康建筑、健康舒适性空调有着重要的意义。
做好大空间内气流组织的CFD模拟分析，可以从人员舒适性角度考虑风口布置的合理性，满足大空间档次提升需求。
同时可在室内精装设计阶段作为风口布置参考。
关键词：高大空间；气流组织 CFD模拟分析；速度场；温度场引言：空调的使用越来越普及，人们对居住和工作环境的要求也越来越高，对通风空调技术也提出了更高的要求。
在空调房间内，气流组织是通风和空调系统的重要组成部分，直接影响室内空调效果，是关系着房间工作区的温度、湿度基数、精度及区域温差、工作区的气流速度及清洁程度和人们舒适感的重要因素。
随着计算机技术的发展，越来越多的项目在设计阶段利用CFD技术对空调房间气流组织进行优化和研究，从而了解由空调通风所形成的室内空气速度场、温度场、湿度场以及有害物浓度场等的分布情况，以制定出最佳的气流组织方案。
本文以南宁某综合体项目办公大堂为例，对设计的空调送回风系统进行CFD模拟分析。
一、CFD技术简介室内气流组织，是指一定的送风口形式和送风参数所带来的室内气流分布。
在实际工程中，常用的气流组织形式有：侧送侧回、上送下回、上送上回、下送上回等。
影响空调房间气流组织的主要因素是入口风速、进风口的位置、进回风口的相对位置等。
由于影响因素较多，加上实际工程中具体条件的多样性，因此难于用简单的理论或经验表达式来综合上述诸多因素的影响。
目前，在空间气流分布计算方面较多采用CFD技术进行模拟分析。
CFD是计算流体力学（Computational Fluid Dynamics）的简称，是流体力学和计算机科学相互融合的一门新兴交叉学科，它从计算方法出发，利用计算机快速的计算能力得到流体控制方程的近似解。
酒店大空间场所气流组织模拟分析
总766期第三十二期2021年11月河南科技Henan Science and Technology酒店大空间场所气流组织模拟分析郑宗达（厦门合立道工程设计集团股份有限公司，福建厦门361000）摘要：为研究不同形式的风口对酒店高大空间空调气流组织的影响，本文以福建省厦门市某酒店多功能厅为模型，利用气流组织模拟方法对其夏季室内工况分别采用球形喷口和双层百叶风口进行模拟，得到室内速度场、温度场、预计平均热感觉指数、预计不满意者的百分数。
结果表明：采用球形喷口时，2m以下人员活动区域水平温度、速度分布均较为均匀。
基于预计平均热感指数、预计不满意者的百分数的热环境数值预测和评价，可得出球形喷口的热舒适性与百叶风口相当。
关键词：多功能厅；百叶风口；球形喷口；气流组织中图分类号：TU831文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）32-0091-04Simulation and Analysis of Air Distribution in Large Space of Hotel byZHENG Zongda（Xiamen Helidao Engineering Design Group Co.,Ltd.,Xiamen Fujian361000）Abstract:In order to study the influence of different forms of tuyeres on the air distribution of air conditioning in large spaces of hotels,taking a multi-functional hall of a hotel in Xiamen as a model,this paper uses the air distribu⁃tion simulation method to simulate its indoor working conditions in summer by using spherical nozzle and double-lay⁃er louver tuyere respectively,and obtains the indoor velocity field,temperature field,expected average thermal sensa⁃tion index and the percentage of dissatisfied people.The results show that when the spherical nozzle is used,the hor⁃izontal temperature and velocity distribution in the personnel activity area below2m are more uniform.Based on the numerical prediction and evaluation of thermal environment based on PMV,PPD,it can be concluded that the thermal comfort of spherical nozzle is equivalent to that of louver vent.There is little difference in air age between the two.The spherical nozzle is adopted,and the air quality in the banquet hall is relatively good.Keywords:multi-function hall；louver vent；spherical vent；air distribution影响空调区域内温度、气流速度分布的因素包括：空调送风口形式和位置、送风射流的参数（送风量、出口风速、送风温度）、回风口的位置、房间几何形状、热源在室内的位置，其中送风口形式和位置以及送风射流的参数是主要影响因素［1］。
建筑内部气流分布模拟与优化研究
建筑内部气流分布模拟与优化研究建筑是人类生产、生活和活动的场所，而在这些场所中，舒适性是非常重要的一个因素，而气流则是影响建筑内部空气舒适性的重要因素之一。
因此，建筑内部气流分布模拟与优化研究非常重要。
建筑内部气流分布模拟建筑内气流分布模拟与优化的研究可以协助我们了解空气在室内的运动规律，诸如热量、湿度、空气流动以及噪声等问题。
模拟这些行为可以优化空气流通方式以保持室内环境凉爽、干燥、清新和舒适。
同时，模拟与优化然而也为建筑的设计和结构提供了必要的依据。
建筑内部气流分布模拟的具体方法需要使用计算流体力学（CFD）技术和建筑物理学技术。
通过建筑物理学技术，我们可以确定建筑内部的通风率，以及热量、湿度和噪声方面注意的问题。
而CFD技术则能够利用计算机精确地计算水流、空气流动以及热流等问题的模拟。
在进行气流分布模拟之前，首先需要获得建筑与其周围环境的几何模型，并且确定气流模拟所需要的边界条件。
然后，在此基础之上，进行数值计算，计算某点或某区域的气体动量、热量和质量传递。
最后，根据得到的计算结果进行气流分布和温度场的模拟分析，从而找出安装更好通风系统所需要做的改变。
建筑内部气流分布优化建筑内部气流分布优化，主要目的是使建筑内部气流分布与舒适性更加匹配。
此外，优化还可降低能源消耗，降低建筑费用，并减少碳排放。
建筑内部气流分布优化方法有很多，以下是其中的几种：1. 基于热量传递优化气流：建筑空调系统的设计和布局非常关键，在建筑空间中合理布置通风口和出口，通过热量传递的优化，使室内气流垂直流动，以降低能源消耗。
2. 建筑隔离材料：通过选购高质量的隔离材料，建筑物中可以减少温度和湿度变化，增加室内舒适性。
对于建筑物外墙，隔热材料的使用既可以改善室内气流，而且可以减少建筑物能源消耗。
3. 构建气流控制系统：通过合理选择控制系统，室内空气可以保持温度稳定、空气流动顺畅，从而达到最佳舒适度要求。
4.窗口控制系统：在建筑物中布置较大的窗户，可以让自然气流顺畅流通以降低室内温度，但窗户不应该仅仅靠人工控制，还应该加入智能技术，通过自动控制窗户的角度、幅度和方向等，达到优化效果。
上海DL大厦大厅舒适度模拟分析
上海DL 大厦大厅舒适度模拟分析西门子（中国）有限公司 黄 翔*摘 要 结合实际工程测试数据，采用CFD 气流组织模拟技术对上海DL 大厦大厅温度、气流组织进行模拟计算，并建立超高层高大厅的气流模拟模型，并根据计算结果，提出合理的设计方案。
为类似大厅空调末端系统设计提供一定的参考。
关键词 气流组织；CFD ；舒适性Simulation Analysis of Comfort Level of Shanghai DL Building HallHuang XiangAbstract In this paper, the temperature and air distribution of the lobby of Shanghai DL Building are simulated by using CFD simulation technology, and the air flow simulation model of the super high-rise high hall is established, and a reasonable design scheme is proposed according to the calculation results. It provides some reference for the design of similar hall air conditioning terminal system. Keywords Airflow distribution; CFD; Comfort0 引言在暖通系统设计中，层高较高的大厅由于其空间范围较大，同时层高较高，其设计的合理性就直接关系到大厅内的温度分布和气流组织的布局，最终影响到大厅内人员的舒适性。
同时由于夏季冷空气下降，冬季热空气上升，对人体活动区域（1.8m 以下）的气流分布以及温度变化都有影响，是设计师需要面对的主要问题。
基于模拟实验的大空间公共建筑暖通系统气流组织优化设计探析
对提高大空间建筑的室内空气质量和环境舒适度之关键所在。本文结合某公 共 空 间建筑 室 内暖通 系 统的 特征 ， 探 究 了空调 系 统的气 流组 织效 果 ， 为今 后大 空 间公 共建 筑 暖通 系统 的优化 设计 、 气流组 织 的预 测积 累 了一定 的参 考借 鉴 。
１暖 通 空调 系统项 目的背 景分析
某报告厅的建筑面积为２ １ ０ ０ ￣， 地面离吊顶最高点距离为１ ６ ． ５ ｍ， 无柱空
间 跨 度为 ３ ９ ｍ， 可容 纳 １ ２ ０ ０ 人。
由于几何构造复杂 ， 因此采用了非结构化网格。这种网格节点的位置无 法用一个 固定的法则予以有序地命名 ， 生成过程 比较复杂 ， 但对于会议厅这 种几何形式复杂的模拟对象 ， 却有着很好 的适应性 ， 尤其对于具有复杂边界 的流 场计 算 问题 特别 有效 。 由于 计算 空 问很 大 ， 建 立 网格 时对 空 间进 行 分 区
加密处理 ， 如贴近送风 口和人体的区域网格均加密。简化后的模拟空间模型
及 整 场 网格划 分 状况 如 图 １ 所示 。
由于分 层 空 调具 有 良好 的节 能效 果 ，在 大 空 间公 共建 筑 中 广为 运 用 ， 因 此， 在 本项 目的空 调组 织 方案 的制 定 中 ， 这种 空 调 为首 选设 备 。 采 用 中 央空 调 常 见 的下 送测 回气 流 组 织形 式 ， 通 过 座椅 送 风 ， 侧 墙 回风 ， 适 用 于高 度 在 ５ ｍ 之下 的空 间 ， 将 热 气流 由屋顶 的通 风 排烟 系 统排 出 室 内。 然 而由 于该 报 告 厅
建筑 节能
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
大空间办公室室内气流组织模拟分析
大空间办公室室内气流组织模拟分析摘要：风机盘管侧吹的距离较小，常与空间净高或装修要求相冲突，本次模拟计算得出：合理布置送排风口位置，合理设计风口类型尺寸、选择适当风速大小，可有效的增大风机盘管的送风距离，使人员活动区处在回风区，同时有效控制风速与噪声在合理区间。
关键字：气流组织；风机盘管；新风；风速一、建筑概况本次模拟分析采用Phoenics软件中的FLAIR模块，分析在不同送风方式下室内气流组织的分布情况，本次着重对室内温度，风速和风压三个指标进行分析说明。
大空间办公室尺寸为9m*18m*4.5m，其中18米为长，宽为9米，高为4.5米，在9米的两边上各装2台风机盘管，采用侧送风对吹方式，回风采用在风盘下部，风机盘管吊装在梁底，方案送风口高度为3.40m，回风口高度为3.15m，本次模拟分析采用四种不同布置方案。
1.1方案一送风口尺寸为1200*150，风量为1800CMH，按1次/h的换气次数进行设计计算；在走廊侧设有面积约为1m2的新风口，采用缝隙渗透的进风方式。
该方案送风口高度为3.40m,回风口高度为3.15m,盘管间隔3m,盘管距离长边外墙约为2.7m，送风口距离短边外墙为1.5m，回风口距离短边外墙1.2m。
排风口尺寸为0.35*0.25m,距离长边墙1.8m,高度为3.4m，间隔3m。
平面示意图1.3方案三新风采用机械送风，并经冷却处理，新风口与风盘同高，新风口尺寸为400*150，风速为2.95m/s；风盘送风口尺寸为900*150，风速为2.95m/s，布置形式为对吹方式；回风口尺寸为2200*300，风速为1.75m/s。
在阳台及走廊处各设有1台排风风机，按1次/h的换气次数进行设计计算。
1.4方案四新风采用机械送风，并经冷却处理，新风口与风盘同高，新风口尺寸为600*130，风速为2.95m/s；风盘送风口尺寸为900*130，风速为2.95m/s，布置形式为对吹方式；回风口尺寸为1200*300，两侧布置，风速为1.75m/s。
大空间建筑气流组织模拟及优化分析
大空间建筑气流组织模拟及优化分析宣湟;丁剑红;曹毅然【摘要】以上海市某新建大空间项目为例,结合CFD模拟技术,对室内看台区的制冷系统气流设计进行方案比选和优化分析.项目最终选定的"座椅送风+局部上送风"的气流组织设计方案有效解决了常规空调模式送风效率低、温度控制能力弱的问题,也优化了普通座椅送风方式下,局部走道和连廊区域热舒适性差的弊端.本研究内容对于利用CFD模拟技术对大空间公共建筑及居住建筑的气流组织进行优化设计方面具有显著的应用意义.【期刊名称】《住宅科技》【年(卷),期】2017(037)002【总页数】4页(P39-42)【关键词】大空间建筑;CFD;气流组织;节能【作者】宣湟;丁剑红;曹毅然【作者单位】上海交通大学;伊尔姆环境资源管理咨询(上海)有限公司;上海众材工程检测有限公司第一事业部【正文语种】中文建筑节能是国家实现节能减排总体目标的重要组成部分。
大空间建筑制冷能耗巨大，特别是其中的风机能耗，节能潜力很大，是建筑节能领域研究的重点之一。
大空间建筑的气流组织设计一直是制冷系统设计的重点，也是难点，传统的空调设计方法在该类型建筑中受到挑战。
以计算流体力学（CFD）模拟为代表的新技术手段正越来越多地应用到制冷系统气流组织设计中去，通过准确的建模和模拟计算，较高精度地定量分析不同设计方案的预期实施效果，从而进行方案比选和优化，不仅确保了设计方案的有效性，还提高了设计工作效率。
在以剧场为代表的大空间公共建筑中，CFD模拟技术的作用尤为突出，对于解决大空间公共建筑典型的上热下冷温度分层问题和提高制冷系统整体运行效率，发挥了重要作用。
本文将以上海市某新建大空间项目为例，结合CFD模拟技术，对室内看台区的制冷系统气流进行方案比选和优化，并最终得到了一套有效的解决方案。
1.1 项目概况上海市某新建大空间项目，总用地面积约5.6hm2，总建筑面积约15万m2。
项目的核心部分是一座可容纳1 500人的高级室内剧场。
大空间室内气流组织的数值模拟与设计应用
大空间室内气流组织的数值模拟与设计应用摘要：本文根据计算流体动力学（computational fluid mechanics， cfd）理论，利用基于控制体积的数值模拟方法对大空间区域的气流组织进行模拟计算，通过比较分析冬、夏两个季节的设备余压、送风风速以及送风角度等参数，获得优化的空调设计条件：选用机外余压为120pa的vrv空调室内机，风量、风速在一定范围内可调，采用可调式球型喷口作为送风风口，百叶风口作为回风口，侧送上回的气流组织形式。
关键词：vrv空调系统；气流组织；cfd；数值模拟；射流1 引言随着现代人们生活水平的提高，高大空间在建筑物内应用越来越广泛，人们对大空间的室内环境也提出了更高的要求。
建筑空间内的气流组织形式决定了空调区人员的舒适性以及空调能耗的多少，因此各种气流组织形式在高大空间中的应用引起了广泛讨论。
李琳等对分层空调、置换通风、地板送风以及碰撞射流等四种形式作了相应分析和比较[1～6]。
为了评价空气入流条件对空气流动情况的影响，赵彬等提出应用于空气流动数值模拟的风口模型新思路[7]；罗卓英等应用n点风口模型模拟百叶风口在空调房间内的影响[8]；任荣等比较了喷口风口和喷口加二次气流送风形式对冬季分层空调的影响[9]。
本文以江苏淮安玖珑湾商务中心销售大厅作为研究对象（图1），借助cfd软件进行数值模拟计算，得出最优的空调设计条件。
2 项目概况江苏省淮安市玖珑湾项目商务中心，总建筑面积5979.22平方米，建筑高度18.4米，共3层高，属于一类公共建筑。
主要功能包括销售大厅、餐饮、恒温游泳池、运动健身区、展厅等。
根据建筑使用功能、使用时间以及业态管理方式的不同，结合当地不同季节的冷、热需求特点，以及空调系统布置位置的局限，选用变制冷剂流量（variable refrigerant volume，vrv）空调系统，进行夏季供冷，冬季供暖。
由于业主装修的方案，限制该空间只能使用侧送上回的气流组织形式，故采用数值模拟的方法来进行辅助分析，帮助解决暖通设计中设备机外余压、风口选型、风口出流速度及出流角度等参数问题。
建筑空间气流流场模拟与室内环境舒适性评估
建筑空间气流流场模拟与室内环境舒适性评估近年来，随着人们对生活质量的要求不断提高，建筑空间的室内环境舒适性成为了一个关注的焦点。
在建筑设计和实际使用过程中，对室内空气流动状况的模拟与评估变得愈发重要。
基于此，建筑空间气流流场模拟与室内环境舒适性评估成为了设计师和研究人员们关注和研究的热门领域。
建筑空间气流流场模拟是通过数值模拟手段计算建筑空间内的气流流动状态。
流体动力学模拟（CFD）是其中最常用的方法之一。
CFD 可以通过数学模型对建筑内各个位置的温度、湿度、压力等因素进行模拟计算，并对空气流动情况进行预测。
通过改变不同的设计参数，如风机布局、开窗位置和大小等，可以优化建筑内的空气流动效果，提高室内的空气品质和舒适性。
在进行建筑空间气流流场模拟前，需要确定一些基本参数，如建筑形状、通风系统的布局和材料的传热性能等。
然后，使用CFD软件，输入建筑的几何模型和物理参数，包括建筑的大小、楼层高度、墙体结构等，以及室内外的温度、湿度和压力等数据。
通过CFD模拟软件计算，可以得到建筑内部各个位置的流速、压力和温度等参数。
基于建筑空间气流流场模拟的结果，可以进行室内环境舒适性评估。
舒适性评估包括室内空气质量、室内温湿度舒适度和室内噪音水平等指标的评估。
通过建筑空间模拟，可以提前预测和评估不同设计方案对于这些指标的影响，进而优化设计方案，提供更好的室内环境。
在实际应用中，建筑空间气流流场模拟与室内环境舒适性评估可以帮助设计师和建筑工程师更好地理解建筑内部空气流动的分布和特性。
通过模拟分析，可以提供一些实用的设计建议，如调整通风口的布局、采用适当的隔墙设计等，来改善室内空气质量和舒适性。
此外，在建筑施工过程中，基于模拟结果还可以通过调整材料、增设隔音装置等方式，进一步提升室内环境的品质。
然而，建筑空间气流流场模拟与室内环境舒适性评估仍然存在一些挑战。
首先，模拟软件的准确性和可靠性需要进一步提升，以提供更准确的模拟结果。
大空间建筑室内气流组织数值模拟与舒适性分析
大空间建筑室内气流组织数值模拟与舒适性分析摘要：在我国快速发展的过程中，我国的国民经济得到了快速的发展，分别对采用百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调、置换通风方式的大空间建筑空调室内气流的速度场和温度场进行了数值模拟,并对其结果进行了实验验证。
根据ADPI指标对这几种送回风方式进行了热舒适性评价。
结果表明,分层空调和置换通风是大空间建筑中较好的气流组织方式。
关键词：大空间建筑；气流组织；速度场；温度场；数值模拟引言常规空调系统气流组织的设计是以送风射流为基础,通过反复迭代对温度和速度进行校核,最后找到合理的送回风方案和参数。
空调房间的送风射流大多属于多股非等温受限湍流射流,而一般的设计方法是在单股等温湍流送风射流规律的基础上,引入射流受限、射流重合和非等温射流修正系数,这种方法忽略了很多其他因素,如排风口的尺寸和位置、热源的性质和位置等,因此必然有一定的误差,在某些情况下甚至有很大的误差。
若简单地将这种方法用于高大空间空调系统的气流组织设计,是不合适的。
对于高大空间空调系统的气流组织设计,目前尚无成熟的理论和实验结论,主要研究手段是将气流数值分析和模型相结合。
由于气流数值分析涉及室内各种可能的内扰、边界条件和初始条件,因此能全面地反映室内的气流分布情况,从而便于确定最优的气流组织方案。
1大空间气流组织的研究意义对于现代的工艺空调车间，不但要满足工艺方面的要求，而且还要营造良好的室内人工环境。
在生产过程中必须保证生产工艺所要求的温度、风速、湿度，为生产提供条件，同时也要求提供合适的新风量，保证一定的洁净度和噪声标准，为工作人员提供良好的工作环境。
在各类工艺空调建筑内，空气调节是实现这些人工环境的最佳手段。
在大空间空调中，经过处理的空气由送风口进入，与室内空气进行热湿交换，经过回风口排出。
空气的进入与排出，必然引起室内空气的流动，而不同的空气流动状况有不同的空调效果，合理组织室内空气的流动，使室内空气的温度、湿度、流动速度等能更好地满足工艺要求，符合人们的舒适感觉。
几种高大空间公共建筑气流组织形式及热舒适性的CFD模拟研究
几种高大空间公共建筑气流组织形式及热舒适性的CFD模拟研究姚赛同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司摘要：文中讨论了几种高大空间公共建筑（如剧场、展厅、体育馆）气流组织的形式，以及设计要点，并对此提出对策。
归纳了几种不同类型的高大空间公共建筑气流组织的适宜方式以及热舒适性的CFD模拟研究。
关键词：高大空间；气流组织；热舒适性；CFD模拟DOI:10.13770/ki.issn2095-705x.2019.05.007Several Large Space in Form of Public Buildings Airflow and Thermal Comfort CFD SimulationYao SaiTongji Architectural Design(Group)Co.,Ltd.Abstract:This paper discusses several large space for public buildings(such as theaters,exhibition halls,stadiums)in the form of air distribution,as well as design elements,and put forward countermea-sures,summarizes the way suitable for several different types of large space for public buildings and hot air distribution comfort CFD simulation.Key words:Tall Space；Air；Thermal Comfort；CFD Simulations0引言暖通设计，几种典型的高大建筑的空调对于设计人员非常重要。
影剧院、音乐厅、体育馆、展览厅、航空机场等高大空间的公共建筑，都有着高度高、体积大、空调负荷大、人员活动高度远低于室内总高度、能源消耗量大，对空调质量要求高等特点。
例析大空间气流组织分布仿真模拟
例析大空间气流组织分布仿真模拟一.研究背景论述首先在研究的开始要搞清楚气流组织分布的实际含义。
所谓气流组织，即指对气流流向和均匀度进行组织。
在空调房间里合理的布置送风口和回风口，使经过了处理，净化的空气被送风口送到室内后，在与室内的空气混合并且扩散后，均匀的消除室内的余湿和余热。
从而使得室内形成一个均匀，稳定，有着合理的湿度和温度的状态，最终目的即使得室内的人感到舒适。
而与此同时，回风口抽调走室内的空气，将大部分的风返回到空气处理机组，还有一小部分的风就会被排到室外。
气流组织对建筑空间内的空气温度，湿度和分布是否符合各种生产或生活的要求有着重大的影响，甚至起着决定性作用。
在一栋现代化的体育馆这种大空间的建筑中，除了必备的体育设施，必须有良好流通的空气。
特别是在比赛大厅中的空调是重中之重。
而气流组织又是体育馆空调设计的关键，它不仅直接影响到体育馆内空调能否达到预期的效果，而且还与空调方案的经济性，如运行的费用，是否节能等方面有着密切的联系。
因此可看出在设计中的重要性。
了解气流组织的实际效果主要有两个部分：即建设之前的预测和建成之后的实测。
设计前的预测主要有射流理论分析，模拟实验，数值模拟（CFD），区域化模型三种方法。
在此着重介绍数值模拟（CFD）这一方法。
CFD数值模拟这一方法与其他的方法相比较有着得天独厚的优势，比如成本低，速度快且适用的范围广。
它是伴随着计算机技术和数值计算技术的发展而逐渐得以发展的自从CFD在1974年由丹麦的学者P.V.Nilsen应用于空调室内的空气气流组织的模拟数值以来，短短的40年间，CFD在应用空调气流组织方面取得了飞速的进步和发展。
在CFD的研究方面分为基础研究和应用研究。
在基础研究方面包括：室内研究的简化模拟，室内空气流动模拟等，在应用研究方面又可分为自然通风的数值模拟，VOC散发数值模拟，置换通风的数值模拟等。
而本文的研究方向是在室内研究的简化模拟的基础之上的高大空间数值模拟应用模拟研究。
大空间气流组织的数值模拟及优化
(u ) (v ) (w )
ρ=
+
+
= Γ + Γ + Γ +S
x
y
z
xx y y zz
式中， 为通用变量，代表 u ， v ， w ，T，Cs，等求 解变量，为广义扩散系数；S 为广义源项； u ， v ， w 为速
收稿日期：2 01 1- 0 9- 03 作者简介：陈雷娟（1 98 8- ），女，浙江海洋学院船舶与建筑工程学院建筑环境与设备工程专业本科生。
3
8
1
0
4
6
15
7.5
291
5
30
1
7.5
6
60ຫໍສະໝຸດ 5.52917
9.5
第 11 卷
图 8 不同工况下 z=2m处的速度等值线图
图 9 不同工况下 z =2m处的温度等值线图 表 4 不同工况下人员活动区计算结果
指标 平均速度 速度不均匀 平均温度 温度不均匀 平均 ΔET 值
ADPI
工况 （m/ s）
况下满足热舒适的要求，并降低能源消耗。文中使用 FLUENT 软件，采用经浮力修正的 k ε模型，使用 SI MPLE
算法进行数值离散，利用 C F D 方法对某大空间建筑的分层空调进行了三维数值模拟。分析了上送下回方式在送风
速度变化时，室内的温度速度的变化规律，并研究了室内空气在各种气流组织形式下的速度、温度分布规律。
四、总结 （1 ）利用 F LUE NT 软件进行大空间分层空调空气流动 预测的应 用是可行的，它能有效率地 适应不同计算工况的特
点；可以 将所求解的速度分布、温度 分布等参数的规律以形 象、直观的方式表现出来，这样便于技术人员比较分析。
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大空间建筑室内气流组织数值模拟与舒适性分析
发表时间：2019-04-30T10:40:18.810Z 来源：《基层建设》2019年第4期作者：王雷谢恩
[导读] 摘要：在我国快速发展的过程中，我国的国民经济得到了快速的发展，分别对采用百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调、置换通风方式的大空间建筑空调室内气流的速度场和温度场进行了数值模拟,并对其结果进行了实验验证。
中建三局第一建设工程有限责任公司湖北武汉 430040
摘要：在我国快速发展的过程中，我国的国民经济得到了快速的发展，分别对采用百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调、置换通风方式的大空间建筑空调室内气流的速度场和温度场进行了数值模拟,并对其结果进行了实验验证。
根据ADPI指标对这几种送回风方式进行了热舒适性评价。
结果表明,分层空调和置换通风是大空间建筑中较好的气流组织方式。
关键词：大空间建筑；气流组织；速度场；温度场；数值模拟
引言
常规空调系统气流组织的设计是以送风射流为基础,通过反复迭代对温度和速度进行校核,最后找到合理的送回风方案和参数。
空调房间的送风射流大多属于多股非等温受限湍流射流,而一般的设计方法是在单股等温湍流送风射流规律的基础上,引入射流受限、射流重合和非等温射流修正系数,这种方法忽略了很多其他因素,如排风口的尺寸和位置、热源的性质和位置等,因此必然有一定的误差,在某些情况下甚至有很大的误差。
若简单地将这种方法用于高大空间空调系统的气流组织设计,是不合适的。
对于高大空间空调系统的气流组织设计,目前尚无成熟的理论和实验结论,主要研究手段是将气流数值分析和模型相结合。
由于气流数值分析涉及室内各种可能的内扰、边界条件和初始条件,因此能全面地反映室内的气流分布情况,从而便于确定最优的气流组织方案。
1大空间气流组织的研究意义
对于现代的工艺空调车间，不但要满足工艺方面的要求，而且还要营造良好的室内人工环境。
在生产过程中必须保证生产工艺所要求的温度、风速、湿度，为生产提供条件，同时也要求提供合适的新风量，保证一定的洁净度和噪声标准，为工作人员提供良好的工作环境。
在各类工艺空调建筑内，空气调节是实现这些人工环境的最佳手段。
在大空间空调中，经过处理的空气由送风口进入，与室内空气进行热湿交换，经过回风口排出。
空气的进入与排出，必然引起室内空气的流动，而不同的空气流动状况有不同的空调效果，合理组织室内空气的流动，使室内空气的温度、湿度、流动速度等能更好地满足工艺要求，符合人们的舒适感觉。
由此可见，大空间气流组织直接影响室内的空调效果，是关系到工作区的温湿度基数、精度及区域温差、工作区的气流速度及洁净度和人们舒适感觉的重要因素，是空气调节的重要环节，对其进行研究己口渐成为一项重要的课题。
2大空间建筑室内气流组织有限元法数值模拟
2.1物理模型假设
机械通风房间内的空气流动多属于非稳态湍流流动,直接模拟尚不现实。
在解决实际问题时,需要对物理模型进行一定的假设和简化处理。
笔者作了以下假设:1)室内空气为低速不可压缩气体,且符合Boussinesq假设;2)室内空气流动为准稳态湍流流动;3)忽略能量方程中由于黏性作用引起的能量耗散。
4）控制方程求解与罚函数的采用应用K-ε两方程模型模拟湍流,加上连续性方程、动量方程、能量方程组成控制方程组。
方程组中空气密度ρ=1.1941kg/m3,黏度μ=1.81×10-5Pas,6个经验系数的取值如下:Cμ=0.09,C1=1.44,C2=1.92,σT=0.9～
1.0,σK=1.0,σε=1.3。
对流场控制方程用有限元法求解。
为防止病态方程组出现,本文采用罚函数法。
罚函数模型是压力速度模型的变形形式,把连续方程作为罚函数约束导入动量方程从而消去压力项,得到只有速度项的动量方程,即令p=-λp(v)(1)式中λp是罚参数。
在求解其他变量之前,将压力从全部未知量中消去,这将减少求解未知量的数目。
压力在其他变量求出后重新求得。
2.2各种送风方式下大空间室内气流组织数值模拟
2.2.1下送风方式(置换通风)室内气流组织模拟
置换通风气流组织的影响因素很多,例如热源的大小和位置、送风温度以及障碍物的高度和位置等。
由于长方体内热源模型的假设不能很好反映置换通风的流动特点,所以在此将内热源简化为一个处于房间底部正中间的面积为0.4m×0.4m的面热源,热源温度为40℃。
为了模拟热源气流的上升,假设送风速度为0.3m/s,考虑冷气流的特点,假定地面温度为22℃,其余边界条件与前文相同。
置换通风的送风温差一般为2～4℃,本文取4℃,则送风温度为22℃,送风速度为0.25m/s,送风口尺寸为1.0m×0.5m。
尺寸为1.0m×0.5m的回风口布置在屋顶靠近置换装置的一侧,回风速度为0.35m/s。
模拟显示z=0.1m断面上平均温度为22.66℃,平均速度为0.025m/s。
2.2.2边界条件的处理
室内温度设定为(26±2)℃,内墙的温度设定为26℃,外墙为26.5℃,屋顶为26℃。
人体和设备的发热功率之和为600W。
本文应用有限元的非统一网格,在人体和设备周围、外墙附近及风口附近对网格进行加密,在壁面附近采用壁面函数法。
非线性方程组由FIDAP(流体力学有限元软件包)的求解器通过迭代求解。
2.3五种送回风方式室内气流分布特性评价
对舒适性空调来说,评价标准不外乎舒适性和经济性两个方面,前者是对气流在工作区形成的温度场、速度场能否满足人员的卫生和舒适要求的评价,后者则考虑为消除工作区的余热,送风的耗冷量是否最低。
对气流组织性能有多种评价指标,如温度不均匀系数kt,速度不均匀系数kv,符合给定条件测点比例数F,以及能量利用系数η等。
3送回风参数对地面附近温度场和速度场的影响
前面我们对子午胎车间在冬夏两季最不利情况下进行了气流组织模拟预测，并对其设计效果进行了评价，结果表明原来的设计将使车间内冬季温度偏高，夏季温度偏低，不利于节能。
这一章中我们将对夏季最不利工况进行研究，模拟预测子午胎车间在不同送风参数和回风口高度下的温度场和速度场，对比分析找出最佳送风参数和回风口高度，力图得出同类大空间车间的设计规律。
4结论
从流场情况看,上送风的几种形式中,百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调有相似的气流流动规律,但分层空调较为节能;喷口送风工作区平均温度、速度均较低,垂直温差、不均匀系数均较小,能量利用系数较大;散流器顶送下回方式气流在整个空间的分布较均匀,可较好地减少内热源对周围环境的热影响(z=1.1m平面上最高温度值比其他方式小),但其平均速度较大,在风口下部的人有吹风感;百叶
侧送侧回是最差的一种方式,其垂直温差最大,平均温度最高,不均匀系数较大,能量利用系数较低。
置换通风的造价相对较低,工作区内的温度场和速度场也较均匀,能量利用系数较高,有较好的节能效果。
结语
总之,从舒适、节能的要求看,上送风方式的分层空调、下送风方式的置换通风在大空间建筑空调中是较好的送风方式。
参考文献：
[1] 谭良才,陈沛霖.高大空间恒温气流组织设计方法研究[J].暖通空调,2002,32(2):14.
[2] 马国彬,魏学孟.重力循环空调房间气流组织的数值模拟[J].建筑热能通风空调,2002(2):4046.
[3] 范存养.大空间建筑空调设计及工程实录[M].北京:中国建筑工业出版社,2001:2223.
[4] 黄翔,连之伟.空调工程应用[M].北京:科学出版社,1999:8496.
[5] 胡定科.大空间建筑室内气流数值模拟及控制研究[D].石家庄:石家庄铁道学院,2003:3370.。