专题 建筑总平面优化设计 风环境 热环境

3、界 面
菜单栏
工具栏
可视化界面
标题
快捷键 建模与 前处理 位置
尺寸
视窗 调整
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可执行该操作调 出 编辑框等各操作窗口
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用来调整视图区对象的位 置、方向、大小等
视窗 调整
10
Run
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➢Pre processor：前处理中设置物 体属性和计算设置 ➢Parallel Solver or Solver：计算 求解 ➢Post Processor：后处理中进行 计算结果的查看
热岛强度：城市内一个区域的气温与郊区气温的差别，用两者差值表 示。
（三）自然通风、热岛效应分析软件
1、PHOENICS介绍
v PHOENICS软件是一款集室内、室外通风、热岛分析功能 于一体的绿色建筑节能评估软件。 v 可准确模拟建筑内部、建筑周围风速、风速放大系数、风 压、温度等分布情况，为优化建筑布局，改善建筑物朝向、开窗 位置、空调布局等提供方案指导。 v 同时PHOENICS软件在消防安全、火灾烟雾、城区污染物 扩散等方面也有广泛应用。
（一）、模型导入设置
1、打开PHOENICS软件，新建flair模块。
OK
前处理设置
FLAIR:是英国CHAM公司针对建筑及暖通空调专业设计的CFD专用模块
2、导入物体。 选择New Object，打开新建物体对话框。
3、设置物体的类型、大小、位置和形状。
➢设置物体形状，打开shape，从Geometry对话框可以找到 PHOENICS自带的各种各样几何形状的物体。
速度矢量 vector toggle （风压）
点击此方向图 标显示如图中
风压矢量图
点击此方向图标显示如图中风速矢量图
点击此处,出现左侧对 话框(Viewer Options),
设置风速显示范围
输入显示的 风速最小值 、最大值。
风速标尺由整 个计算区域的 速度值勤范围 调整至设置值 勤范围
调整矢量图的疏密
调整矢量箭 头大小
设置矢量箭头 X、Y、Z三个 方向的距离
调整速度值显示范围后的效果如下图 轮廓更清晰
截取X轴不同距离处的截面观察来流风绕过建筑的流场变化情况
图形界面元素显示选择
wenku.baidu.com
右击此键，弹出 View Options对话框 架，设置图中相关 元素是否需要显示
。
单击 快捷栏C按钮 ，查看其他变量
选择object，鼠标右键 35
（五）前处理操作
1、项目命名
点击MENU为项 目标识名字
2、PHOENICS设置：
1)物理模型
主要在domain setting 窗口的Models里面选择 Model里面还有一些其他的常用模型：速度和压力场，温度场，舒适度， 湿度，烟气等。
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Energy Equation——Temperature——off；Turbulence models——KEMODL
专题 建筑总平面优化设计
设计要点：
综合分析场地室外的风环境、光环境（日照）与周边噪声 ，做好设计前期的分析工作，能够在设计时对场地的气候 环境、人工环境尽可能准确地掌握，以达到合理设计的目 的。
Ⅰ: 室外通风模拟
一、概 述
（一）计算依据 《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378—2006） 《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378—2015） 《绿色建筑评价技术细则》 《湖北省绿色建筑评价标准实施细则》
（二）标准要求
依据《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378—2006）第4章居住建筑 第1节节地与室外环境4.1.13规定“住区风环境有利于冬季室外行走 舒适及过渡季、夏季的自然通风”。
《湖北省绿色建筑评价标准实施细则》
Phoenics界面和菜单
1、 场地内风环境有利于冬季室外行走舒适及过渡季、 夏季的自然通风，评价分值：6分。评分规则如下：
Geometry scaling factor
1.000000------------单位换算
PHOENICS的默认单位 为米(m)，如果导入的 CAD文件是以mm为单位 ，这里输入系数0.001， 将其转化成m。点击 apply ------》ok
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（二 ） 计算域的确定
前导处则理：操作
模型的计算区域：建筑覆盖区域小于整个计算区域面积3％ ；以目标建筑为中心，半径 6H（建筑物高度）范围内为水 平计算区域。建筑上方计算区域要大于3H （建筑物高度）
2、 缓解城市热岛效应，评价分值：4分。评分规则如下：
（1）夏季典型日室外日平均热岛强度不高于1.5℃，得4分； （2）当不便于按第1款评判时，若采取下列措施中的至少2项，得4分 ： 1) 红线范围内户外活动场地有遮荫措施的面积超过50%； 2) 超过70%的建筑外墙和屋顶的太阳辐射反射系数不低于0.4； 3) 超过70%的道路的太阳辐射反射系数不低于0.4； 4) 夏季空调室外排热较标准情况降低50%以上。
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4)源相设置
本处不做修改，使用默认设置，单击Top Menu
重力
循环边界条件（首尾相接）
科氏力
壁面函数 粗糙度
采用Inform增加源项
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5)Numerics选项设置
可以设置计算时间（迭代步），收敛参数，松弛因子，差分格式等。
松弛因子 变量溢出限制
计算时间控制 收敛控制 矢量迭代控制 差分格式选择
Current variable 当前变量 Minimum value 和maximum value 设置颜色标尺的最大最小值 Line 等值线 Transparent 透明 Averaged 平均值 Continuous 云图渐变过渡 Update palette 设置颜色块 Opaqueness 透明度
后处理查看
PHOENICS自带的VR-viewer
单击 'Run', 'Post processor', 选择 GUI Post processor (VR Viewer) 。
云图 矢量图 显示的切面 显示的变量
当前显示的截面位置
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云图contour toggle (风速）
云图contour toggle （风压）
模型导入PHOENICS软件的几点要求如下：
CAD的导出： 1.必须是三维实体图形 2.图形实体位于第一象限 3.输出格式为STL
SketchUP模型导入PHOENICS软件中的注意点： 1.必须是三维封闭的图形 2.所有的面的方向朝外 3.文件的输出格式为3DS，单位为m
三、计算流程图
1、模型导入 2、调整计算域：边界高度调整为实体模型最 高高度的3～6倍。 3、设置风的环境边界条件 4、调整网格数量。 5、设置具体的求解模型（前处理操作） 6、求解 7、分析图（后处理操作）
（三）、 WIND的属性
选择New Object，打开新建物体对话框。设置风的属性 。
天空 地平面
风速 风向
风速位置
梯度风-指数/对数风 垂直方向
粗糙度
风速
（四）网格设置和调整 导则要求 网格划分：根据建筑边长划分适当的网格；重点观测区
域要在地面以上第三个内或更高的网格内（1.5米）
1.5m 高度以内3个网格
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点击Numerices：Total number of iterations设为1500（针对小区）；(迭代次 数越多越精确,但时间也会越长)
Output选项设置
Output项可以设置监视点的位置 ，合成速度输出设置，瞬态求解时各时刻输出 数据的存储设置等等 本处不做修改，使用默认设置，单击Top Menu
监测点位置
探头位置
导出量，如流场速度（XYZ方向速度合成）、热传系数、Mach数等 力和力矩输出
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五、求解计算
收敛的判断
计算未完成但收敛良好的情况下可中途停止计算，方法如下： 1.按键盘任一键; 2.鼠标点击视图中的”Endjob”.
P---压力; T---温度; V---速度; C---参数控制.
单击Free all，
则会均匀划分
网格
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c 渐变网格
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正负号表示网格变化方向 |Power|>1, 表示网格渐渐变大 |Power|<1, 表示网格渐渐变小
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D . 物体影响网格（ Object affects grid ） 物体影响网格（ Object affects grid ）功能可以对三个方向进行选择
2)材料和环境参数
物质属性的选择:材料属性有固体，液体，气体和其他材料选择 本处不做修改，使用默认设置，单击Top Menu
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3)初始化设置
Activate Restart for all variables，激活后将以上次计算结果为初始条件进行计算 ，Reset initial values to default，重新开始计算。 点击 Reset initial values to default后，单击Top Menu接受修改
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将stl文件读入进来之后
Take size from Geometry file Yes-------------------读取物体的几何尺寸
Take position from Geometry file Yes-------------------读取物体的位置
Origin of CAD co-ordinate system From CAD---------原CAD坐标
3.设置流 线形状
4.设置流 线粗细
3.设置流线 绘制方式
1.右击设置指针、 坐标显示
2.右击弹出流线设置对 话框(Streamline options)
3.新建流线
1.左键单击此流 线绘制图标出现 Streamline Management对话 框
2.调整指针位置 作为流线绘制起 点 4.单击 Animate 即可看见流线运 动
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二、建 模
1、CAD建模（闭合的PL线描摹建筑的外形,封闭该轮廓——reg（ region)使建筑轮廓线变成面域——ext拉伸体——union组合体—— stlout输出为.stl格式的文件，“创建二进制STL文件”选“否”。
2、SketchUp建模：a）将SketchUp模型保存为dxf格式 b）将dxf文件 导入pro-e，选择“零件”。c）保存为STL文件，选择“asc2码”d） 导入PHOENICS。 注意：1）SketchUp里面的面需要是正的且各面能组成封闭的体，否 则导入会失败。2）各个封闭的体之间不能相互交叠。3）导入 phonenics时，需要改变定点坐标（0，0，0），比例0.001（如果在 sketchup中的单位是毫米的话）
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。 2）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5Pa， 得1分。 3）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；或50%以上建筑的可开启外窗表面的风压差大于0.5Pa。得3分。
设置区域的大小：区域6H （绿建） 12-16H（研究） 高度方向：3-6H
•设置区域的大小 •设置物体的位置
NOTE: ➢选中物体模型时，Position和 size为在此模型的位置和大小 ➢没有选中如何物体时，Position 为probe（监测点）的位置，Size 为计算域大小
在此处设置位置及尺寸
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设置矢量箭头长度 设置矢量箭头疏密度
Show grid 显示网格 Show slice显示切面 Show min max location显示最 大值和最小值 Show probe显示监测点 Show cell position 显示网格位 置 Show axes 显示坐标轴 Show plot title 显示标题 Show contour key显示颜色条
（四）网格设置和调整 网格疏密的调整操作
PARSOL
计算域尺寸 网格数
坐标系选择
分块网格 加密处理
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稳态与非稳态
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A 直接加密
B 均匀网格
如果有一定网格划分基础的话，可以分别打开X direction、Y direction、Z direction。可以
对各个区块详细划分。
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设置等值面图
设置查看范围 64
计算结果生成动画
1、做流线图动画。设定流线形式、数目、方向、起始和 终点位置。
2、单击 OK，弹出 Streamline Management对话框，选 择 Object—New，单击 OK就产生流线。
3、单击 Animate，即可看见流线运动
流线图的产生方法