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1、目录目录31模拟概述4项目概况4气候概况5通风原理5参考依据6评价标准6绿建标准6通风效果评价标准72分析流程7评价方法7评价工具7评价方法7几何模型7图纸分析8模型观察10网格划分11网格密度11网格质量11湍流模型12边界条件12数学模型12求解方法14算法说明14差分格式14模拟工况14室外结果分析14门窗风压表163结果分析17换气次数表17通风开口面积17气流组织分析204结论建议221 模拟概述1.1 项目概况 XX项目位于新城中央商务区，西、南两侧邻城市主干道越王大道，永和路西望客家文化公园，东临东江，交通十分方便快捷。总用地面积为27623平方米, 总建筑面积116550.22
2、，建设内容为住宅、商业、办公与其他相关配套用房。其中，办公组团位于项目南端，用地面积11118，计容建筑面积46069.10，容积率4.14.地上26层，一至三层裙楼为商业和银行，其余为办公室，地下两层，建造面积12401.64，为地下车库和设备用房。项目总平面图如如下图所示：图1XX市XX项目总平面1.2 气候概况 XX市位于某某省东北部、东江中上游。其X围是东经11414-11536，北纬2310-2427。东接某某市，东南与某某市接壤，南邻某某市，西连某某市，北连某某省某某市。XX市风向季节变化明显，4-8月多吹南风，1-3月与9-12月以北风为主，各月均以静风频率为最高，8-10月为4
3、0%-44%，其余各月均为31%-38%，年平均风速为1.5m/s，各月风速变化不大，在1.2 -1.7m/s之间。1.3 通风原理 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和构造设计。风洞试验明确：当风吹向建筑时，因受到建筑的阻挡，会在建筑的迎风面产生正压。而当气流绕过建筑的各个侧面与背面，会在相应位置产生负压，如图2所示。图2 建筑物在风力作用下的压力分布+ 附加压力为正； 附加压力为负a平屋顶建筑立剖面；b倾角 30坡屋顶建筑立剖面；c倾角 45坡屋顶建筑立剖面；d建筑平面图 室内通风就是利用建筑
4、的迎风面和背风面之间的压力差实现空气的流通，压力差的大小与建筑的形式、建筑与风的夹角以与建筑周围的环境有关；当然必须有合理的室内构造布局才可最终实现良好的室内通风。1.4 参考依据 本项目主要依据标准为绿色建筑评价标准GB/T 503782014，其他标准同时作为参考依据，包括：建筑通风效果测试与评价标准JGJ/T 3092013；绿色建筑评价技术细如此委托方提供的XX市XX项目的平面图、建筑专业设计图纸、设计效果图等图纸资料民用建筑设计通如此GB 503522005委托方提供的其他相关资料1.5 评价标准1.5.1 绿建标准绿色建筑评价标准GB/T 503782014其中8.2.10对建筑的
5、室内自然通风效果的评价规如此为：1 居住建筑： 按如下 2 项的规如此分别评分并累计：1) 通风开口面积与房间地板面积的比例在夏热冬暖地区达到 10%，在夏热冬冷地区达到 8%，在其他地区达到 5%，得 10 分；2) 设有明卫，得 3 分。2 公共建筑：根据在过渡季典型工况下主要功能房间平均自然通风换气次数不小于 2 次/h 的面积比例，按照下表的规如此评分，最高得 13 分。表1 公共建筑过渡季节典型工况下主要功能房间自然通风评分规如此面积比例 RR得分60%RR65%665%RR70%770%RR75%875%RR80%980%RR85%1085%RRR90%1190%RR95%12RR
6、95%131.5.2 通风效果评价标准建筑通风效果测试与评价标准JGJ/T 3092013中3.2.7提到建筑中人员主要停留房间的气流组织应符合如下规定： 人员活动区气流组织应分布均匀，防止漩涡； 住宅室内通风应从客厅、卧室和书房等主要房间流向厨房和卫生间等功能性房间； 公共建筑应根据不同功能区域合理组织气流，保证人员活动区位于空气较新鲜的位置； 室内污染的空气应与时排出；2 分析流程2.1 评价方法2.1.1 评价工具 本项目参考建筑通风效果测试与评价标准JGJ/T 3092013中数值模拟的方法评价室内通风效果。其中数值模拟软件采用斯维尔Vent2014软件的室内通风模块。 斯维尔Vent
7、2014软件室内通风模拟依据CFD根本求解原理和流程，紧贴绿色建筑评价标准GB/T 50378-2014对室内通风的要求，并参考建筑通风效果测试与评价标准JGJ/T309-2013标准对于模拟评价的要求，直接输出门窗风压表，通风开口面积比例表以与换气次数达标面积比例表，并且输出室内通风效果云图和矢量图，直观显示室内气流组织分布。2.1.2 评价方法 软件将按照绿色建筑评价标准GB/T 503782014要求出具的报告内容，提供门窗风压表作为计算室内通风的条件，并提供换气次数、室内气流组织分布彩图以与报告模板。 进展室内通风评价时，宜选择典型户型或者最不利房间作为根本分析对象，重点考虑人行走高度
8、水平面的通风状况，依据上述信息并对照标准条款评价室内通风效果是否达标。2.2 几何模型 本报告根据委托方提供的建筑设计图纸等其它相关资料建立XX办公楼项目室内自热通风模型。假如由于委托方提供资料不实或方案变化而导致分析过失，我方将不予保证。Vent软件直接从室内模型中提取模拟分析所需的建筑内部边界，即为建筑内墙与空气接触的并有通风洞口的边界，此处通风洞口通常指门窗；这个边界包围的空间作为室内通风分析的几何模型或者计算区域。通过图纸分析和模型观察可确定几何模型是否正确：2.2.1 图纸分析办公楼45标准层，其平面图与轴侧图分别如图3、图4、图5所示。图3XX市XX项目办公楼标准层建筑平面图图4X
9、X市XX项目办公楼标准层室内自然通风分析模型轴测图图5XX市XX项目办公楼标准层室内自然通风分析模型平面图2.2.2 模型观察图6XX项目办公楼模型图7XX项目办公楼4-5层标准层模型2.3 网格划分2.3.1 网格密度对于室内通风，速度可能发生较大变化的窗户、门、墙的拐角附近，网格需要特别加密，以捕捉这些局部特征对风场的影响。Vent2014采用初始网格尺寸、最大细分级数和最小细分级数控制加密网格。图8 XX项目办公楼4-5层标准层网格划分2.3.2 网格质量只有网格质量合格才可以进展下一步计算，建筑通风效果测试与评价标准中提到在模拟前需判定网格质量，Vent2014采用网格质量自动判定网格
10、质量是否合格。2.4 湍流模型 湍流模型反映了流体流动的状态，在流体力学数值模拟中，不同的流体流动应该选择适宜的湍流模型才会最大限度模拟出真实的流场数值。Vent2014依据建筑通风效果测试与评价标准JGJ/T 3092013推荐的RNG k湍流模型进展室外流场计算。下表为几种工程流体中常见的湍流模型适用性：常用湍流模型特点和适用工况 standard k- 模型简单的工业流场和热交换模拟，无较大压力梯度、别离、强曲率流，适用于初始的参数研究RNG k-模型适合包括快速应变的复杂剪切流、中等旋涡流动、局部转捩流如边界层别离、钝体尾迹涡、大角度失速、房间通风、室外空气流动realizable k
11、- 模型旋转流动、强逆压梯度的边界层流动、流动别离和二次流，类似于RNG2.5 边界条件Vent2014先进展室外风场的计算，计算之后会提取各个窗户外表压力值；之后在进展室内通风计算时，将所需的窗户外表压力值自动赋予对应窗户边界，作为室内分析的初始边界条件。2.6 数学模型 CFD 方法是针对流体流动的质量守恒、动量守恒和能量守恒建立数学控制方程，其一般形式如下表所示： 该式中的可以是速度、湍流动能、湍流耗散率以与温度等。针对不同的方程，其具体表现形式如Error! Reference source not found.。表 1 计算流体力学的控制方程名称变量连续性方程100x 速度y 速度z
12、 速度湍流动能湍流耗散温度Error! Reference source not found.中的常数如下：， ， ， ， ， ， ， 由 计算其中 。如果 ，如此 ，其中，2.7 求解方法2.7.1 算法说明 目前CFD计算方法方法主要采用有限差分法和有限体积法。一般情况下，两者的数学本质与其表达是一样的，只是物理含义有所区别，有限差分基于微分的思想，有限体积基于物理守恒的原理。Vent2014软件采用有限体积法，同时采用压强校正法SIMPLE处理连续性方程，将运动方程的差分方程代入连续性方程建立起基于连续性方程代数离散的压强联系方程，求解压强量或压强调整量。2.7.2 差分格式CFD计算需
13、要将CFD数学模型中的高度非线性的方程离散为可用于求解的方程，这个过程需要用到差分方法。Vent2014采用二阶迎风格式对方程进展离散，二阶迎风格式的准确性可满足一般流体模拟计算的要求，同时满足建筑通风效果测试与评价标准JGJ/T 3092013对于数值模拟算法的要求。2.8 模拟工况2.8.1 室外结果分析在室内通风分析前，首先要根据室外风环境模拟分析结果确定目标建筑外表风压，本报告主要分析办公楼室内整体的流场分布与通风换气情况。根据本项目室外风环境情况可知，XX市XX办公楼夏季建筑前后压差都在3Pa8Pa左右，室内本报告选取最不利的45层标准层作为分析对象，分析在风压作用下室内各房间的通风
14、换气情况以与整体的通风效果。建筑外表风压如下所示：图9整体外表迎风侧压力分布图10整体外表背风侧压力分布2.8.2 门窗风压表分类编号朝向风压(Pa)是否开启第4层 4015办公-其它MQ27HOLE北是 4014办公-其它MQ24HOLE北是 4014办公-其它MQ29-1HOLE西是 4013办公-其它MQ27-1HOLE北是 4013办公-其它M0621东是 4013办公-其它MQ28HOLE北是 4013办公-其它M0621西是 4009办公-会议室MQ30-1HOLE西是 4007办公-其它MQ26HOLE东是 4007办公-其它M0621南是 4007办公-其它MQ25HOLE东是
15、 4007办公-其它MQ24HOLE东是 4007办公-其它MQ24HOLE北是 4007办公-其它MQ27-2HOLE北是 4005办公-会议室MQ30-2HOLE西是 4004办公-普通办公室MQ22HOLE南是 4004办公-普通办公室MQ24HOLE东是 4004办公-普通办公室MQ25HOLE东是 4004办公-普通办公室M0621北是 4003办公-普通办公室MQ23HOLE南是 4001办公-普通办公室MQ22-1HOLE南是 4001办公-普通办公室MQ29HOLE西是第5层 5023办公-会议室M0621东是 5022办公-普通办公室M0621西是 5021办公-普通办公室M
16、0621南是 5014办公-其它M0621南是 5005办公-普通办公室M0621北是 5004办公-普通办公室M0621北是 5002办公-普通办公室M0621西是 5002办公-普通办公室M0621东是3 结果分析依据绿建标准，室内通风关注室内某个水平或者垂直剖面上气流组织分布是否合理，通风开口面积与地面面积比以与换气次数。l 气流组织：通常云图用于观察流场中风速和风压的整体分布，而风速矢量图展示气流组织的走向；l 通风开口面积与房间地板面积的比例：通过通风开口面积比数据表展示；l 换气次数：可通过换气次数表直接获取结果。3.1 换气次数表参照报告1.5章所述绿色建筑评价标准GB/T 50
17、3782014对于房间通风换气次数的要求，根据软件提供换气次数表可见。换气次数大于2/h的面积比换气次数大于2/h的面积1247.48 总面积1321.58 面积比例RR0.944 分类体积(m3)面积(m2)换气次数(1/hr)朝向门窗类型流量(m3/s)第4层 4010空房间04006空房间 M1521北内门1 M1521西内门4008空房间0 M1221西内门04002办公-走廊 M1521南内门-1 M0821西内门 M0821北内门0 M1221北内门 M1221东内门-1 M1221东内门 M1221东内门 M1221东内门3 M1221南内门 M1221南内门 M1221南内门
18、M1221西内门 M1221西内门 M1221西内门 M1221西内门 M1221西内门 M1221西内门 M1421西内门 M1221北内门 M1221东内门 M1221东内门 M1221东内门 M1221东内门0 M1521东内门4015办公-其它 MQ27HOLE北外窗 M1221南内门4014办公-其它 MQ24HOLE北外窗0 MQ29-1HOLE西外窗 M1421东内门4013办公-其它 M1221南内门 M1221东内门 MQ27-1HOLE北外窗 M0621东外窗 MQ28HOLE北外窗 M0621西外窗 M1221西内门4012办公-其它0 M0821南内门04011办公-其
19、它 M0821东内门 M1221西内门 M1221西内门4009办公-会议室 MQ30-1HOLE西外窗-3 M1221东内门 M1221东内门4007办公-其它 MQ26HOLE东外窗 M0621南外窗 MQ25HOLE东外窗 MQ24HOLE东外窗 MQ24HOLE北外窗 MQ27-2HOLE北外窗 M1221西内门 M1221西内门1 M1221西内门 M1221西内门4005办公-会议室328 M1221东内门 M1221东内门 MQ30-2HOLE西外窗4004办公-普通办公室 M1221西内门-3 M1221北内门 MQ22HOLE南外窗 MQ24HOLE东外窗 MQ25HOLE东
20、外窗 M0621北外窗4003办公-普通办公室 MQ23HOLE南外窗 M1221北内门 M1221北内门4001办公-普通办公室 M1221东内门 M1221东内门 MQ22-1HOLE南外窗 MQ29HOLE西外窗3.2 通风开口面积分类体积(m3)面积(m2)开地比朝向门窗类型开启面积(m2)第4层 4010空房间00 4006空房间00 4008空房间00 4002办公-走廊004015办公-其它 MQ27HOLE北外窗4014办公-其它 MQ24HOLE北外窗 MQ29-1HOLE西外窗4013办公-其它 MQ27-1HOLE北外窗 M0621东外窗 MQ28HOLE北外窗 M062
21、1西外窗 4012办公-其它00 4011办公-其它004009办公-会议室 MQ30-1HOLE西外窗4007办公-其它 MQ26HOLE东外窗 M0621南外窗 MQ25HOLE东外窗 MQ24HOLE东外窗 MQ24HOLE北外窗 MQ27-2HOLE北外窗4005办公-会议室328 MQ30-2HOLE西外窗4004办公-普通办公室 MQ22HOLE南外窗 MQ24HOLE东外窗 MQ25HOLE东外窗 M0621北外窗4003办公-普通办公室 MQ23HOLE南外窗4001办公-普通办公室 MQ22-1HOLE南外窗 MQ29HOLE西外窗第5层 5016空房间00 5010空房间0
22、0 5007办公-走廊00 5006办公-走廊00 5020空房间00 5011空房间00 5019办公-其它00 5018办公-其它00 5013空房间00 5024办公-会议室005023办公-会议室 M0621东外窗5022办公-普通办公室 M0621西外窗5021办公-普通办公室 M0621南外窗 5017办公-普通办公室00 5015办公-普通办公室005014办公-其它780 M0621南外窗 5012办公-普通办公室00 5009办公-普通办公室00 5008办公-其它005005办公-普通办公室 M0621北外窗5004办公-普通办公室 M0621北外窗 5003办公-普通办公
23、室399005002办公-普通办公室 M0621西外窗 M0621东外窗 5001办公-普通办公室00注：通风开口面积为居建所需数据，此处仅提供做格式参考！3.3 气流组织分析图11人行高度处风速矢量图图11所示为办公楼标准层人行高度处的风速流线分布图，等值线间距为0.17m/s。从图中可以看出：迎风侧主要功能房间气流组织分布均匀流畅；处于背风位置的房间平均风速较小，但没有较严重涡流，房间整体气流通畅。图12 人行高度处风速云图图12所示为办公楼标准层人行高度处的风速云图，从图中可以看出大局部房间能够通过迎风侧进风气流形成有效气流。风速主要分布在0.17m/s2.4m/s，满足人体舒适度要求，
24、主要功能房间通风状况良好。 图13 人行高度处风压云图图13所示为办公楼标准层人行高度处的风压云图，从图中可以看出迎风区域、背风区域主要功能房间门窗内外压差均大于0.5Pa，满足标准要求，也与窗户风压表数据一致，足够的风压满足良好的通风换气的要求。4 结论建议通过对XX市XX项目办公楼室内自然通风状况进展模拟，结合本项目室外风环境状况分析得出以下结论： l XX市XX项目办公楼平面布局和朝向有利于自然通风； l 迎风侧有较大面积开口，大局部房间能够通过迎风侧进风气流形成有效气流风速分布在0.17m/s2.4m/sX围之内，满足人体舒适度要求；背风侧局部区域风速较小。l 主要功能房间通风状况良好，空气较新鲜，满足标准中换气次数要求。
