小区风环境模拟报告课件.ppt

1、小区风环境模拟报告目录 一研究背景一研究背景 二风环境数值模拟方法二风环境数值模拟方法 三三 小区风环境评价小区风环境评价研究背景小区风环境分析目的 对于建筑小区，其室外风环境对小区内的微气候有着重要的影响。如小区内风环境不合理，将产生诸多问题。相关标准 绿色奥运建筑评估体系（2003版）中对于风环境的评价和优化设计的具体要求是：“根据当地的风玫瑰图，对风环境进行典型气象条件的模拟预测，优化规划设计方案。达到：（1）在建筑物周围行人区1.5m处风速小于5m/s；（2）冬季保证建筑物前后压差不大于5Pa；（3）夏季保证75%以上的板式建筑前后保持2Pa左右的压差，避免局部出现旋涡和死角，从而保证

2、室内有效的自然通风。”分析方法 目前可以用模型实验或者数值模拟的方法进行预测。这里将采用数值分析的方法对小区风场进行模拟。本实验的研究目的(1)通过对简单梯度风算例的模拟计算，验证数值模拟方法研究小区风环境的可靠性；(2)通过对某实际工程风环境的数值模拟分析，对该小区的风环境进行总体的评价。风环境数值模拟方法风环境数值模拟方法 对室外的空气流动进行模拟和分析所采用的软件是PHOENICS，该软件由国际公认的权威CFD技术研究机构英国帝国理工学院CHAM研究所开发，具有众多的湍流模型和数值差分格式。本实验选取标准K-模型。差分格式为迎风格式。梯度风 来流风受地面的影响，按照无限大平板的边界层规律

3、分布，其沿高度方向的速度分布满足：计算范围：建筑物尺寸：建筑物位置：位于Y方向的正中，距出风口20米。边界条件：模型:网格划分：X25m处，YZ平面上的压力场负压区X25m处，YZ平面上的速度场X25m处，YZ平面上的速度矢量图。回流区回流区回流区2/2.7LL 有关文献显示在右图中可以看出K-湍流模型湍流模型可可以用于小区风以用于小区风场计算场计算LL2小区风环境评价小区风环境评价计算模型入口边界条件按照典型的气象参数选取冬季北风5m/s，夏季南风2m/s两个工况进行模拟，风速边界条件采用梯度风。只模拟最不利工况，因此进行三维稳态速度场和压力场模拟，采用湍流模型为标准K-两方程模型。小区平面

4、图小区平面图小区立体图计算区域验证网格无关（南风工况，）在计算过程中，经过对网格的不断调整，发现网格逐渐加密到case1和case2时结果已没有什么区别。继续加密网格对计算结果只会增加计算时间，故采用case1的网格划分进行小区的模拟。Case1：100 x157x33 Case2：120 x170 x33100 157 33在Z1.5m处的压力场 Z1.5m处的速度场 可以认为按CASE1计算的结果是网格无关的南风工况 梯度风下的垂直速度分布 1.5m处压力分布 压力均为压力均为0.6Pa0.2Pa.前后压差约为前后压差约为0.3Pa。压力均为压力均为0.6Pa0.2Pa.前后压差约为前后压

5、差约为0.3Pa15m处压力分布压力均为压力均为0.6Pa0.2Pa.前后压差约为前后压差约为0.1Pa。局部前后压差较小，不利于建筑通风散热。局部前后压差较小，不利于建筑通风散热。1.5m处速度场等值线图 0.24m/s0.2m/s0.25m/s0.21m/s风速均在风速均在5m/s以下；但某些地方风速较小，可能造成小区以下；但某些地方风速较小，可能造成小区内局部地区温度偏高。内局部地区温度偏高。0.27m/s0.23m/s1.5米处速度场矢量图 旋涡旋涡ABC1.5米处速度场矢量局部放大图 A1.5米处速度场矢量局部放大图B1.5米处速度场矢量局部放大图C旋涡可能造成建筑背风面灰尘与污染物

6、的聚集结果分析 夏季主导风向为南风时：(1)小区内能够满足建筑前后压差大于2Pa的要求的建筑物不足75。(2)小区内大部分区域风速在1m/s左右，通风良好，有利于热量及污染物的排除。但局部地区出现几处旋涡，可能造成污染物聚集。北风工况梯度风下的垂直速度分布 1.5m高处压力分布图 前前后后压压差差约约为为10Pa10m高处压力分布图前前后后压压差差约约为为17Pa压差较大，可能会造成冷风渗透，增大热负荷。压差较大，可能会造成冷风渗透，增大热负荷。1.5m处速度等值线图 风速均小于风速均小于5m/s1.5m处速度矢量图 AB旋涡旋涡局局部部地地区区出出现现漩漩涡，涡，不不利利于于通通风风。1.5

7、米处速度场矢量局部放大图 A1.5米处速度场矢量局部放大图 B结果分析 冬季主导风向为北风时：(1)小区内1.5m高处各处皆满足风速不高于5m/s的要求。(2)半数以上建筑满足建筑前后压差不大于5Pa的要求。小区风环境总体评价 根据绿色奥运建筑评估体系（2003版）中风环境相应条款的要求。在典型夏季气候条件下，约半数建筑前后压差不大于2Pa，不利于建筑自然通风；小区内部多数区域通风顺畅，利于热量和污染物排出。在典型冬季气候条件下，小区内部区域均满足风速不高于5m/s的要求；半数以上建筑满足建筑前后压差不大于5Pa的要求。对于冬季压差过大，可以通过调整绿化树林的种类、数量以及布局进行改进，而对于夏季部分建筑自然通风不利的问题，需要调整建筑布局来改善，需要和建筑师或开发方协调。