高大空间建筑不同送风形式气流组织研究
高大空间气流组织的评价体系
高大空间气流组织的评价体系 李先庭 清华大学·2006.3.16 ——清华大学建筑节能学术周—— ——清华大学建筑节能学术周—— 目录 一、为什么要进行高大空间气流组织评价二、常见气流组织评价指标 三、气流组织评价指标的测量与数值计算四、现有指标存在的问题及其改进五、高大空间气流组织评价体系六、评价体系的应用七、总结与展望 一、为什么要进行高大空间 气流组织评价 ——清华大学建筑节能学术周—— 气流组织在室内环境创造中的作用 各种人工环境的创造最终是通过室内的气流组织实现的 ?不论是混合通风、转换通风、个性化送风?还是地板辐射采暖、冷却顶板供冷 ?最终都是要在室内形成合理的气流组织，以保障工艺需要和舒适性要求 气流组织不仅与环境品质密切相关，而且对能源效率影响很大 ?不同类型的气流组织，在满足同一对象的工艺需要和舒适性要求时，所需要的冷量或热量可能相差很大?气流组织对节能的贡献还没有被人们所重视 进行气流组织评价的重要性 在进行通风空调方案设计时，往往要比较不同气流组织的好坏，这种好坏比较就是对气流组织进行评价 由于传统技术的局限，这种比较往往很不全面，如传统的射流理论只能给出射流轴心速度和温差衰减、贴附长度等 随着计算流体力学（CFD）技术的发展，设计者可以在设计阶段对室内气流组织进行预测，可以对各种参数进行分析评价，从而可以选择既能保障工艺需要、满足人体舒适性、创造良好室内空气品质又节能的气流组织形式 高大空间气流组织评价的重要性 高大空间的建筑特点和使用特点 ?建筑高度高、墙地比大、围护结构多为轻型结构、顶灯布置较多——能耗大 ?体育场馆类建筑的比赛区和观众席空调参数不同、要求灵活可调性、使用时间不固定——满足工艺要求与舒适 高大空间气流组织的任务 ?体育场馆类建筑的比赛区与观众席的空调分区问题?比赛区域气流速度的控制问题 ?各部分的舒适性和室内空气品质保障?尽量减少能量消耗
体育馆类高大空间的气流组织设计难点及对策
体育馆类高大空间的气流组 织设计难点及对策 赵 彬 李先庭 马晓钧 彦启森 (清华大学建筑学院建筑技术科学系) 摘 要 文中讨论了体育馆类高大空间气流组织的主要形式及设计难点,并从工程应用的角度给出了相应对策:指出用计算流体动力学(CFD)的方法进行体育馆类高大空间的气流组织设计具有很大优势,并提出了利用CFD进行高大空间气流组织设计的思路。 关键词 体育馆 高大空间 气流组织 计算流体动力学(CFD) THE DIFFICU LT Y AN D SOL UTION OF IN DOOR AIRFLOW PATTERN DESIGNING FOR G YMNASIUM ZHAO Bin L I Xianting MA Xiaojun YAN Qisen (Dept.of Building Science,Tsinghua University,Beijing,CHINA,100084) ABSTRACT The paper presents the main types of airflow pattem gymnasium and discusses the difficulty of designing airflow pattem inside large of this type.Then anew idea of airflow pattem designing based on CFD is proposed,while an example is showed with it. KE Y WOR DS airflow pattern,CFD,gymnasium 1 引言 随着我国经济建设的迅速发展,国力不断增强,我国的体育事业也随之蓬勃发展。尤其是近年来,我国体育健儿在国内外赛场屡创佳绩,同时广大群众也积极参与全民健身活动,不断追求健康向上的高素质生活。在这种背景下,我国对各类体育设施,特别是体育馆建设的投入不断加大。体育场馆的高速建设,为我国建筑业,包括空调行业提出了更高的要求。尤其是2001年7月13日北京申办2008年奥运会获得圆满成功,北京更提出了“新北京,新奥运”的口号。另一方面,随着可持续发展战略在中国的实施,建筑能耗问题已成为人们关注的热点。体育馆建筑属于大空间建筑,体积大、维护结构传热量大、人员灯光密集,空调负荷较大,因此,设计合理的气流组织,以使得馆内空气分布满足比赛和观众的要求,同时又保证空调系统能耗较低就具有重要的意义。这也与我国承诺的“绿色奥运”的思想紧密相连。为此,如何快速、准确地合理设计体育馆类高大空间的气流组织形式就成为一个重要的问题。下面将介绍不同体育馆类建筑的主要气流组织方式及气流组织设计的难点,并提出可能的解决方案。 2 体育馆类建筑的气流组织形式简介 通风空调室内的气流组织,是指其中的气流流形以及空气的各物理量的分布,如温度、速度、湿度以及污染物浓度等。对于体育馆类建筑,其空调气流组织主要有如下形式: 2.1 侧送风方式 侧送风方式是体育馆比赛大厅采用得最广泛的一种气流组织形式,其中采用喷口侧送方式最为常见。体育馆比赛大厅无论规模大小,通常都具有空间大、比赛场地位置低、观众席逐渐升高的“碗型”特征,并且风口离空调区域(特别是比赛区)较远。因此采用侧送方式能够充分利用这一特点,喷口送风射流长、流量大。这种气流组织方式可使空调区域温度均匀靠近喷口的后排观众基本处于回 第2卷 第2期 2002年4月 制冷与空调 REFRIGERA TION AND AIR-CONDITION IN G Vol.2,No.2 April2002
第十一章 送、回风口的型式及气流组织形式
第二节送、回风口的型式及气流组织形式 一、送风口的型式 由前述可知，空调房间气流流型主要取决于送风射流。而送风口型式将直接影响气流的混合程度、出口方向及气流断面形状，对送风射流具有重要作用。根据空调精度、气流形式、送风口安装位置以及建筑装修的艺术配合等方面的要求，可以选用不同形式的送风口。送风口的种类繁多，按送出气流形式可分为四种类型。 1．辐射形送风口：送出气流呈辐射状向四周扩散。如盘式散流器、片式散流器等； 2．轴向送风口：气流沿送风口轴线方向送出。这类风口有格栅送风口、百叶送风口，喷口、条缝送风口等； 3．线形送风口：气流从狭长的线状风口送出。如长宽比很大的条缝形送风口； 4．面形送风口：气流从大面积的平面上均匀送出。如孔板送风口。 还有按送风口的安装位置分为顶棚送风口、侧墙送风口、窗下送风口及地面送风口等。还常常将格栅送风口、百叶送风口、条缝送风口等安装在侧墙上或风管侧壁上的送风口统称为侧送风口。下面介绍几种常见的送风口。 (一)侧送风口 此类风口常向房间横向送出气流，表5—2是常用的侧送风口形式。在百叶送风口内一般根据需要设置1—3层可转动的叶片。外层
水平叶片用以改变射流的出口倾角。垂直叶片能调节气流的扩散角，叶片平行时扩散角只有19℃，而叶片张开时(最边缘叶片与送风口 平面夹角为45℃)，扩散角可增大至60℃(图5—11)。 送风口内层对开式叶片则是为了调节送风量而设置的。格栅送风口除可装横竖薄片组成格栅外，还可以用薄板冲制成带有各种装饰图案的空花格栅，气流通过有效面积可达53-73％。 (二)散流器 散流器是一类安装在顶棚上的送风口，可以与顶棚下表面平齐，也可以在顶棚下表面以下。散流器有圆形、方形或矩形的。盘式散流器的送风气流呈辐射状。片式散流器设有多层散流片，片的间距有固定的也有可调的。使送风气流呈辐射形或锥形扩散。还有将送风口和回风口做成一体的，分别与送、回风支管连接。，表5—3是常见的散流器型式。还有一种方形或矩形散流器，散流片的倾斜方向不同，各向散流片所占散流器的面积比例不同。可以根据需要安排气流的方向及分配各向送风量的比例，以适应各种建筑平面形状及散流器位置的要求。表5—4是这类散流器的型式及其在房间内布置示意。 (三)孔板送风口 空气经过开有若干圆形或条缝型小孔的孔板而进入室内，此风口称为孔板送风口。该风口和前述所有风口相比，其特点是送风均匀，速度衰减较快。图5－12所示为具有其稳压作用的送风顶棚的孔板送风口，空气由风管进入稳压层后，再靠稳压层内的静压作用经孔 口均匀地送入空调房间。
论居住区住宅群体空间组织形式
居住区住宅群体空间布局形式的探讨 ——以铜陵市秀水山庄为例 城乡规划杨龑131105033 在完成了对居住区规划设计一书理论学习以后，为了更好的掌握居住区的编制过程，熟悉居住区规划设计的手法，巩固和加深了对居住区规划原理以及居住区规划设计的学习，将所学理论知识运用于现实。我们进行了小区调研活动，以小组为单位，进行实地调研。铜陵市秀水山庄是我们组选择的调研对象。 据悉，铜陵市现在面临城市格局重大转型期，而环湖（天井湖）建设是实现铜陵市跨世纪发展目标的重大举措之一，是建设具有铜文化特色的山水园林城市的重要步骤，对繁荣城市经济，改善城市形象，提高市民生活质量，促进铜陵乃至整个沿江地区经济和社会发展，具有十分重要的意义。 本次调研对象秀水山庄，是铜陵市新一轮战略规划的重点建设区域，位于位于天井湖风景区内，西邻滨湖路，北临新市政府，区位优势明显，为一高档住宅小区。小区住宅群体包括别墅区，联排别墅区，多层区，小高层区四大区。
秀水山庄全景图 由图可以看出，小区内部四大区域的住宅空间形式多样，且各个区域之间形成的群体组织形式多种多样。 一、别墅区和联排别墅区的住宅群体空间布局形式 从小区西边的主入口进去，靠近北部片区便为别墅区和联排别墅区，别墅区联排别墅与别墅都为点式住宅，采用点群式布置，住宅之间形成了柔性空间，且使得该片区空间的开敞感较强。这样布置使得住宅日照和通风条件较好，缺点是外墙面积大，太阳辐射热较大，视线干扰较大，识别性差，但该片区的别墅区和联排别墅考虑到了识别性的问题，所以在点式建筑单体的处理上手法大都不一致，有利于居民识别。
二、小高层、多层住宅区住宅群体空间布局形式 从全景图上可看出，别墅区东部为多层住宅片区，而小区南部片区为小高层住宅片区，经过我们的观察得知，小高层、多层均为板式住宅，基本采用行列式布局形式，空间的封闭感较强，住宅空间较为呆
中国传统建筑空间组织
中国传统建筑空间 班级： 姓名： 学号
一、中国传统建筑构成 中国传统建筑空间的构成,小至住宅,大至寺庙、宫殿,都不是集中在一座建筑内来解决。中国建筑在的大,并不显现于单座建筑构成的庞然大物,而是靠群体的组合来体现。单体建筑在群体中的关系首要是位置,其次才是体量和形式。通常,一个住宅,一座寺庙、一座宫殿,都是指由若干座建筑物组成的整个建筑群。建筑空间由开始,经过一系列的引导、分隔、过渡、转换、对比、分界、产生一种空间的节奏,可以比喻为一首乐曲的旋律,这就是中国传统建筑所表现的群体空间艺术所在。 1.间 传统建筑室内空间往往由四柱构成“间”而成为空间的基本单元。单体建筑则由“间”,或由多个“间”构成单一的“通间”,或分隔成“一明两暗”的形式;再是三排柱的“分心槽”、“单槽”形式;四排柱的“双槽”形式;内外圈柱的“金厢斗底槽”形式。他们适用于不同用途和规模的建筑。 2.庭院 中国传统建筑是木构建筑，空间基本单位是由两排构架围合成的“间，间又组成“幢”，再由幢围合成“中空”的庭院。庭院无论在住宅、庙宇或皇宫中都是人们的主要活动中心。它是室内生活向室外的延伸，又将室外生活引向室内，庭院的大小与形状是根据房主物质、精神需要、经济能力等因素决定的。庭院是比间要高一个层次的空间单元，每进入一个庭院就称为一“进”。在中国传统建筑中，大型建
筑一般都不是庞然大物，而是一系列虚实相间的庭院与由“间”组成的“幢”沿着某种轴线关系而组成的层层渐“进”的建筑群体。这种虚实相间的层层渐进，充分体现了中国空间概念中的“有无相生”。 3.廊 房廊(柱廊) 、前廊,或前后廊,或周围廊,它是平面、空间的一种扩大和联系之物。廊可作为透景、隔景、框景用,造成室内外空间的过渡,让空间产生变化,与庭院式的布局相关。 二、中国传统建筑空间布局 中国传统建筑的空间组织形式,主要是四面房屋包围庭院,形式封闭型的中庭式建筑。住宅是这样,宫殿、寺庙也是如此。 中国传统建筑群体布局大致可分为三种基本形式： 第一种是将单体建筑沿庭院周边布置，其中有一面是构图主体，建筑单体最为雄伟，面对中轴线，其他建筑三面围绕，形成对称，与主要建筑取得陪衬、均衡。这种布局可称之为外实内虚型。第二种是将主要建筑单体置于庭院正中，势态向四面扩张，周边非主要建筑物、构筑物四面围合，气势上逊于主要建筑，势态向中心收拢，也为对称布局，与主要建筑取得均衡! 这种布局可称之为内实外虚型第三种是建筑群体外廓不规整，院内各建筑作自由布局，初看似觉粗服乱头，了无章法，细品方知规则谨严，格局精细，可谓虚实交织型。 三、中国传统建筑空间的影响因素 1.哲学思想 1）在中国古代哲学中“一天人,合内外”的思想反映了中国文化的特
高大空间建筑气流组织的CFD模型实验与现场测试实验研究
由世俊王海霞董玉平 摘要：高大空间建筑空调系统初投资昂贵，运行能耗巨大，因此在设计时有必要对设计方案、气流组织、热舒适性等加以模拟预测。本文以天津国际展览中心扩建工程b展厅为研究对象，对无回风管道的上送上回夏季空调系统现状的气流组织进行现场测试，并以实测数据作为边界条件，利用fluent公司推出的专业软件airpak2.1对其现有的空调系统气流组织、温度场和速度场以及热舒适性与气流组织进行了模拟研究。通过对两者分析比较，验证了cfd 模型实验的准确性、切实可行性，指出利用现有的cfd软件模拟对高大空间建筑空调系统节能与优化设计具有重要的指导意义。 关键词：高大空间气流组织热舒适 cfd模拟 0.前言 随着社会进步和人民生活水平的提高，对功能合理、质量上乘、环境舒适的公共活动空间的需求日益增加，此类空间多属于高大空间建筑。高大空间建筑的空调系统无论在初投资还是运行费用上都比较大，因此在方案的选择上要慎重，有必要在设计前对系统方案进行模拟分析，实现设计方案的优化和空调系统的节能。 本文以天津国际展览中心新馆b展厅为研究对象，利用fluent公司推出的airpak2.1专业软件对其空调系统设计方案的气流组织和热舒适性进行了模拟研究，与现场测试结果进行分析比较，验证了用cfd模型实验的正确性和切实可行性，所得结论为高大空间建筑空调系统优化设计、预测气流组织和热舒适提供了可靠的理论依据和指导方法。 1.研究对象概况 目前展厅空调送风现状为上送上回全空间空调：送风量255000m3/h，回风量204000m3/h，3台空调机组，每台额定风量85000m3/h；设66个φ630mm旋流送风口，每个作用面积9m× 9m＝81m2，风口距地面13米。新风与回风混合经表冷器处理后送入展厅。展厅不设回风管道，靠近空调机房的风管道竖井设有回风口，连接空调机组回风口。 2.现场测试 2.1 测试条件 测试时b展厅接近空负荷状态，展厅内只有一些人在打羽毛球、十几个工作人员和九个测试人员及协助测试人员。空调机组没有正常运行，送风速度相当小，送风温度很高，几乎没有冷量，几乎没有除湿。最恶劣的是展厅的门窗并没有关严，甚至室内相邻墙（防火墙）亦没有降落，相当于与其它展厅相通。尽管如此并不妨碍与模拟结果进行比较。 2.1 测试内容 天津市国际展览中心新馆b展厅空调气流组织，即空调送风温度场和速度场，展厅围护结构各壁面温度、风口周围各离散点的风速、温度、室内温湿度、室外温湿度。 2.2 实验仪器与装置 实验中风速和空气温度分别采用热线式风速仪（测试范围：风速vl0.1～4.99m/s，vh5～50 m/s；温度0～99.9℃；测试精度：风速±2％fs，温度±1℃）、数字风速测量仪（测试范围：0.4～30.0 m/s；测试精度：0.1 m/s；）、多通道微风速仪（测试范围：风速0～1.0m/s和0～10.0m/s，温度0～50.0℃；测试精度：风速±（指示值的5％+0.1m/s），温度±1℃）测量。展厅围护结构的壁面温度用非接触温度计（测试精度：±1℃）测量。室内外的湿度采用阿斯曼干湿球温度计测量。 2.3 测试方案 展厅按照长（z方向）、宽（x方向）、高（y方向）建立坐标。
探究建筑空间组织方式_论单元空间的重复与组合_林嵘
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ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＡＬ ＴＨＥＯＲＹ 建筑学报３６ ● 实例分析：市政公墓，西班牙，设计：ＢＡＡＳ ＪｏｒｄｉＢａｄｉａ， Ｊｏｓｅｐ Ｖａｌ （图５）这是一个纪念场所，其入口空间由具有相似母题的单元体组合而成，单元体的变角度和变大小突出了入口空间。２． 竖向叠合式空间组合通过将自然性空间和功能性空间沿建筑竖向叠合，解决建筑的有限用地与人类渴望贴近自然之间的矛盾，是当代土地资源紧张与人类传统“散居”模式的一种调和，是当代高层建筑经常采用的手法之一。３． 蜂窝多维式空间组合以几何要素空间为单元，单元重复在空间中进行，即前后、左右、上下均可以结合单元体。组合方式就如同蜂窝的组合，具有仿生性。单元体结构的标准化又有利于施工（图６）。● 实例分析哈比塔６７，蒙特利尔，加拿大， 设计者：Ｍ?萨夫迪（图７） 哈比塔６７是以５ｍ×４ｍ的标准住宅为单元，采用类似蜜蜂建巢的方法上下左右前后堆积。交错的堆积和无数挑出的部分提供着大量的屋顶花园和平台。由此所采用的工厂预制方法省时省力。这是一个高度象征性的方案，代表着单元重复可能出现的复杂性和多样性。 （二）模式之外 以上几种“模式”是针对单元空间组合方式在形式上的分类，我们不能将此模式研究等同于最终的研究目的。我们的研究目的应该是：巧妙地运用重复这种组织艺术将单元空间进行组合，使之焕发出艺术的光彩。我们不应拘泥于以上的模式，而是以组合模式为基础，探究模式之外的更深层次的组合境界，即在程序的组织和安排上，将组合推向艺术和情感的高度，将不变的空间元素在重复中演绎为千变万化。 三、 单元空间重复与组合的意义 单元空间的重复与组合在一定程度上是出于功能的需要，而另一方面也是为了满足审美和精神等方面的需要。在特定的历史条件下，它又成为一种制度和传统的需要。研究这一课题的意义，旨在为今后进行建筑及城市空间环境的设计，提供一种有内涵的空间组织方式。 （一）功能意义 １． 适应性：“单元空间”具有对应用 于什么样的建筑类型都基本有效的多目的性和多功能性。 ２． 秩序性：单元空间为功能空间，相对独立；连廊作为交通空间是联系的纽带，秩序井然，脉络清晰。 （二）审美意义 单元重复创造出各种以重复为特征的美的形式—韵律美：连续韵律美（图８－ａ）、渐变韵律美（图８－ｂ）、起伏韵律美（图８－ｃ）、交错韵律美（图８－ｄ）。 （三）时空意义 单元重复是在空间组织艺术上将时间因素注入到三维设计中。组合的同时也是一种程序和流线的安排，组合时的轻重缓急，延展停顿等都赋予建筑空间以运动和变化。人们行走于运动的空间中，体验着时空的转换。 ● 实例分析 中国传统单元组合体现的“时空观”中国传统建筑就是“单元空间重复与组合”这一理论在实践中最精彩的实例。中国传统建筑的基本单元是一组围绕一个中心空间（院子）而组织构成的四合院。建筑群则是以这样“一院一组”为基本单位前后左右不断重复拼接而成。中国建筑不是以强调个体的宏伟来达到艺术的目的，而是通过空间的重复与有机的组合来获得奇妙的时空感受。行进的过程就是时空转换的过程，然后再在时间上展开体验的序列，在体验中引发思想情感上的艺术共鸣。今日的建筑师和城市设计师已经十分注意运用单元空间重复，探索由此产生的“运动”，“连续的景色”，“戏剧化”等现象 在建筑设计上的意义。（四）精神意义１． 单元空间及其形体表现出强烈的原始性与纯粹性。２． 单元的重复与组合具有强烈的秩序性和理性。３． 空间重复中程序的组织和安排可引发精神上的共鸣。● 实例分析：（１）费斯塔公墓，西班牙，设计者：ＣｅｓａｒＰｏｒｔｅｌａ（图９）此公墓由若干个混凝土的单元盒子沿着弯曲的海岸线不规则摆放。每一个盒子都包含有十二个分隔间置放灵位，而且每一个盒子都在面朝大海的方位开了一个深
公共建筑的空间组织与场地要求
1．公共建筑的空间组织与交通联系 （1）公共建筑的空间组成 公共建筑空间都由主要使用部分、次要使用部分、交通联系部分这三类空间组合而成。其中交通联系部分，一般分为水平交通、垂直交通和枢纽交通三种空间形式。 （2）水平交通空间 水平交通空间即指联系同一标高上的各部分的交通空间，有些还附带等候、休息、观赏等功能要求，有三种形式： ①单纯的交通联系空间，主要是供人流集散时使用，如旅馆、办公建筑等； ②主要作为交通联系但兼有其他功能的过道、廊道，如医院建筑等； ③各种功能综合使用的过道、通廊等，如展览馆、陈列馆建筑等。 公共建筑通道的宽度和长度，取决于功能的需要、防火要求及空间感受等。应根据建筑物的耐火等级和过道中行人数的多少，进行防火要求最小宽度的校核；单股人流的通行宽度为550～600mm；走道的宽度还与走道两侧门窗位置、开启方向有关。 （3）垂直交通空间 垂直交通空间是联系不同标高空间必不可少的部分，常用的有楼梯、电梯、坡道、自动扶梯等形式。 ①楼梯：按使用性质分为主要楼梯、次要楼梯、辅助楼梯、防火楼梯。包括直跑、双跑、三跑、旋转、剪刀楼梯等形式；由梯段、平台、栏杆三部分组成。 ②坡道：在有些建筑中为便于车辆上下（多层车库、医院），或作为人流疏散快速、安全（火车站），往往设坡道。一般坡道的坡度为8％～15％，常用坡道坡度为10％～12％，供残疾人使用的坡道坡度为12％。注意坡面应加防滑设施。 ③电梯：用于高层建筑及有特殊要求的多层建筑中。在8层左右的多层建筑中，电梯与楼梯同等重要，二者要靠近布置；当住宅建筑8层以上、公共建筑24m以上时，电梯就成为主要交通工具。以电梯为主要垂直交通的建筑物内，每个服务区的电梯不宜少于2台；单侧排列的电梯不应超过4台，双侧排列的电梯不应超过8台。 ④自动扶梯：自动扶梯具有连续不断运送人流的特点。坡度一般为30°，单股人流使用的自动扶梯通常宽810mm，每小时运送人数约5000～8600人。有单向布置、交叉布置、转向布置等形式。 （4）交通枢纽空间 在公共建筑中，考虑到人流集散，方向的转换，水平和垂直交通空间的衔接等，需要设置门厅、过厅等空间，起到交通枢纽和空间过渡作用。 2．公共建筑的功能分区与人流组织 （1）功能分区 公共建筑的功能分区应从空间的主次关系、序列关系、闹静关系、内外关系、分合关系、洁污关系的处理着手，尤其要注意“主”与“次”、“闹”与“静”、“内”与“外”等的关系处理。 （2）人流组织 一般公共建筑的人流组织方式有平面和立体两种方式；人流疏散可以分为正常和紧急疏散两种情况。应试考生应熟悉并掌握人流集中、疏散要求较高的公共建筑的人流组织。如火车站、飞机场、剧院等建筑。 3．公共建筑室内空间组织 （1）走廊式：用走廊将各个房间联系起来的方式。 特点：各使用空间相对独立，保证各房间有比较安静的环境。多见于办公建筑、学校、医院等公共建筑。
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 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
洁净室气流组织
洁净室气流组织
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洁净室气流组织 摘要:洁净室为了达到其所要求的洁净度级别需要三个条件:一是性能良好的高效过滤器，二是足够的送风量,三是合理的气流流型;而使用合理的气流流型能够有效地减少送风量。本文主要叙述洁净室涉及到的气流组织,以及矢流洁净室用于医院洁净病房空调的可行性，并阐述了空态下矢流洁净室内洁净度的测量结果、矢流洁净病房静态下气流场的测量结果和矢流洁净病房点污染源散发实验结果。 关键词：洁净室、气流组织、矢流洁净室 洁净室就其控制的对象来说,分工业洁净室和生物洁净室两大类。各类洁净室控制微粒污染的途径是相同的，这类途径主要体现在以下几方面[1]:1、有效地阻止室外的污染侵入室内或有效地防止室内污染物扩散至室外。这是洁净室控制污染的最主要途径,主要涉及空气净化处理的方法、室内的正压等。2、迅速有效地排除室内已经发生的污染,这主要涉及室内的气流组织,也是体现洁净室功能的关键。3、控制污染源,减少污染发生量，这主要涉及发生污染的设备的设置与管理和进入洁净室的人与物的净化。 洁净室气流组织的类型按其气流状态来区分,主要分为非单向流洁净室、单向流洁净室和矢流洁净室（也称辐流洁净室)[2]。 1、非单向流洁净室的工作原理(也称乱流洁净室原理） 非单向流洁净室的主要特点是从来流到出流从送风口到回风口之间气流的流通截面是变化的，洁净室截面比送风口截面大得多,因而不能在全室截面或者在全室工作区截面形成匀速气流。所以，送风口以后的流线彼此有很大或者越来越大的夹角,曲率半径很小,气流在室内不可能以单一方向流动,将会彼此撞击,将有回流、涡旋产生。这就决定非单向流洁净室的流态实质是突变流非均匀流。所以,概括地说，非单向流洁净室的作用原理是当一股干净气流从送风口送入室内时,迅速向四周扩散、混合,同时把差不多同样数量的气流从回风口排走,这股干净气流稀释着室内污染的空气,把原来含尘浓度很高的室内空气冲淡了,一直达到平衡。所以，气流扩散得越快,越均匀,稀释的效果就越好。非单向流洁净室的原理就是稀释作用。 2、单向流洁净室的工作原理(曾被称做层流洁净室） 在洁净室内，从送风口到回风口，气流流经途中的断面几乎没有什么变化,加上送风静压箱和高效过滤器的均压均流作用,全室断面上的流速比较均匀，在工作区内流线单向平行,没有
气流组织计算
气流组织的校核 空气调节区的气流组织（又称为空气分布），是指合理地布置送风口和回风口，使得经 过净化、热湿处理后的空气，由送风口送入空调区后，在与空调区内空气混合、置换并进行热湿交换的过程中，均匀地消除空调区内的余热和余湿，从而使空调区（通常指离地面高度为2m 以下的空间）内形成比较均匀而稳定的温湿度、气流速度和洁净度，以满足生产工艺和人体舒适度的要求。同时，还要由回风口抽走空调区内空气，将大部分回风返回到空气处理机组（AHU ）、少部分排至室外。 影响空调区内空气分布的因素有：送风口的形式和位置、送风射流的参数（例如，送风 风量、出口风速、送风温度）、回风口的位置、房间的几何形状以及热源在室内的位置等，其中送风口的位置和形式、送风射流的参数是主要的影响因素。 5.1 双层百叶风口的气流组织校核： 标间、套房、咖啡厅以及洽谈室内风机盘管加新风系统选取上送侧回的双层百叶风口送 风。选取三层十二号老人活动室为 例，进行气流组织的校核计算。该房间其空调区域室温要求为26℃，房间长为A=5m ，宽为B=4.2m ，高为H=4.0m ，室内全热冷负荷Q=3229W 。 ①：根据空调区域的夏季冷负荷、热湿比和送风温差，绘制空气处理的h-d 图，计算夏 季空调的总送风量Ls （m 3/h ）和换气次数n （1/h ）： ) (2.16.3hS hN Q LS -= ----------------- (5-1) H B A L n s **= ---------------- (5-2) 式中： Q ——空调区的全热冷负荷，W ； h N 、h S ——室内空气和送风状态空气的比焓值，kJ/kg ； A ——沿射流方向的房间长度，m ； B ——房间宽度，m ； H ——房间高度，m 。 通过计算可得： Ls =1038 m 3/h n=13 1/h ②：根据总送风量和房间的建筑尺寸，确定百叶风口上网型号、个数，并进行布置。送 风口最好贴顶布置，以获得贴附射流。送冷风时，可采取水平送出；送热风时，可调节风口外层叶片的角度，向下送出。 ③：按照下式计算射流到达空调区域时的最大速度V x （m/s ），校核其是否满足要求： x Fs c b s k k mv Vx = ---------------- (5-3) 式中： Fs ——送风口的计算面积，㎡；
火车站高大空间气流组织模拟设计方案
火车站高大空间气流组织模拟设计方案 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
某火车站高大空间气流组织模拟设计方案 1 前言 大空间空调气流组织设计是根据舒适性要求需要，设计室内送回风形式、风速、等参数，通过设置送回风口位置、送风温度、送风速度来达到满足舒适性要求的效果。在以往的设计过程中，尤其是在多种方案的选择中，往往需要靠设计师的个人经验，常常会出现设计不满足要求或者为满足设计要求导致能源过渡消耗的现象。随着人们对空调舒适性要求越来越高以及能源问题越来越严重，我们需要选择更好的设计方案，而CFD技术恰恰能够为我们提供很好的辅助作用。 本文将以某火车站候车厅空调气流组织为例，阐述CFD技术在方案比选中的应用。 2 模拟对象简介 本文是对某火车站候车厅进行模拟，该车站站场总体规模为18台34线，总建筑面积约24万m2，其中站房面积约8万m2； 5层结构，地上2层，地下3层。地上分别为高架层和火车站台层，高架层内部区域包括两个普通候车厅和一个磁浮候车厅以及外围进站大厅；地下一层为出站大厅，还设有出租车及社会车辆停车场；地下二、三层为地铁站台层。模拟区域为高架候车厅，该火车站高架层为旅客进站及候车区域，其内部布置图如图1所示，其中磁浮候车厅面积4090m2；普通候车厅1的面积8120m2；普通候车厅2的面积为9519m2。如图2所示中间由透明玻璃幕墙围成的区域为高架候车区，即需要模拟的区域。 1 高架层平面布置图图 2 火车站透视效果图 3 模型建立
候车区的气流组织方式分为门套式送风和座椅送风两种形式，下面针对两种送风方式分别建立模型进行模拟分析。其中座椅送风采用诱导送风方式，候车区座椅下部设置52排座椅送风单元，每排4个，每个单元送风量为2800m3/h。诱导风口的诱导比为1：1，诱导后单元风量为5600m3/h，温度为19.5℃，座椅送风口风速为1m/s。 其他部分具体送风参数如表1所示： 表1 两种送风方案送风量表 送风位置送风量（m3/h） 座椅送风门套送风座椅部分5824000 风柱送风180000260000 安检亭送风360000360000 门套送风0841244 总风量11224001461244 在AIRPAK中根据CAD图所给尺寸数据进行建模，为了提高计算效率，在保证模拟结果可靠性的前提下需要进行以下适当的简化： 1、结构支撑柱所占面积相对与候车区域来说十分微小，且都处于候车区与进站大厅边缘处，不会对气流组织产生影响，在建模时将其省略。
洁净室气流组织
洁净室气流组织 摘要：洁净室为了达到其所要求的洁净度级别需要三个条件：一是性能良好的高效过滤器，二是足够的送风量，三是合理的气流流型；而使用合理的气流流型能够有效地减少送风量。本文主要叙述洁净室涉及到的气流组织，以及矢流洁净室用于医院洁净病房空调的可行性，并阐述了空态下矢流洁净室内洁净度的测量结果、矢流洁净病房静态下气流场的测量结果和矢流洁净病房点污染源散发实验结果。 关键词：洁净室、气流组织、矢流洁净室 洁净室就其控制的对象来说,分工业洁净室和生物洁净室两大类。各类洁净室控制微粒污染的途径是相同的,这类途径主要体现在以下几方面[1]：1、有效地阻止室外的污染侵入室内或有效地防止室内污染物扩散至室外。这是洁净室控制污染的最主要途径,主要涉及空气净化处理的方法、室内的正压等。2、迅速有效地排除室内已经发生的污染,这主要涉及室内的气流组织,也是体现洁净室功能的关键。3、控制污染源,减少污染发生量,这主要涉及发生污染的设备的设置与管理和进入洁净室的人与物的净化。 洁净室气流组织的类型按其气流状态来区分,主要分为非单向流洁净室、单向流洁净室和矢流洁净室（也称辐流洁净室）[2]。 1、非单向流洁净室的工作原理（也称乱流洁净室原理） 非单向流洁净室的主要特点是从来流到出流从送风口到回风口之间气流的流通截面是变化的,洁净室截面比送风口截面大得多,因而不能在全室截面或者在全室工作区截面形成匀速气流。所以,送风口以后的流线彼此有很大或者越来越大的夹角,曲率半径很小,气流在室内不可能以单一方向流动,将会彼此撞击,将有回流、涡旋产生。这就决定非单向流洁净室的流态实质是突变流非均匀流。所以,概括地说,非单向流洁净室的作用原理是当一股干净气流从送风口送入室内时,迅速向四周扩散、混合,同时把差不多同样数量的气流从回风口排走,这股干净气流稀释着室内污染的空气,把原来含尘浓度很高的室内空气冲淡了,一直达到平衡。所以,气流扩散得越快,越均匀,稀释的效果就越好。非单向流洁净室的原理就是稀释作用。 2、单向流洁净室的工作原理（曾被称做层流洁净室） 在洁净室内,从送风口到回风口,气流流经途中的断面几乎没有什么变化,加上送风静压箱和高效过滤器的均压均流作用,全室断面上的流速比较均匀,在工作区内流线单向平行,没有涡
公共建筑的空间组织与场地要求
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。 1．公共建筑的空间组织与交通联系 （1）公共建筑的空间组成 公共建筑空间都由主要使用部分、次要使用部分、交通联系部分这三类空间组合而成。其中交通联系部分，一般分为水平交通、垂直交通和枢纽交通三种空间形式。 （2）水平交通空间 水平交通空间即指联系同一标高上的各部分的交通空间，有些还附带等候、休息、观赏等功能要求，有三种形式： ①单纯的交通联系空间，主要是供人流集散时使用，如旅馆、办公建筑等； ②主要作为交通联系但兼有其他功能的过道、廊道，如医院建筑等； ③各种功能综合使用的过道、通廊等，如展览馆、陈列馆建筑等。 公共建筑通道的宽度和长度，取决于功能的需要、防火要求及空间感受等。应根据建筑物的耐火等级和过道中行人数的多少，进行防火要求最小宽度的校核；单股人流的通行宽度为550～600mm；走道的宽度还与走道两侧门窗位置、开启方向有关。 （3）垂直交通空间 垂直交通空间是联系不同标高空间必不可少的部分，常用的有楼梯、电梯、坡道、自动扶梯等形式。 ①楼梯：按使用性质分为主要楼梯、次要楼梯、辅助楼梯、防火楼梯。包括直跑、双跑、三跑、旋转、剪刀楼梯等形式；由梯段、平台、栏杆三部分组成。 ②坡道：在有些建筑中为便于车辆上下（多层车库、医院），或作为人流疏散快速、安全（火车站），往往设坡道。一般坡道的坡度为8％～15％，常用坡道坡度为10％～12％，供残疾人使用的坡道坡度为12％。注意坡面应加防滑设施。 ③电梯：用于高层建筑及有特殊要求的多层建筑中。在8层左右的多层建筑中，电梯与楼梯同等重要，二者要靠近布置；当住宅建筑8层以上、公共建筑24m以上时，电梯就成为主要交通工具。以电梯为主要垂直交通的建筑物内，每个服务区的电梯不宜少于2台；单侧排列的电梯不应超过4台，双侧排列的电梯不应超过8台。 ④自动扶梯：自动扶梯具有连续不断运送人流的特点。坡度一般为30°，单股人流使用的自动扶梯通常宽810mm，每小时运送人数约5000～8600人。有单向布置、交叉布置、转向布置等形式。 （4）交通枢纽空间 在公共建筑中，考虑到人流集散，方向的转换，水平和垂直交通空间的衔接等，需要设置门厅、过厅等空间，起到交通枢纽和空间过渡作用。 2．公共建筑的功能分区与人流组织 （1）功能分区 公共建筑的功能分区应从空间的主次关系、序列关系、闹静关系、内外关系、分合关系、洁污关系的处理着手，尤其要注意“主”与“次”、“闹”与“静”、“内”与“外”等的关系处理。 （2）人流组织 一般公共建筑的人流组织方式有平面和立体两种方式；人流疏散可以分为正常和紧急疏散两种情况。应试考生应熟悉并掌握人流集中、疏散要求较高的公共建筑的人流组织。如火车站、飞机场、剧院等建筑。 1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！” 2.老人们都笑了，自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
气流组织分布及计算
第10章 室内气流分布 10.1 对室内气流分布的要求与评价 10.1.1 概述 空气分布又称为气流组织。室内气流组织设计的任务就是合理的组织室内空气的流动与分布，使室内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好的满足工艺要求及人们舒适感的要求。 空调房间内的气流分布与送风口的型式、数量和位置，回风口的位置，送风参数，风口尺寸，空间的几何尺寸及污染源的位置和性质有关。 下面介绍对气流分布的主要要求和常用评价指标。 10.1.2 对温度梯度的要求 在空调或通风房间内，送入与房间温度不同的空气，以及房间内有热源存在，在垂直方向通常有温度差异，即存在温度梯度。 在舒适的范围内，按照ISO7730标准，在工作区内的地面上方1.1m 和0.1m 之间的温差不应大于3℃(这实质上考虑了坐着工作情况)； 美国ASHRAE55-92标准建议1．8m 和0．1m 之间的温差不大于3℃(这是考虑人站立工作情况)。 10.1.3 工作区的风速 工作区的风速也是影响热舒适的一个重要因素。在温度较高的场所通常可以用提高风速来改善热舒适环境。但大风速通常令人厌烦。 试验表明，风速<0.5m/s 时，人没有太明显的感觉。我国规范规定：舒适性空调冬季室内风速≯0.2m/s ，夏季≯0.3m/s 。工艺性空调冬季室内风速≯0.3m/s ，夏季宜采用0.2-0.5m/s 。 10.1.4 吹风感和气流分布性能指标 吹风感是由于空气温度和风速(房间的湿度和辐射温度假定不变)引起人体的局部地方有冷感，从而导致不舒适的感觉。 1．有效吹风温度EDT 美国ASHRAE 用有效吹风温度EDT(Effective Draft Temperature)来判断是否有吹风感，定义为 )15.0(8.7)(EDT ---=x m x t t ν (10-1) 式中 t x ,t m --室内某地点的温度和室内平均温度，℃； v x --室内某地点的风速，m/s 。 对于办公室，当EDT=-1.7~l ℃，v x ＜0.35m/s 时，大多数人感觉是舒适的，小于下限值时有冷吹风感。 EDT 用于判断工作区任何一点是否有吹风感。 2．气流分布性能指标ADPI 气流分布性能指标ADPI （Air Diffusion Perfomance Index ），定义为工作区内各点满足EDT 和风速要求的点占总点数的百分比。 对整个工作区的气流分布的评价用ADPI 来判断。