室内设计的方法和程序步骤(1)要点

室内设计的方法和程序步骤(1)一、室内设计的方法。

二、室内设计的程序步骤。

关键词：室内设计家庭装修一、室内设计的方法室内设计的方法，这里着重从设计者的思考方法来分析，主有以下几点：1、大处着眼、细处着手，总体与细部深入推敲大处着眼，即是如第一章中所叙述的，室内设计应考虑的几个基本观点。

这样，在设计时思考问题和着手设计的起点就高，有一个设计的全局观念。

细处着手是指具体进行设计时，必须根据室内的使用性质，深入调查、收集信息，掌握必的资料和数据，从最基本的人体尺度、人流动线、活动范围和特点、家具与设备等的尺寸和使用它们必须的空间等着手。

2、从里到外、从外到里，局部与整体协调统一建筑师A.依可尼可夫曾说：“任何建筑创作，应是内部构成因素和外部联系之间相互作用的结果，也就是‘从里到外’、‘从外到里’。

”室内环境的“里”，以及和这一室内环境连接的其他室内环境，以至建筑室外环境的“外”，它们之间有着相互依存的密切关系，设计时需从里到外，从外到里多次反复协调，务使更趋完善合理。

室内环境需与建筑整体的性质、标准、风格，与室外环境相协调统一。

3、意在笔先或笔意同步，立意与表达并重意在笔先原指创作绘画时必须先有立意，即深思熟虑，有了“想法”后再动笔，也就是说设计的构思、立意至关重。

可以说，一项设计，没有立意就等于没有“灵魂”，设计的难度也往往在于有一个好的构思。

具体设计时意在笔先固然好，但是一个较为成熟的构思，往往需足够的信息量，有商讨和思考的时间，因此也可以边动笔边构思，即所谓笔意同步，在设计前期和出方案过程中使立意、构思逐步明确，但关键仍然是有一个好的构思。

对于室内设计来说，正确、完整，又有表现力地表达出室内环境设计的构思和意图，使建设者和评审人员能够通过图纸、模型、说明等，全面地了解设计意图，也是非常重的。

在设计投标竞争中，图纸质量的完整、精确、优美是第一关，因为在设计中，形象毕竟是很重的一个方面，而图纸表达则是设计者的语言，一个优秀室内设计的内涵和表达也应该是统一的。

二、室内设计的程序步骤室内设计根据设计的进程，通常可以分为四个阶段，即设计准备阶段、方案设计阶段、施工图设计阶段和设计实施阶段。

1、设计准备阶段设计准备阶段主是接受委托任务书，签订合同，或者根据标书求参加投标；明确设计期限并制定设计计划进度安排，考虑各有关工种的配合与协调；明确设计任务和求，如室内设计任务的使用性质、功能特点、设计规模、等级标准、总造价，根据任务的使用性质所需创造的室内环境氛围、文化内涵或艺术风格等；Simulation of indoor air flow in ventilated room by zero-equation turbulence model1974年P.V. Nielsen 首先将计算流体动力学CFD (computational fluid dynamics)技术应用于暖通空调工程领域,如今,可以利用CFD技术模拟预测空调房间内的空气流动,进行气流组织设计与分析.但是,在应用中也存在一些问题,如何快速、准确地在模拟预测工程中需优化比较的大量工况是其中最为迫切的一个问题.这主取决于湍流模型的选择.由于通风空调房间室内空气流动多为湍流流动,而人们对湍流机理的认识还不全面,故对于工程应用,目前多为半经验的、唯象的模拟。

限于目前的计算机能力，工程中最常采用的是涡粘系数模型EVM（eddy viscosity models）中的k-ε两方程模型或其变形。

但是k-ε模型对于等温流动情形能模拟得很好，对于空调通风房间内的非等温，混合对流流动却有较大的误差[1.2] 。

Nielsen于1998年指出，对于热羽流，贴壁射流，温度分层流动等需不同的湍流模型进行模拟方能取得满意的精度[3]，而这些流动形式往往并存于实际上的空调房间，采用标准的k-ε模型势必导致很大的误差。

而k-ε模型的变形，如低雷诺数k-ε模型可以取得较好的精度，但是其计算量已相当于复杂二阶封闭模型或大涡模拟的计算量，无法被工程界所接受。

近年来，为满足暖通空调工程应用对数值模拟快速、准确的需求，一些学者提出用零方程湍流模型对所关心的问题进行模拟。

由于湍流模型模拟是唯象的，半经验的，故尽管零方程模型比较简单，但在专门的领域内却能获得比复杂模型更符合实际的结果。

本文介绍一个新的零方程模型，并通过在室内空气流动数值模拟说明新模型在工程中的应用。

1 两种湍流模型描述室内空气流动密度变化不大，通常采用Boussinesq假设[4]。

文中所用两种湍流模型均为EVM，这是基于Boussinesq关于雷诺应力假设的湍流模型。

基于以上假设，可得室内空气湍流流动的控制方程，参见文[5]。

EVM的核心是求解湍流动力粘度μt.本文讨论的重点为MIT建筑技术系开发的新零方程模型（下简称MIT零方程模型）。

由于k-ε模型是工程中常用的湍流模型，这里也利用它对本文研究的室内空气混合对流算例进行计算。

这两种湍流模型可大致描述如下：带浮升力效应的k-ε模型[5]k-ε模型属两方程模型，它引入湍流动能k和湍流动能耗散率ε表示湍流粘性系数，μt =CDρ2k/ε(1)其中：CD=0.09, 为常数，ρ为空气密度。

考虑了浮升力影响的k和ε的微分方程可参考文[5]。

2） MIT零方程模型[2.6]这是在室内空气自然对流和混合对流的直接数值模拟DNS（directly numerical simulation）结果的基础上提出的湍流模型[6]，该模型针对房间内非等温流动的Rayleigh数范围（2.6～3.0×1010），认为涡粘系数正比于流体密度、当地速度和距壁面最近之距离，比例系数由直接数值模拟的结果拟合而得μt=0.038 74ρvl (2)摘一、室内设计的方法。

二、室内设计的程序步骤。

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其中：v为当地时均速度，l为当地距壁面最近的距离。

该模型少求解2个微分方程，而仅求解关于质量、动量和能量守恒的5个微分方程，故计算最省时间。

2 数值计算方法和工具简述本文采用清华大学建筑技术科学系建筑环境与设备研究所开发的STACH-3进行模拟。

它采用有限容积法将计算区域离散为不均匀网格，差分格式采用混合模式，算法为SIMPLE 算法，动量方程采用交错网格，边界条件采用壁面函数法处理。

3 混合对流算例比较为比较MIT 零方程湍流模型和常用的k-ε模型对室内空气流动数值模拟的性能，选择Zhang J. S. 等人做的室内混合对流实验作为验证算例[7]。

图1所示为实验工况，其中W和H分别为小室宽度和高度。

从房间上方送风速度vd为1.778m/s送入温度td 为24.1℃的空气，室内地面温度tf为81.5℃，这是一个强迫对流和自然对流并存的混合对流的典型例子，有关参数见表1。

其中：tc为出风温度，Δtfd =tf-td,，为送风与地面温差，Red为入口雷诺数，Ard为入口阿基米得数，Q为换气次数。

图1实验工况示意图表1 实验条件参数表vd/(m·s-1)td/℃te/℃tf/℃Δtfd/℃RedArdQ/h-11.77824.132.481.557.457350.018619.5气流组织实验在一个5.49m×2.44m×7.35m的小室中进行。

实验数据通过烟气流线方法获得。

整个空气流型由一个贴附吊顶的弯曲的自由空气射流，顶射流，和一个大的再循环漩涡体现（见图2）图2 实验的所得流型图采用两种湍流模型计算所得流型图如图3所示，与图2的实验所得流型对比发现：两种模型都能将房间中心的再回流漩涡旋很好的模拟出来。

但是k-ε模型不能将房间右下方的局部回流涡旋反映出来，而MIT零方程模型比k-ε模型更为准确地模拟出该混合对流的流型。

进一步比较X/W=0.125和X/W=0.5处温度、速度分别沿高度的变化发现（见图4和图5）：MIT零方程模型所得各点速度比k-ε模型所得结果与实验数据更为接近。

尤其是对于X/W=0.5的位置（图4b），MIT零方程模型模拟的速度变化趋势与实测值一致，在Y/H=0.1处速度最大，从而正确模拟出射流中心速度最大的射流物理特性。

总之，两个位置温度计算值都比实测值小（图5），这是因为计算中没有考虑辐射作用的缘故。

尽管如此，就两个位置的温度变化趋势而言，MIT零方程模型与实测趋势更吻合，且其计算值与实验数据更接近。

零方程模拟所得房间中心涡旋位置偏差较大，说明模型也存在不足。

图3 计算所得流型图图4 速度随高度分布图5 温度随高度分布由以上比较可见，对于室内空气混合对流流动这种比较复杂的流动形式，采用k-ε模型并不能取得满意的结果，甚至与实验数据不符。

而MIT零方程模型却能取得令人满意的结果，尤其是采用该模型能更快地获得收敛结果，这对于工程应用中大量的三维计算工况有着很大的实用价值，因为在暖通空调房间气流组织设计中，往往需对很多三维工况进行模拟比较以获得最优化的设计。

对于同样的网格数，在同一台PIII500，128M内存微机上采用两种模型计算达到收敛时间的比较结果见表2，可以看出采用MIT零方程模型比k-ε模型快约4倍，且可取得满意的结果。

表2 两种模型计算时间比较湍流模型网格划分计算至收敛时间/mink-ε37×32×330MIT零方程37×32×37。