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几种典型布局住宅小区风环境数值模拟研究

几种典型布局住宅小区风环境数值模拟研究

几种典型布局住宅小区风环境数值模拟研究一、本文概述随着城市化进程的加速,住宅小区作为城市居住空间的重要组成部分,其规划与设计日益受到人们的关注。

在住宅小区的规划中,风环境的考虑对于提升居住舒适度和居住环境质量具有重要意义。

本文旨在通过数值模拟的方法,对几种典型布局的住宅小区风环境进行深入研究,以期为住宅小区的规划与设计提供科学依据。

本文将简要介绍风环境对住宅小区的重要性,以及数值模拟在风环境研究中的应用。

接着,将概述国内外在住宅小区风环境数值模拟方面的研究进展,分析现有研究的不足,并指出本文的研究目的和意义。

在此基础上,本文将选取几种典型的住宅小区布局作为研究对象,包括行列式、围合式、点群式等布局形式。

通过建立数值模型,运用计算流体力学(CFD)等方法,对不同布局形式下的住宅小区风环境进行模拟分析。

研究将重点关注风速、风向、风压等关键指标,分析不同布局形式对住宅小区风环境的影响规律。

本文将总结研究成果,提出优化住宅小区风环境的建议和措施,为住宅小区的规划与设计提供有益的参考。

通过本文的研究,旨在推动住宅小区风环境研究的深入发展,为创造更加宜居的城市居住环境做出贡献。

二、研究背景和意义随着城市化进程的加速,住宅小区作为城市的重要组成部分,其规划与设计对城市居民的生活质量和城市微气候环境产生了深远影响。

风环境作为住宅小区微气候环境的关键因素之一,对居民的舒适度、建筑能耗及空气质量等方面都具有重要影响。

对住宅小区风环境的研究具有重要的现实意义和理论价值。

近年来,随着计算流体力学(CFD)技术的发展,数值模拟方法在住宅小区风环境研究中的应用越来越广泛。

通过数值模拟,可以准确地预测和评估住宅小区的风环境状况,为小区规划和建筑设计提供科学依据。

随着绿色建筑和低碳生态城市理念的提出,对住宅小区风环境的研究也提出了更高的要求。

本研究旨在通过数值模拟方法,对几种典型布局的住宅小区风环境进行深入研究。

通过对比分析不同布局形式对风环境的影响,揭示住宅小区风环境的分布规律和影响因素,为优化小区规划和建筑设计提供理论支撑和实践指导。

基于CFD某住宅区的风环境模拟分析

基于CFD某住宅区的风环境模拟分析

黑龙江科学HEILONGJIANG SCIENCE

第13卷第

4期

2022年2月

VoL 13Feb. 2022

基于CFD某住宅区的风环境模拟分析

张泽超,贾云鹏

,林鑫

(中建八局第四建设有限公司

山东青岛

266000)

摘要:为探究传统住宅分布形式的风环境状况

,以潍坊市一板式住宅区为例,

使用

HYBPA2019软件中的风模块功能,对小区室外

风环境进行了模拟研究,得到该小区冬夏两季的风速、风压、空气龄数值,并依据绿建标准进行评分

。结果表明

该小区夏季风环境

状况良好,但冬季风环境状况较差,必须采取措施进行冬季防风

关键词:风环境

;住宅建筑;数值模拟;空气龄;

HYBPA2019

中图分类号:

TU-0 文献标志码:A 文章编号:

1674-8646(2022)04-0008 -03

CFD-based Simulation Analysis of Wind Environment in a Residential Area

Zhang Zechao, Jia Yunpeng, Lin Xin

(The Fourth Construction Co. , Ltd. of China Construction Eighth Bureau, Qingdao 266000,

China)

Abstract:

In order to explore the wind environment condition of traditional residential distribution, through taking one-

panel residential area in Weifang City as

an example

, the wind module function in HYBPA2019 software is used to

simulate the outdoor wind environment of the residential area. Wind speed, wind

某小区建筑风环境数值模拟分析研究

某小区建筑风环境数值模拟分析研究
。 第 期总 。 2  ̄ 年 ‘第。卷 4 ) 4
No6 1 0 foa No2 4. 1 9 . i 2 11 T tl 1 .4 Vo. ) 3
建 筑 节 能
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HE ATI G. N VE NTI TI LA NG & AI R CONDI I ONI F NG
W i d E v r m e tSi u a i n o R s d n i I s rc n n ion n m l to f A e i e ta t it Di
C HEN e J NG ig W i., Jn
( C ia bl C mmu ia o s o pGuz o o L d, ia g5 0 0 , hn ; 1 hn Mo i o e nc t n u i uC . t Guy n 5 0 1 C ia i Gr h
Ke o ds wide vr n e tsm uain b i igly u yw r : n n io m n ; i lto ; ul n o t d a
0 引 言 随着 科 学技术 的高速 发 展和城 镇化 进程 的 加快 , 建 筑单 体 的形式越 来越 多样 化 , 建筑 群 的布 局也 愈加
简 化 处 理 , 照 同一 高 度 处理 ( 1中 z轴 负方 向为 按 图 正北方 向) 。
随 着计算 机技 术 的发展 , 人们 研究 室外 气流 流动 的手段 已经不 仅仅 满足 于采 用风洞 试验 的方 法 , 近年
来 快速 发 展 的 C D( o ua o a FudDy a c) F C mp t in l li nmi 计 t s
摘要: 以桌小区为例, 对其风环境进行 了数值模拟计算与分析 , 引入梯度风的概念, 出了小 区内建筑分布对 小区风场的影 响。为住 指 宅小 区建筑布局 的规划建设 及建筑室内通风效果预测提供 了指导和优化途径 。

某建筑群室外风环境的CFD模拟与评价

某建筑群室外风环境的CFD模拟与评价

地面风速基本在 2 m / s 以下, 这样不容易吹起地面上的尘土, 有利 在换乘大楼东侧的公 于提升建筑群周围的空气质量 。与此同时, 路上具有较大风速, 其风速值达到 2. 4 m / s, 有利于公路上行驶汽 车尾气的排放。换乘大楼西侧及东侧空间上具有 2. 5 m 左右的 有利于换乘车辆的废气排放 。建筑物周围没有明显不利于 风速, 污染物扩散的涡旋。 图 2b) 给出距地面 7. 2 m 处的速度分布。 当夏季吹南风时, 购物中心, 酒店写字楼的西面具有较大风速, 其值达到 2. 5 m / s。 在此风速下, 如果能够结合合理的建筑开窗, 将有效的起到建筑 。 节能的作用 备班楼及换乘大楼可在南向和北向同时开窗, 从而 提到夏季自然通风的通风效率 。 与此同时, 换乘大 形成穿堂风, 楼及备班楼内的尾气会被南风带向东北方向, 不会流向购物中 心, 酒店写字楼所处区域。 这对购物中心, 酒店写字楼的空气质 量有利。 2 ) 冬季 2. 4 m / s( NNW) 。
1
ห้องสมุดไป่ตู้
数值计算
根据对建筑室外风环境流场湍流特性的初步分析, 建立描述 [3 , 4 ] 其气流 运 动 特 性 的 方 程 为 基 于 Boussinesq 假 设 基础上的 Reynolds 时均的包括连续性方程 、 动量方程、 能量方程、 状态方程 的控制方程组。为使方程的封闭, 湍流模型采用标准的 κ—ε 双 方程模型。其控制方程组如下: ( ρ) + div( ρU) = div( Γgrad) + S t ( 1)
2. 北京中外建建筑设计有限公司西北分公司, 陕西 西安 710055 )
要: 针对某已设计建筑群, 运用数值模拟软件在夏季 、 冬季和全年三个典型工况下, 分别对其进行了室外风环境模拟, 主要根

重庆市绿色建筑自评估报告性能分析要求——室内风环境数值分析报告提纲及要求

重庆市绿色建筑自评估报告性能分析要求——室内风环境数值分析报告提纲及要求

重庆市绿色建筑自评估报告性能分析要求——室内风环境数值分析报告提纲及要求A.4.1 综合概况◎项目基本信息数值分析报告中项目基本信息项目应包括但不限于:用地性质、项目的总平面布局、建筑面积、建筑功能、建筑朝向、窗墙比、主要户型等说明。

◎标准要求数值分析报告中标准要求应包括:对应的绿色建筑标准及条款、标准规定的计算要求、评分要求及达标要求。

◎数值分析依据数值分析依据应包括但不限于:应写明基础数据及来源,如气象参数、室外风压差参数、数值分析建筑信息等。

数据来源:1)《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50736—2012)。

2)《中国建筑热环境分析专用气象数据集》*。

3)室外风压差参数:根据室外风场模拟结果,得出建筑迎风面及背风面的前后平均风压差。

分析过程可参考《民用建筑绿色性能计算标准》(JGJ/T 449—2018)要求进行。

A.4.2 数值分析方法◎分析方法数值分析报告中分析方法应包括但不限于:数值分析采用的分析方法和基本流程。

数值分析方法要求如下。

(1)模型选取1)采用3D模型并满足N-S方程。

2)湍流模型可采用标准k- 模型,推荐采用各向异性湍流模型,如KECHEN模型进行稳态计算。

(2)差分格式避免采用一阶差分格式。

(3)模拟工况重点考虑过渡季节和夏季情况下主要功能房间的自然通风情况。

根据室外风场模拟结果,得出建筑迎风面及背风面的前后平均风压差,同时根据气象参数查询室外空气干球温度,作为室内风场模拟的边界条件。

*中国气象局气象信息中心资料室,清华大学建筑技术科学系. 中国建筑热环境分析专用气象数据集[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2005.模拟工况的条件说明可参考附表A.4.1。

附表A.4.1 模拟工况示例在大区域CFD模拟的基础上来评估所选5栋户型周围的气流分布。

所有的户型模型都要插入到原有的大范围模型中去。

◎数值分析软件数值分析报告应包括:数值分析计算软件的介绍。

常用数值分析软件简介同本书附录A.2.1。

深圳某项目室外风环境模拟分析

深圳某项目室外风环境模拟分析

深圳某项目室外风环境模拟分析摘要:城市中高大建筑的数量和高度与日俱增,这些建筑的建成显著改变了城市的风环境。

一方面高大密集的建筑群,降低了城市的通风、自净能力,加剧了在低风速条件下城市的空气污染和热岛效应;而另一方面在风速较大时,高大建筑周围会产生局部强风,影响到行人的舒适与安全,引出行人风环境问题。

本文采用基于CFD原理的计算模拟软件PHOENICS作为模拟工具,分析和评价本项目小区的室外风环境现状与室内自然通风的潜力。

关键词:室外风;坏境模拟;风速;1.概况1.1项目概况本工程为深圳某医院项目。

总用地面积20844.41平方米,总建筑面积109084.35平方米,计容积率面积61567.01平方米,框架结构。

地上18层,地下3层。

本项目主要有医疗综合楼、行政后勤楼、发热感染楼及高压氧仓综合楼、门卫等。

其中医疗综合楼、行政后勤楼、发热感染楼及高压氧仓综合楼为一级耐火等级,门卫为二级耐火等级。

根据深圳市多年的气象资料,深圳的地面风向存在非常明显的季节变化,秋、冬季偏北风为主,春、夏季则以偏东风为主;根据深圳市近多年风向观测记录,深圳市全年的风向频率以东北风最高,秋季与冬季盛行东北风,春季与夏季盛行东南风。

2风速边界条件2.1入口边界条件:由于随着高度的增加,风速会增大,因此,模拟中采用沿高度方向梯度风设置。

考虑实测存在的周围遮挡情况,城市梯度风按照以下公式计算:2.2出流面的边界条件:假定出流面上的流动已充分发展,流动已恢复为无建筑物阻碍时的正常流动,故其出口边界相对压力为零;建筑物表面为有摩擦的平滑墙壁。

3.风环境模拟分析根据报告前面的项目地点气象特点分析,项目的室外风环境研究分为三部分进行:夏季主导风:风速为2.7m/s,风向为东南;冬季主导风:风速为3.4 m/s,风向为东北;过渡季主导风:风速为3.0m/s,风向为东南偏南。

3.1夏季风工况夏季主导风向为东南,平均风速2.7m/s。

图3-1~图3-3为夏季东南风向情况下室外风环境模拟计算结果。

建筑设计中的风环境模拟

建筑设计中的风环境模拟

建筑设计中的风环境模拟在建筑设计领域,风环境模拟正逐渐成为一项不可或缺的重要工具。

它不仅能够影响建筑的舒适度和能源效率,还对建筑的结构安全性和周边环境的质量有着深远的影响。

风环境模拟是什么呢?简单来说,就是通过计算机技术和相关的数学模型,来预测和分析在特定的建筑布局、地形地貌以及气象条件下,风的流动情况和特性。

这就好比我们在建造一座真实的建筑之前,先在虚拟的世界里进行一场“风的实验”。

为什么要在建筑设计中进行风环境模拟呢?首先,良好的风环境可以提高建筑内部的自然通风效果,减少对机械通风和空调系统的依赖,从而降低能源消耗。

想象一下,在炎热的夏天,如果能够通过巧妙的设计让凉爽的风自然地在建筑内流通,那不仅能节省大量的电费,还能让居住者感到更加舒适和健康。

其次,风环境模拟对于建筑的结构设计也至关重要。

强风可能会对建筑物产生巨大的压力和冲击力,如果在设计时没有充分考虑到风的作用,可能会导致建筑结构的损坏甚至倒塌。

通过风环境模拟,设计师可以提前了解风对建筑的影响,从而采取相应的加强措施,确保建筑的安全性。

此外,风环境还会影响到建筑周围的行人舒适度。

比如在高楼林立的城市中,狭窄的街道可能会形成“风洞效应”,导致风速突然增大,给行人带来不适甚至危险。

通过模拟,设计师可以优化建筑的布局和外形,减少这种不利影响。

那么,风环境模拟是如何进行的呢?这通常需要以下几个步骤。

第一步是收集相关的数据,包括建筑所在地区的气象资料、地形信息、周边建筑物的分布等等。

这些数据就像是模拟的“原材料”,越详细和准确,模拟的结果就越可靠。

接下来,需要选择合适的模拟软件和数学模型。

目前市场上有许多专业的风环境模拟软件,它们基于不同的理论和算法,但目的都是为了尽可能准确地模拟风的流动。

在输入数据和设置好模型参数后,计算机就开始进行复杂的计算和分析。

这个过程可能需要花费一定的时间,取决于模型的复杂程度和计算机的性能。

最后,模拟完成后,设计师会得到一系列的结果,比如风速分布、风压分布、气流轨迹等等。

绿色建筑设计自评估报告.doc

绿色建筑设计自评估报告.doc

国家一二星级绿色建筑运行阶段评价标识自评估报告(住宅建筑)申报项目名称:XXXXXX项目中报单位名称:XXXXXX房地产有限公司深圳XXXXXX技术有限公司XX XXXXI程设计集团有限公司参与单位名称:自评星级:一星深圳市建设科技促进中心制-O一一年四月填写说明lo本报告适用于申请国家一二星级绿色建筑运行阶段评价标识的住宅建筑,由申报单位填写。

2.“达标判定”项的填写方式:满足要求的项在□中填写;不满足要求的项在□中填写“x”;不参评的项在□中填写,设计阶段不参评的项已用“一”标出。

3 o “实际提交材料”中列表填写对应条文实际提交的材料的全称、查阅路径。

4o 本报告封面的“项目名称”和“申报单位”请务必认真、仔细填写,并与申报书保持一致,如因笔误造成评审或证书制作问题,后果自负.5O若采用本报告参考样式,可进行编辑性修改,但不应自行删除技术内容和要求.一、。

自评总述“二、自评内容 (2)4. 1节地与室外环境 (2)4。

2节能与能源利用 (21)4. 3节水与水资源利用 (35)44节材与材料资源利用 (48)4. 5室内环境质豊6 04. 6 运营管理7。

3自评总述经自评估,本项U的运行阶段控制项全部达标,一般项与优选项项数达到运行阶段_ 一一—星级的标准。

一般项与优选项的达标情况见表1:二.项目效果图二、自评内容4o 1节地与室外环境控制项4. 1. 1场地建设不破坏当地文物、自然水系、湿地、基本农田、森林和其他保护区。

1)达标自评:回达标:□不达标2)评价要点:场地内是否有以下资源或地形:口文物、口自然水系、口湿地、□基本农田、口森林、□苴他保护区_________ 、回以上皆无简要说明场地地形或资源概况100字以内)。

若含有上款所列资源或地形,简要说明保护或改造的措施(200字以内)。

3)证明材料:建议提交淸单:上地出让时规划管理部门提供的标准地块规划现状地形图,由具有资质的第三方提供的环评报告书(表)或场址检测报告,文物局、园林局、旅游局或自然保护区管理部门的相关证明文件,相关处理方案等.要求:1. 现状地形图要求能反映建设用地范圉及地形地貌;2. 如场地内有以上资源或地形,应包括相应改造或生态复原措施。

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目录1模拟概述 (1)1.1项目概况 (1)1.2风环境简述 (1)1.3参考依据 (3)1.4评价说明 (3)2技术路线 (4)2.1分析方法 (4)2.2湍流模型 (5)2.3几何模型 (7)2.4参数设置 (8)2.5气候状况 (10)3 模拟结果分析 (11)3.1夏季及过渡季 (11)3.2冬季 (15)4 结论 (19)1模拟概述1.1项目概况本工程位于XXX市XXX路,地理位置优越,交通便利。

拟建20栋高层住宅、30栋多层商业及配套用房,地下非机动车库及地下机动车库。

该地块总用地面积为20000m2,总建筑面积218694.72 m2,计容面积182548 m2,总建筑占地面200000m2,容积率1.80,建筑密度20%,绿地率30%。

1.2风环境简述建筑群和高大建筑物会显著改变城市近地面层风场结构。

近地风的状况与建筑物的外形、尺寸、建筑物之间的相对位置以及周围地形地貌有着很复杂的关系。

在有较强来流时,建筑物周围某些地区会出现强风;如果这些强风区出现在建筑物入口、通道、露台等行人频繁活动的区域,则可能使行人感到不舒适、甚至带来伤害,形成恶劣的风环境问题。

在一般的气候条件下,他们直接影响着城市环境的小气候和环境的舒适性;一旦遇到大风,这种影响往往会变成灾害,使建筑外墙局部的玻璃幕墙、窗扇、雨棚等受到破坏,威胁着室内外的安全。

建筑合理布局是改善室外行人区热舒适的关键;主要是避免在寒冷冬季室外行人区风速加速(西北风情况下),如风巷效应,同时在与西北风垂直方向最好增加裙房,加大底座尺寸,避免冲刷效应和边角效应等,如图2所示。

调查统计显示:在建筑周围行人区,若平均风速V>5 m/s的出现频率小于10 %,行人不会有什么抱怨(在10 %大风情况下建筑周围行人区风速小于5 m/s,即可认为建筑周围行人区是舒适的);频率在10%~20%之间,抱怨将增多;频率大于20 %,则应采取补救措施以减小风速。

另外,行人在风速分布不均区域活动时,若在小于2 m的距离内平均风速变化达70%,即从低风速区突然进入高风速区,人对风的适应能力将大减。

表1是室外不同风速对人们活动的影响情况判别表。

图1室外空气流动与建筑之间所产生的效用示意图表1 步行者受风影响情况判别表因此在设计阶段,应对建筑物的室外风环境做出评价,分析建筑之间位置关系对室外风环境的影响。

同时,室外风环境深刻影响建筑室内风环境,特别对建筑防风与自然通风有着决定性影响。

冬季建筑防风,有效减少气流渗透,降低采暖能耗,而夏季与过渡季节的自然通风则能降低建筑空调能耗。

自然通风主要有以下3种作用:舒适通风、降温通风、健康通风。

通过通风增加人的舒适度,从而提高人体热舒适感觉;通过建筑周围气流将建筑周边以及房间里的热量散发到空气中去;同时通过通风,为室内提供新鲜空气,降低室内二氧化碳浓度。

建筑室外风环境模拟分析,主要考虑室外风场以及室外风环境对室内环境影响两方面内容。

1.3参考依据恒水鑫城项目室外风环境模拟主要参考资料为:《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2014《江苏省绿色建筑设计标准》DGJ32/T173-2014《民用建筑设计通则》GB 50352-2005《民用建筑绿色设计规范》JGJ/T229-2010《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012委托方提供的项目总平面图、建筑设计图纸等图纸资料委托方提供的其他相关资料1.4评价说明《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2014第4.2.6条针对建筑室外风环境状况提出了明确的要求:4.2.6 场地内风环境有利于室外行走、活动舒适和建筑的自然通风,评价总分值为6分,并按下列规则分别评分并累计:1在冬季典型风速和风向条件下,按下列规则分别评分并累计:1)建筑物周围人行区风速小于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;2 过渡季、夏季典型风速和风向条件下,按下列规则分别评分并累计:1)场地内人活动区不出现涡旋或无风区,得2分;2)50%以上可开启外窗室内外表面的风压差大于0.5Pa,的1分。

条文达标判断条件为:冬季以建筑物周围人行区1.5 m处实测风速低于5 m/s判定为达标;夏季场地内人活动区不出现涡旋或无风区,50%以上可开启外窗室内外表面的风压差大于0.5Pa。

恒水鑫城项目工程位于江苏省如皋市,属于夏热冬冷地区。

本报告对项目内参评建筑周边风环境状况的评价主要从室外风场分布情况及室外风环境对室内环境影响两方面内容通过流场、风速、风压三个因素进行分析。

评价内容如下:1)冬季典型风速、风向条件下,建筑物周围人行区距地1.5m高处,风速V<5m/s;且室外风速放大系数小于2;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超过5Pa;3)过渡季、夏季典型风速和风向条件下,场地内人员活动区不出现涡流或无风区;50%以上建筑的可开启外窗室内外表面的风压差大于0.5Pa。

2技术路线本报告主要对恒水鑫城项目室外风场分布状况及其对室内自然通风的影响进行分析,验证其是否满足《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2014第4.2.6条“场地内风环境有利于室外行走、活动舒适和建筑的自然通风。

”2.1分析方法建筑物室外风环境的评价方法,目前有风洞试验、网络法及数值计算方法。

风洞试验是当前建筑室外风环境及风工程领域使用的主要方法,它是通过制作实际建筑物的缩尺模型在大气边界层风洞中进行的,通过必要的手段产生类似于实际建筑周围的风场,然后通过布置在模型表面及其周围的试验仪器测量风速、风压等相关数据,当前研究内容已经涵盖了建筑物在不同地貌下以及各种体型的高层建筑的风压风速分布研究以及不同高度比和相对位置的变化所产生的相互干扰影响。

但是风洞试验也存在着诸如模型制作费时费力,试验周期较长,难以同时研究不同的建筑设计方案等缺点,而且缩小尺寸的试验模型并不总是能反映全比例结构的各方面特征,另外,在测点布置、同步测压等一系列问题上也有很多不足有待解决。

网络法是从宏观角度对自然通风进行分析,主要用于自然通风建筑设计初期的风量预测。

它利用质量、能量守恒等方程计算风压和热压作用下的自然通风量。

但由于网络法不考虑房间内部的空气流动形态对自然通风效果的影响,所以无法给出房间内部的空气详细流动情况分析。

近年来随着计算机技术的飞速发展,数值计算已成为评价方法的主流。

而通风过程的数值模拟研究主要有节点法、数学模型法和计算流体力学法。

计算流体力学(CFD )法因其快速简便、准确有效、成本较低等优点在越来越多的在工程问题得到使用,并逐渐成为有效的处理工程问题的手段,受到广泛认可。

CFD 模拟是从微观角度,针对某一区域或房间,利用质量、能量及动量守恒等基本方程对流场模型进行求解,分析其空气流动状况。

采用CFD 对自然通风模拟,主要用于自然通风风场布局优化和室内流场分析,以及对象中庭这类高大空间的流场模拟,通过CFD 提供的直观详细的信息,便于设计者对特定的房间或区域进行通风策略调整,使之更有效的实现自然通风。

本报告采用计算流体力学(CFD )模拟技术对恒水鑫城项目周边风环境进行模拟,报告中综合考虑流场、风速、风压三个因素,对该项目周边的风环境状况进行分析评价,并进一步为其室内自然通风适用性及舒适性分析提供参考数据。

2.2湍流模型模拟中采用标准k-ε模型求解项目周边的风环境状况,涉及到的控制方程主要包括:连续性方程、动量方程、能量方程,可以写成如下通用形式:()()()S grad div div t+Γ=+∂∂φφρρφφ该式中的φ可以是速度、湍流动能、湍流耗散率以及温度等。

针对不同的方程,其具体表现形式如表2所示。

表 2 计算流体力学的控制方程表2中的常数如下:2S G t k μ=, ij ij S S S 2=, ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂=jii j ij x u x u S 21, y T g G T t T B ∂∂=σμβ, ερμμ2k C t =, 0845.0=μC , 42.11=εC , 68.12=εC , 223tanhwu v C +=ε, 85.0=T σ,7.0=C σ,εαα=k 由effμμαααα=++--3679.006321.003929.23929.23929.13929.1计算 其中 0.10=α。

如果 eff μμ<<,则 393.1≈=εααk()()k C R 23031/1εβηηηρημε⨯+-=, 其中 εη/Sk =, 38.40=η, 012.0=β 2.3几何模型本报告根据委托方提供的建筑总平面图,以及其他相关资料建立恒水鑫城项目周边风环境模拟模型,若由于委托方提供资料不实或方案变化而导致分析差错,我方将不予保证。

分析模型中包括恒水鑫城项目所有建筑及周边300米内所有建筑。

模型中边界尺寸选择主要以不影响建筑群边界气流流动为准,边界尺寸为区域长、宽、高的3倍以上,为1200m ×1200m ×150m (长×宽×高),模型中Z 轴正方向设置为北向。

计算网格划分采用局部加密形式,建筑区域内的网格为0.15m ×0.15m ,外场网格为3m ×3m ,建筑高度方向,1.5m 以内有3个网格,1.5m 至到建筑高度处每3m 一个网格,建筑高度以上每5m 一个网格。

模型及网格效果分别如图2、图3示。

图2 XXX项目模型效果图图3 XXX 项目工程分析网格2.4参数设置来流边界条件建筑来流方向风速为均匀分布,不同高度平面上的来流风速大小沿建筑高度方向按梯度递增。

模拟分析时按大气边界层理论设置来流风速,不同地形的风速梯度不同,如图4所示。

图 4不同地形大气边界层曲线图因此,不同高度的风速不同,高度与风速的计算公式如下:nh h h V V )(0 式中:V h —高度为h 处的风速,m/s ;V 0—基准高度h 0处的风速,m/s ,一般取10m 处的风速;n —指数,根据《建筑结构荷载规范》GB 50009—2001,地面粗糙度可分为A 、B 、C 、D 四类:——A 类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区,指数为0.12;——B 类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区,指数为0.16;——C 类指有密集建筑群的城市市区,指数为0.22;——D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区,指数为0.30;项目室外风环境模拟时根据室外场地状况n值设置为0.22。

出流边界条件建筑出流面上空气流动按湍流充分发展考虑,边界条件按自由出口设定。

收敛判断本项目采用对项目进行室外风环境商用Airpak软件模拟,湍流模型采用标准k-ε模型,离散方式采用二阶迎风格式,根据夏季、过渡季、冬季的环境主导风向、风速对建筑方案周边风环境进行模拟。

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