某双层玻璃幕墙建筑自然通风的数值模拟研究.doc

某双层玻璃幕墙建筑自然通风的数值模拟研究    黄艳刘东杨建坤张恩泽摘要:根据双层玻璃幕墙建筑的特殊热环境,提出过渡季节采用自然通风的方式,确定了建筑围护结构的开口方式和开口大小,使各楼层的空气温度都在热舒适范围内;应用CFD数值模拟方法对各楼层房间的三维温度场,速度场进行了模        黄艳刘东杨建坤张恩泽摘要:根据双层玻璃幕墙建筑的特殊热环境,提出过渡季节采用自然通风的方式,确定了建筑围护结构的开口方式和开口大小,使各楼层的空气温度都在热舒适范围内;应用CFD数值模拟方法对各楼层房间的三维温度场,速度场进行了模拟,研究结果表明,利用自然通风能够有效地改善室内热环境,较好地满足人体热舒适的要求。关键词:自然通风数值模拟中庭 ,但也带来了一些问题;首先,空调建筑的密闭性较好,当新风量不足时,室内空气品质(IAQ)恶化会导致病态建筑综合症(SBA);其次,大量的空调器加剧了城市热岛效应,造成室外空气热环境恶化;再次,空调器的普及使建筑能耗有较大的增长趋势。因此随着可持续发展战略的提出,同时发展生态建筑也是大势所趋,自然通风这项古老的技术重新得到了重视。合理利用自然通风能取代或部分取代传统制冷空调系统,不仅能不消耗不可再生能源完成有效被动式制冷,改善室内热环境;而且能提供新鲜、清洁的自然空气,改善室内空气品质,有利于人的身体健康,满足人们心理上亲近自然,回归自然的需求。采用双层玻璃幕墙可以进行有效的自然通风。双层玻璃幕墙又称动态幕墙,两层玻璃之间的距离为20mm~500mm,利用“烟囱、热流道”效应,气流在两层玻璃幕墙中间由下向上循环,带走外面一层玻璃幕墙太阳辐射的能量,达到隔热、保温、节能、环保的功效。按照不同的通风原理双层玻璃幕墙可分为:整体式、廊道式、通道式和箱体式。双层玻璃幕墙具有多项功能:减少风及恶劣气候的影响、提高隔音能力、充分利用太阳能、运用自然通风使空调运用率降至最低。本文主要研究其自然通风的功能及效果。,共6层,外形结构见图1,幕墙结构见图2: 图1建筑外形图图2廊道式双层幕墙局部放大图该幕墙为廊道式双层幕墙,每层设置通风道,层间水平有分隔,无垂直换气通道,自然通风的路径为:这类建筑室内环境易受太阳辐射影响,同时其空间高度高,上下温差大,这对预测带来很大困难,随着计算机及流体力学的发展,三维CFD模拟技术得到广泛应用,它即可以满足大型建筑多空间多开口的自然通风想象要求,又能精确预测各想象室内的空气速度场和温度分布,因此本文在满足顶层室内热环境的基础上想象了屋顶排风天窗面积,并在此基础上利用CFD对该建筑的局部房间室内热环境进行了数值模拟。,中庭建筑的“烟囱效应”就是利用建筑内部的热压作用,由于室外风速和风向是经常变化的,因而风压作用不是一个可靠的稳定因素,所以本文进行模拟计算时进行了简化,仅考虑热压下的自然通风。热压通风,是利用建筑内部由于空气密度不同,热空气趋于上升,而冷空气趋向下降的特点。热压作用与进风口和出风口的高度差,以及室内外空气温度差存在着密切的关系:高度差愈大,温度差愈大,则热压通风的效果愈明显。因而大楼各楼层(共6层)的进风量随楼层高度的增加而减小,