十七中室外风环境模拟分析实施报告.doc

室外风环境模拟分析报告
北京市第十七中学分校改扩建工程
建 筑 专 业
主 持 人：
（设计总负责人）
审
定
人：
校
审
人：
计
算
人：
北京中帝恒成建筑设计有限公司
2016 年 02 月 18 日
目 录
建筑概况 2
评价依据 2
分析法 2
原理概述 2
模拟软件 3
计算原理 3
模型设置 5
参数设置 5
评价标准 6
模拟结果和分析 6
风环境模拟模型 6
工况 1（冬季平均风速工况） 7
工况 2（夏季平均风速工况） 9
工况 3（过渡季平均风速工况） .............................................................................................. 10
6 结论 ......................................................................................................................................... 11
建筑概况
工程名称 北京市第十七中学分校改扩建工程
工程地点 北京市区第十七中学百子湾校区
气候子区 寒冷
建筑面积 地 上 ㎡ 地 下 ㎡
建筑层数 地上 5 地 下 2
建筑高度 地上 地 下
北向角度 0°
评价依据
北京市《绿色建筑评价标准》 DB11T825-2011
《民用建筑设计通则》 GB 50352 － 2005
《民用建筑供暖通风与空气调节设计规》 GB50736 － 2012
《实用供热空调设计手册》
分析法
原理概述
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围地形地貌有着很复杂的关系。在有较强来流时，建筑物围某些地 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，威胁着室外的安全。
高层建筑群室外人行区域最容易形成再生风和二次风问题，导致冬季室外风速过大，行人难以 停留。
图 1 室外空气流动与建筑之间所产生的效用示意图
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， 如风巷效应，同时在与冬季主导风向垂直向最好增加裙房，加大底座尺寸，避免冲刷效应和边角效 应等，如图 1 所示。
调查统计显示： 在建筑围行人区， 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% 大风情况下建筑围行人区风速小于 5 m/s ，即可认为建筑围行人区是舒适的）；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 2m 的距离平均风速变化达 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。
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；通过建筑围气流将建筑边以及房间里的热量散发到空气中去；同时通 过通风，为室提供新鲜空气，降低室二氧化碳浓度。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环境影响两面容。
模拟软件
本项目采用 CFD 手段对建筑及围的微环境进行模拟分析，评价室外流场分布状况。
模拟计算采用的 Phoenics 软件可以对三维稳态或非稳态的可压缩流或不可压缩流进行模拟，包
括非牛顿流、 多介质中的流动， 并且可以考虑粘度、 密度、温度变化的影响。 在流体模型上面， Phoenics
置了 22 种适合于各种 Re 数场合的湍流模型，包括雷诺