室外風環(huán)境模擬計算報告123

1、新項目室外風環(huán)境模擬報告新項目室外風環(huán)境模擬計算報告計算軟件：風模擬分析軟件PKPM-CFD開發(fā)單位：中國建筑科學研究院建研科技股份有限公司合作單位：Software Cradle Co., Ltd.上海韻能建筑科技有限公司應用版本：Ver1.00 2015.10.19室外風環(huán)境模擬分析報告項目名稱： 新項目 項目地址： 建設單位： 設計單位： 參與單位： 規(guī)范標準參考依據(jù)：1、綠色建筑評價標準（GB/T 50378-2014）2、民用建筑設計通則（GB 50352-2005）3、綠色建筑評價技術細則一、 項目概述1.1 計算模型概況統(tǒng)計對象統(tǒng)計值統(tǒng)計對象統(tǒng)計值申報用地面積（）0.00建筑占地

2、面積（）10000.00地上建筑面積（）0.00地下建筑面積（）0.00綠化面積（）0.00人行區(qū)域面積（）12466.66（含空地）建筑棟數(shù)（棟）4周邊建筑棟數(shù)（棟）51.2 建筑物概況 圖 1 建筑群平面圖，紅線內(nèi)建筑為目標建筑建筑物名稱計算性質(zhì)建筑物底標高（m）建筑物高度（m）3#目標建筑0.00118.90建筑1周邊遮擋0.0011.001#目標建筑0.00156.204#目標建筑0.0011.002#目標建筑0.0095.70建筑2周邊遮擋0.0010.00建筑3周邊遮擋0.0010.00建筑4周邊遮擋0.0010.00建筑5周邊遮擋0.0010.00二、 指標要求針對室外風環(huán)境評價

3、依據(jù)為綠色建筑評價標準（GB/T 50378-2014）中有關室外風環(huán)境的條目要求。2.1 規(guī)范的評價要求綠色建筑評價標準（GB/T 50378-2014）中有關室外風環(huán)境的具體要求如下：4.2.6 場地內(nèi)風環(huán)境有利于室外行走、活動舒適和建筑的自然通風。評分規(guī)則如下：1 冬季典型風速和風向條件下，建筑物周圍人行區(qū)風速低于5m/s，且室外風速放大系數(shù)小于2，得2分；除迎風第一排建筑外，建筑迎風面與背風面表面風壓差不超過5Pa，再得1分。2 過渡季、夏季典型風速和風向條件下，場地內(nèi)人活動區(qū)不出現(xiàn)渦旋或無風區(qū)，得2分；50%以上可開啟外窗室內(nèi)外表面的風壓差大于0.5Pa，得1分。2.2 模擬條件設置

4、要求1、室外風環(huán)境模擬的邊界條件和基本設置需滿足以下規(guī)定：1）計算區(qū)域：建筑覆蓋區(qū)域小于整個計算域面積3%；以目標建筑為中心，半徑5H范圍內(nèi)為水平計算域。建筑上方計算區(qū)域要大于3H；H為建筑主體高度；2）網(wǎng)格劃分：建筑的每一邊人行高度區(qū)1.5m或2m高度應劃分10個網(wǎng)格或以上；3）湍流模型選擇：標準k-模型。高精度要求時采用Durbin模型或MMK模型。三、 模擬概述3.1 模擬原理簡述建筑物室外通風過程的數(shù)值模擬研究主要有節(jié)點法、數(shù)學模型法和計算流體力學法。計算流體力學（CFD）針對某一區(qū)域或房間（計算領域），建立質(zhì)量、能量及動量守恒等基本微分方程，根據(jù)周邊環(huán)境，設定合理的邊界條件，然后利用

5、劃分的風格，對微分方程進行離散，將微分方程離散為代數(shù)方程，通過迭代求解，得到空氣流動狀況。采用CFD對自然通風模擬，主要用于自然通風風場布局優(yōu)化和室內(nèi)自然通風優(yōu)化分析。由于建筑物周圍的流動往往是湍流，模擬中常采用標準-模型及其它湍流模型方程。涉及到的控制方程主要包括：連續(xù)性方程、動量方程、能量方程，-模型方程可以寫成如下通用形式： 該式中的可以是速度、湍流動能、湍流耗散率以及溫度等。其具體表現(xiàn)形式如下表：3.2 風速放大系數(shù)計算公式風速放大系數(shù)= V2/V1 式中：V0：10米高度開闊地的風速，即工況風速；V1: 1.5米高度開闊地的風速；V2: 人行區(qū)1.5米處最大風速；n: 由項目所處的環(huán)

6、境類型決定。該項目所處的環(huán)境類型是大城市中心,1/n=0.283.3 計算工況設置表工況名季節(jié)風向風向（中文）風速（m/s）頻率（%）值來源冬季工況冬季N北6.623.0暖通規(guī)范夏季工況夏季S南4.617.0暖通規(guī)范過渡季工況過渡季S南4.617.0暖通規(guī)范3.4 用戶設置計算目標表工況名風速過大控制不產(chǎn)生無風區(qū)與旋渦區(qū)建筑迎背風面壓差控制外窗內(nèi)外表面壓差控制風速要求應達標面積比風速要求不出現(xiàn)無風的面積比無旋渦的面積比壓差要求應達標面積比壓差限值應達到的面積比（個數(shù)比）冬季工況5m/s95%不判斷不判斷不判斷0.1m/s95%95%不判斷不判斷0.5pa50%過渡季工況不判斷不判斷0.1m/s

7、95%95%不判斷不判斷0.5pa50%3.5 計算范圍及網(wǎng)格大小設置 圖 2 計算域與網(wǎng)格劃分設置計算域設置計算域劃分實際模型大?。t線）標準要求最小計算域大小實際計算域大小長 X （m）196.2781.0（5H）784.6寬 Y （m）155.5781.0（5H）781.0高 Z（H） （m）156.2468.6（3H）624.8網(wǎng)格劃分設置網(wǎng)格設置項標準要求本項目設置總網(wǎng)格個數(shù)（萬）無要求86最小網(wǎng)格尺寸（m m m）無要求1.0m 1.0m 1.0m最大網(wǎng)格尺寸（m m m）無要求3.0m 3.0m 3.0m3.6 參與迎背風面壓差判斷的建筑設置3.6.1 冬季工況工況參與建筑風壓壓

8、差判斷的建筑列表 圖3 參與風壓判斷的建筑物（紅色為參與判斷建筑物）參與建筑迎背風面風壓差判斷的建筑物名稱未參與建筑迎背風面風壓差判斷的建筑物名稱3#、1#、4#、2#建筑1、建筑2、建筑3、建筑4、建筑5四、 模擬結果4.1冬季工況的模擬結果冬季工況自然通風的基本情況：冬季、北向、平均風速6.60m/s 。4.1.1 冬季工況的人行活動區(qū)域風速計算結果（1）整個計算區(qū)域風速結果 圖 4 冬季工況整個計算域1.5m處風速原始云圖冬季工況計算區(qū)域風速統(tǒng)計表風速范圍（m/s）該風速范圍內(nèi)的人行區(qū)域面積（）占總面積百分比（%）03.85287.3042.43.87.65614.1345.07.611

9、.11565.2312.6（2）人行活動區(qū)域的風速結果 圖 5 冬季工況人行區(qū)域1.5m風速云圖 冬季工況人行活動區(qū)域風速統(tǒng)計表風速范圍（m/s）該風速范圍內(nèi)的人行區(qū)域面積（）人行活動區(qū)域總面積（）占總面積百分比（%）057272.3212466.6658.355194.3412466.6641.7匯總風速5m/s的面積比=58.3% 圖 6 冬季工況1.5m風速達標示意圖 注：綠色代表風速5.0m/s，紅色代表風速5.0m/s冬季工況在人行活動區(qū)域最大風速判斷表工況季節(jié)實際計算值限值人行區(qū)風速最大值（m/s）風速達標的面積比例人行區(qū)最大風速限值（m/s）風速達標的面積比例限值冬季11.058

10、.3%5.095.0%判斷人行區(qū)風速5.0m/s的面積比例為58.3%，故未達到“建筑周圍人行區(qū)風速5.0m/s的面積比例95.0%”的要求4.1.2 冬季工況的風速放大系數(shù)計算結果 圖 7 冬季工況風速放大系數(shù)達標圖冬季工況風速放大系數(shù)判斷表工況季節(jié)計算條件實際計算值限值10米高處工況風速V0（m/s）1.5米高處開闊地的風速V1（m/s）1.5米高處考察區(qū)域的最大風速V2（m/s）風速放大系數(shù)風速放大系數(shù)限值冬季6.63.9（實值3.880）11.0（實值11.029，上圖黃線圈內(nèi)）2.82.0判斷風速放大系數(shù)為2.8，未達到“室外風速放大系數(shù)2.0”的要求注：v1 = 6.60 * 0.

11、150.28 = 3.880 風速放大系數(shù) = v2 / v1 = 11.029/ 3.880 = 2.84.1.3 冬季工況的建筑風壓計算結果 圖 8 冬季工況迎風面風壓圖 圖 9 冬季工況背風面風壓圖冬季工況建筑迎背風面壓差數(shù)值表建筑名稱建筑迎風面平均風壓（Pa）建筑背風面平均風壓（Pa）建筑迎背風面的平均風壓壓差（Pa）3#12.5-28.941.41#24.0-16.240.24#16.513.33.22#23.7-47.270.9匯總有3棟建筑不滿足壓差5.0的要求冬季工況建筑迎背風面壓差判斷表工況季節(jié)建筑迎背風面平均風壓壓差的最大值（Pa）建筑迎背風面平均風壓壓差限值（Pa）冬季7

12、0.95.0判斷所有建筑的迎背風面平均風壓的壓差值均不大于限值，故達到了標準要求4.1.4 冬季工況判斷匯總表指標限值實際計算值規(guī)范限值人行區(qū)最大風速（m/s）11.05.0風速放大系數(shù)2.82.0未出現(xiàn)無風的面積比（%）-未出現(xiàn)漩渦的面積比（%）-建筑迎背風面平均風壓壓差的最大值（Pa）70.95.0窗口內(nèi)外表面壓差達標的面積比（%）-判斷最大風速判斷人行區(qū)風速5.0m/s的面積比例為58.3%，故未達到“建筑周圍人行區(qū)風速5.0m/s的面積比例95.0%”的要求。無風區(qū)旋渦區(qū)判斷無要求風速放大系數(shù)判斷風速放大系數(shù)為2.8，未達到“室外風速放大系數(shù)0.112360.0012466.6699.

13、1不屬于無風匯總未產(chǎn)生無風面積比=99.1% ，超過95.0%，故認為未產(chǎn)生無風區(qū) 圖 11 夏季工況1.5m處風速矢量示意圖夏季工況旋渦區(qū)數(shù)值表旋渦半徑（m）該半徑范圍內(nèi)的人行區(qū)域面積（）人行活動區(qū)域總面積（）占總面積百分比（%）備注無漩渦12466.6612466.66100%無漩渦有漩渦0.0012466.660%有漩渦匯總未產(chǎn)生旋渦面積比=100.0% ，超過95.0%，故認為未產(chǎn)生旋渦區(qū)夏季工況無風區(qū)旋渦區(qū)判斷表工況季節(jié)實際計算值限值人行區(qū)總面積（）不屬于無風的面積（）不屬于無風的面積無旋渦的面積（）無旋渦的面積比例不屬于無風的面積比限值無旋渦的面積比限值夏季12466.661234

14、4.9999.0%12466.66100.0%95.0%95.0%判斷未產(chǎn)生無風區(qū)面積比例為99.0%，達到了“場地內(nèi)人活動區(qū)域不產(chǎn)生無風區(qū)面積比95.0%”的要求；未產(chǎn)生旋渦區(qū)面積比例為100.0%，達到了“場地內(nèi)人活動區(qū)域不產(chǎn)生渦旋面積比95.0%”的要求。4.2.2 夏季工況判斷匯總表指標限值實際計算值規(guī)范限值人行區(qū)最大風速（m/s）-風速放大系數(shù)-未出現(xiàn)無風的面積比（%）99.0%95.0%未出現(xiàn)漩渦的面積比（%）100.0%95.0%建筑迎背風面平均風壓壓差的最大值（Pa）-窗口內(nèi)外表面壓差達標的面積比（%）-50.0%判斷最大風速判斷無要求無風區(qū)旋渦區(qū)判斷未產(chǎn)生無風區(qū)面積比例為99

15、.0%，達到了“場地內(nèi)人活動區(qū)域不產(chǎn)生無風區(qū)面積比95.0%”的要求；未產(chǎn)生旋渦區(qū)面積比例為100.0%，達到了“場地內(nèi)人活動區(qū)域不產(chǎn)生渦旋面積比95.0%”的要求。風速放大系數(shù)判斷無要求建筑風壓判斷無要求窗口風壓壓差判斷-4.3過渡季工況的模擬結果過渡季工況自然通風的基本情況：過渡季、南向、平均風速4.60m/s 。4.3.1 過渡季工況的無風區(qū)與旋渦區(qū)計算結果 圖 12 過渡季工況1.5m處無風區(qū)示意圖過渡季工況無風區(qū)數(shù)值表風速范圍（m/s）該風速范圍內(nèi)的人行區(qū)域面積（）人行活動區(qū)域總面積（）占總面積百分比（%）備注00.1106.6612466.660.9屬于無風0.112360.001

16、2466.6699.1不屬于無風匯總未產(chǎn)生無風面積比=99.1% ，超過95.0%，故認為未產(chǎn)生無風區(qū) 圖 13 過渡季工況1.5m處風速矢量示意圖過渡季工況旋渦區(qū)數(shù)值表旋渦半徑（m）該半徑范圍內(nèi)的人行區(qū)域面積（）人行活動區(qū)域總面積（）占總面積百分比（%）備注無漩渦12466.6612466.66100%無漩渦有漩渦0.0012466.660%有漩渦匯總未產(chǎn)生旋渦面積比=100.0% ，超過95.0%，故認為未產(chǎn)生旋渦區(qū)過渡季工況無風區(qū)旋渦區(qū)判斷表工況季節(jié)實際計算值限值人行區(qū)總面積（）不屬于無風的面積（）不屬于無風的面積無旋渦的面積（）無旋渦的面積比例不屬于無風的面積比限值無旋渦的面積比限值過

17、渡季12466.6612344.9999.0%12466.66100.0%95.0%95.0%判斷未產(chǎn)生無風區(qū)面積比例為99.0%，達到了“場地內(nèi)人活動區(qū)域不產(chǎn)生無風區(qū)面積比95.0%”的要求；未產(chǎn)生旋渦區(qū)面積比例為100.0%，達到了“場地內(nèi)人活動區(qū)域不產(chǎn)生渦旋面積比95.0%”的要求。4.3.2 過渡季工況判斷匯總表指標限值實際計算值規(guī)范限值人行區(qū)最大風速（m/s）-風速放大系數(shù)-未出現(xiàn)無風的面積比（%）99.0%95.0%未出現(xiàn)漩渦的面積比（%）100.0%95.0%建筑迎背風面平均風壓壓差的最大值（Pa）-窗口內(nèi)外表面壓差達標的面積比（%）-50.0%判斷最大風速判斷無要求無風區(qū)旋渦區(qū)判斷未產(chǎn)生無風區(qū)面積比例為99.0%，達到了“場地內(nèi)人活動區(qū)域不產(chǎn)生無風區(qū)面積比95.0%”的要求；未產(chǎn)生旋渦區(qū)面積比例為100.0%，達到了“場地內(nèi)人活動區(qū)域不產(chǎn)生渦旋面積比95.0%”的要求。