室內自然通風模擬分析報告

1、 通錦·國際新城三期項目4號樓 室內自然通風模擬分析報告 提供：深圳市筑道建筑工程設計有限公司成都分公司聲明：1、本報告無咨詢單位簽字蓋章無效；2、本報告涂改、復印均無效；3、本報告僅對本項目有效。項目名稱：通錦·國際新城三期項目(通錦·國際嘉園) 委托單位：深圳市筑道建筑工程設計有限公司成都分公司報告編寫人： 校 對 人： 審 核 人： 報告日期： 2016年1月6日 19 目錄目錄31模擬概述31.1項目概況41.2氣候概況51.3參考依據61.4評價標準61.4.1綠建標準61.4.2通風效果評價標準72分析流程72.1評價方法72.1.1評價工具72.1.

2、2評價方法72.2幾何模型82.2.1圖紙分析82.2.2網格質量92.3湍流模型92.4邊界條件92.5數學模型92.6求解方法112.6.1算法說明112.6.2差分格式112.7模擬工況112.7.1室外結果分析112.7.2門窗風壓表133結果分析143.1換氣次數表153.2氣流組織分析174結論建議191 模擬概述1.1 項目概況1、工程名稱：通錦國際新城三期項目2、建設單位：四川路橋通錦房地產開發(fā)有限公司3、建設用地：該項目位于四川省達州市，位于四川省東北部，重慶以北，是由原達川地區(qū)更名建立的一個地級市，總面積16591平方千米。達州市轄1個市轄區(qū)、5個縣、1個縣級市，有大面積的

3、園林，是四川省的人口大市、農業(yè)大市、工業(yè)重鎮(zhèn)，素有著中國氣都和中國苧麻之鄉(xiāng)的“川東明珠”美譽。達州地理坐標為北緯30 º75-32 º07，東經106 º94-108 º06，屬亞熱帶濕潤季風氣候類型，冬暖夏涼。達州地勢東北高，西南低，北部山體切割劇烈，山勢陡峭，形成中、低山地地貌單元；圖1 達州市通錦·國際新城三期項目總平面本項目位于達州中南部，地勢較為平緩，形成平等 谷底地貌單元。1.2 氣候概況 達州市屬亞熱帶濕潤季風氣候類型。由于地形復雜，區(qū)域性氣候差異大。海拔800米以下的低山、丘陵、河谷地區(qū)氣候溫和，冬暖、春早、夏熱、秋涼，四季分明

4、，無霜期長；海拔800至1000米的低、中山氣候溫涼、陰濕，回春遲，夏日酷熱，秋涼早，冬寒長；海拔1000米以上的中山區(qū)，光熱資源不足，寒冷期較長，春寒和秋霜十分突出。 達州市熱量資源豐富，雨熱同期，全年平均氣溫14.7度17.6度之間，無霜期300天左右。通風原理 室內自然通風的必要條件為空氣在足夠的風壓差推動下的流動，而足夠的風壓差基于室外良好的通風環(huán)境，而且必須有合理的利于通風的室內空間布局和構造設計。 風洞試驗表明：當風吹向建筑時，因受到建筑的阻擋，會在建筑的迎風面產生正壓。而當氣流繞過建筑的各個側面及背面，會在相應位置產生負壓，如圖2所示。圖2 建筑物在風力作用下的壓力分布+ 附加壓

5、力為正； 附加壓力為負（a）平屋頂建筑（立剖面）；（b）傾角 30°坡屋頂建筑（立剖面）；（c）傾角 45°坡屋頂建筑（立剖面）；（d）建筑平面圖 室內通風就是利用建筑的迎風面和背風面之間的壓力差實現空氣的流通，壓力差的大小與建筑的形式、建筑與風的夾角以及建筑周圍的環(huán)境有關；當然必須有合理的室內構造布局才可最終實現良好的室內通風。1.3 參考依據 本項目主要依據標準為綠色建筑評價標準GB/T 503782014，其他標準同時作為參考依據，包括：建筑通風效果測試與評價標準JGJ/T 3092013；綠色建筑評價技術細則委托方提供的達州市通錦·國際新城三期項目的平面圖

6、、建筑專業(yè)設計圖紙、設計效果圖等圖紙資料民用建筑設計通則GB 503522005 委托方提供的其他相關資料1.4 評價標準1.4.1 綠建標準綠色建筑評價標準GB/T 503782014其中8.2.10對建筑的室內自然通風效果的評價規(guī)則為：1 居住建筑： 按下列 2 項的規(guī)則分別評分并累計：1) 通風開口面積與房間地板面積的比例在夏熱冬暖地區(qū)達到 10%，在夏熱冬冷地區(qū)達到 8%，在其他地區(qū)達到 5%，得 10 分；2) 設有明衛(wèi)，得 3 分。2 公共建筑： 根據在過渡季典型工況下主要功能房間平均自然通風換氣次數不小于 2 次/h 的面積比例，按照下表的規(guī)則評分，最高得 13 分。表1 公共建

7、筑過渡季節(jié)典型工況下主要功能房間自然通風評分規(guī)則面積比例 RR得分60%RR65%665%RR70%770%RR75%875%RR80%980%RR85%1085%RRR90%1190%RR95%12RR95%131.4.2 通風效果評價標準建筑通風效果測試與評價標準JGJ/T 3092013中3.2.7提到建筑中人員主要停留房間的氣流組織應符合下列規(guī)定：· 人員活動區(qū)氣流組織應分布均勻，避免漩渦；· 住宅室內通風應從客廳、臥室和書房等主要房間流向廚房和衛(wèi)生間等功能性房間；· 公共建筑應根據不同功能區(qū)域合理組織氣流，保證人員活動區(qū)位于空氣較新鮮的位置；·

8、 室內污染的空氣應及時排出；2 分析流程2.1 評價方法2.1.1 評價工具 本項目參考建筑通風效果測試與評價標準JGJ/T 3092013中數值模擬的方法評價室內通風效果。其中數值模擬軟件采用斯維爾Vent2014軟件的室內通風模塊。 斯維爾Vent2014軟件室內通風模擬依據CFD基本求解原理和流程，緊貼綠色建筑評價標準GB/T 50378-2014對室內通風的要求，并參考建筑通風效果測試與評價標準JGJ/T309-2013標準對于模擬評價的要求，直接輸出門窗風壓表，通風開口面積比例表以及換氣次數達標面積比例表，并且輸出室內通風效果云圖和矢量圖，直觀顯示室內氣流組織分布。2.1.2 評價方

9、法 軟件將按照綠色建筑評價標準GB/T 503782014要求出具的報告內容，提供門窗風壓表作為計算室內通風的條件，并提供換氣次數、室內氣流組織分布彩圖以及報告模板。 進行室內通風評價時，宜選擇典型戶型或者最不利房間作為基本分析對象，重點考慮人行走高度水平面的通風狀況，依據上述信息并對照標準條款評價室內通風效果是否達標。2.2 幾何模型 本報告根據委托方提供的建筑設計圖紙等其它相關資料建立通錦·國際新城、三期項目室內自熱通風模型。若由于委托方提供資料不實或方案變化而導致分析差錯，我方將不予保證。Vent軟件直接從室內模型中提取模擬分析所需的建筑內部邊界，即為建筑內墻與空氣接觸的并有通

10、風洞口的邊界，此處通風洞口通常指門窗；這個邊界包圍的空間作為室內通風分析的幾何模型或者計算區(qū)域。通過圖紙分析和模型觀察可確定幾何模型是否正確：2.2.1 圖紙分析2.2.2 網格質量 只有網格質量合格才可以進行下一步計算，建筑通風效果測試與評價標準中提到在模擬前需判定網格質量，Vent2014采用網格質量自動判定網格質量是否合格。2.3 湍流模型 湍流模型反映了流體流動的狀態(tài)，在流體力學數值模擬中，不同的流體流動應該選擇合適的湍流模型才會最大限度模擬出真實的流場數值。 Vent2014依據建筑通風效果測試與評價標準JGJ/T 3092013推薦的RNG k湍流模型進行室外流場計算。下表為幾種工

11、程流體中常見的湍流模型適用性：常用湍流模型特點和適用工況 standard k- 模型簡單的工業(yè)流場和熱交換模擬，無較大壓力梯度、分離、強曲率流，適用于初始的參數研究RNG k-模型適合包括快速應變的復雜剪切流、中等旋渦流動、局部轉捩流如邊界層分離、鈍體尾跡渦、大角度失速、房間通風、室外空氣流動realizable k- 模型旋轉流動、強逆壓梯度的邊界層流動、流動分離和二次流，類似于RNG2.4 邊界條件 Vent2014先進行室外風場的計算，計算之后會提取各個窗戶表面壓力值；之后在進行室內通風計算時，將所需的窗戶表面壓力值自動賦予對應窗戶邊界，作為室內分析的初始邊界條件。2.5 數學模型 C

12、FD 方法是針對流體流動的質量守恒、動量守恒和能量守恒建立數學控制方程，其一般形式如下表所示： 該式中的可以是速度、湍流動能、湍流耗散率以及溫度等。針對不同的方程，其具體表現形式如Error! Reference source not found.。表 1 計算流體力學的控制方程名稱變量連續(xù)性方程100x 速度y 速度z 速度湍流動能湍流耗散溫度Error! Reference source not found.中的常數如下：， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 由 計算其中 。如果 ，則 ， 其中 ， ， 2.6 求解方法2.6.1 算法說明 目前CFD計算方法方法主要采用有限差分法和

13、有限體積法。一般情況下，兩者的數學本質及其表達是相同的，只是物理含義有所區(qū)別，有限差分基于微分的思想，有限體積基于物理守恒的原理。 Vent2014軟件采用有限體積法，同時采用壓強校正法（SIMPLE）處理連續(xù)性方程，將運動方程的差分方程代入連續(xù)性方程建立起基于連續(xù)性方程代數離散的壓強聯(lián)系方程，求解壓強量或壓強調整量。2.6.2 差分格式 CFD計算需要將CFD數學模型中的高度非線性的方程離散為可用于求解的方程，這個過程需要用到差分方法。 Vent2014采用二階迎風格式對方程進行離散，二階迎風格式的準確性可滿足一般流體模擬計算的要求，同時滿足建筑通風效果測試與評價標準JGJ/T 309201

14、3對于數值模擬算法的要求。2.7 模擬工況2.7.1 室外結果分析在室內通風分析前，首先要根據室外風環(huán)境模擬分析結果確定目標建筑表面風壓，本報告主要分析教學樓室內整體的流場分布及通風換氣情況。根據本項目室外風環(huán)境情況可知，達州市通錦·國際新城三期項目（通錦·國際嘉園）夏季建筑前后壓差都在5Pa10Pa左右，室內本報告選取最不利的1層標準層作為分析對象，分析在風壓作用下室內各房間的通風換氣情況以及整體的通風效果。建筑表面風壓如下所示：夏季風速矢量圖冬季風速矢量圖2.7.2 門窗風壓表分類編號朝向風壓(Pa)是否開啟第1層 1008走道DK5024南-1.38是 1008走道D

15、K1021南-1.18是 1008走道DK1021南-1.16是 1008走道DK1021南-1.12是 1008走道DK1021南-1.12是 1008走道DK5024南-1.08是 1008走道DK2021南-1.14是 1008走道M1822北1.26是 1008走道C2119東-0.81是 1005樓梯間C1219東-1.43是 1005樓梯間C5019南-1.29是 1004樓梯間M2024西-1.07是 1004樓梯間C5619南-1.00是 1004樓梯間C2119東-0.83是 1002大堂FM乙1530南-1.57是 1002大堂FM乙1530南-1.45是 1002大堂C1

16、230南-1.65是 1002大堂C1230南-1.40是 1038廚房FC2319東0.71是 1038廚房FC2319北0.67是 1038廚房FC2319北0.68是 1038廚房FC2319北0.64是 1038廚房FM乙1522西1.07是 1037廚房C2319東0.81是 1035廚房C2312西0.20是 1033衛(wèi)生間C0819北0.95是 1033衛(wèi)生間C0819北0.99是 1032衛(wèi)生間C0819北0.91是 1032衛(wèi)生間C0819北0.86是 1029廚房C2319西-0.39是 1025衛(wèi)生間C0819西-0.54是 1019衛(wèi)生間C0819西-0.64是 101

17、8專用教室C2319北0.34是 1018專用教室C2319北0.83是 1018專用教室C2519東-0.88是 1017衛(wèi)生間C0819東-0.83是 1017衛(wèi)生間C0819東-0.84是 1015專用教室C2319北1.21是 1015專用教室C2319北1.17是 1013專用教室C2319北1.10是 1013專用教室C2319北1.13是 1012專用教室C2319北0.78是 1012專用教室C2319北0.78是 1009衛(wèi)生間C0819西-0.63是 1007治療室C0819西-0.61是 1007治療室C0819西-0.62是 1006衛(wèi)生間C0819西-0.56是 10

18、03診室<未編號>西-0.51是 1003診室<未編號>西-0.51是 1001候診室C1729南-1.84是 1001候診室C0629西-2.01是 1001候診室C0829西-1.48是 1001候診室C0629東-1.73是3 結果分析依據綠建標準，室內通風關注室內某個水平或者垂直剖面上氣流組織分布是否合理，通風開口面積與地面面積比以及換氣次數。l 氣流組織：通常云圖用于觀察流場中風速和風壓的整體分布，而風速矢量圖展示氣流組織的走向；l 通風開口面積與房間地板面積的比例：通過通風開口面積比數據表展示；l 換氣次數：可通過換氣次數表直接獲取結果。3.1 換氣次數表參

19、照報告1.5章所述綠色建筑評價標準GB/T 503782014對于房間通風換氣次數的要求，根據軟件提供換氣次數表可見。分類體積(m3)面積(m2)換氣次數(1/hr)朝向門窗類型流量(m3/s)第1層1008走道545.13151.4337.671005樓梯間80.0722.2414.201004樓梯間130.9336.370.001002大堂329.9091.6449.491038廚房167.8346.6218.681037廚房45.8612.7415.441036廚房27.547.650.001035廚房37.2610.350.001034廚房54.6815.190.001033衛(wèi)生間39

20、.0610.850.001032衛(wèi)生間39.0610.850.001031廚房37.0410.290.001030房間47.2313.1242.751029廚房50.4014.000.001027房間15.624.3453.851026房間15.624.34124.891025衛(wèi)生間17.314.8133.521024房間17.424.840.001023房間11.883.300.001022庫房37.9410.5435.591021庫房37.9410.5416.981020房間15.884.4127.461019衛(wèi)生間18.725.206.191018專用教室310.1086.141.001

21、017衛(wèi)生間43.7812.169.961016庫房38.3810.660.511015專用教室253.4470.400.001013專用教室285.8079.395.601012專用教室285.8079.392.251010過道31.878.8531.861009衛(wèi)生間17.314.817.451007治療室54.4315.1224.551006衛(wèi)生間8.572.3855.191003診室38.8810.8017.161001候診室59.3216.4813.231023房間11.883.300.001022庫房37.9410.5435.591021庫房37.9410.5416.981020房間15.884.4127.461019衛(wèi)生間18.725.206.191018專用教室310.1086.141.001017衛(wèi)生間43.7812.169.961016庫房38.3810.660.511015專用教室253.4470.