中學體育館建設工程-室內自然通風模擬分析報告

中學體育館建設工程室內風環(huán)境模擬分析報告目錄1模擬概述 21.1項目概況 21.2通風概述 21.3參考依據(jù) 31.4評價方法 31.5評價說明 42.2數(shù)理模型 42.2.1分析區(qū)域 42.2.2室外風環(huán)境狀況 43模擬結果分析 54換氣次數(shù)面積比例統(tǒng)計 95結論 10

1模擬概述1.1項目概況本工程位于中學內，地塊周圍自然生態(tài)環(huán)境良好。本項目規(guī)劃總用地面積45840.94㎡，新建總建筑面積8822.6㎡，容積率0.58，綠地率13.6%。1.2通風概述自然通風是在壓差推動下的空氣流動，根據(jù)壓差形成的機理，自然通風可以分為風壓作用下的通風和熱壓作用下的通風，本報告則選取每層最不利的房間作為分析對象，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。在具有良好的外部風環(huán)境的地區(qū)，風壓可作為實現(xiàn)自然通風的主要手段。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）建筑平面圖風壓通風就是利用建筑的迎風面和背風面之間的壓力差實現(xiàn)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。1.3參考依據(jù)本項目主要參照資料為：★《廣東省綠色建筑評價標準》DBJ/T15-83-2017★《民用建筑設計通則》GB50352—2005★委托方提供的其他相關資料1.4評價方法現(xiàn)今國內外對自然通風狀況分析所采用的方法主要有網(wǎng)絡法和CFD模擬。網(wǎng)絡法是從宏觀角度對自然通風進行分析，主要用于自然通風建筑設計初期的風量預測。它利用質量、能量守恒等方程計算風壓和熱壓作用下的自然通風量。但由于網(wǎng)絡法不考慮房間內部的空氣流動形態(tài)對自然通風效果的影響，所以無法給出房間內部的空氣詳細流動情況分析。CFD模擬是從微觀角度，針對某一區(qū)域或房間，利用質量、能量及動量守恒等基本方程對流場模型進行求解，分析其空氣流動狀況。采用CFD對自然通風模擬，主要用于自然通風風場布局優(yōu)化和室內流場分析，以及對象中庭這類高大空間的流場模擬，通過CFD提供的直觀詳細的信息，便于設計者對特定的房間或區(qū)域進行通風策略調整，使之更有效的實現(xiàn)自然通風。本報告采用計算流體力學（CFD）法對項目最不利樓層的自然通風效果進行分析評價。1.5評價說明《綠色建筑評價標準》GB/T50378-2014第8.2.10條對建筑的室內風環(huán)境狀況提出了明確的要求：建筑設計和構造設計有促進自然通風的措施。條文相關具體要求如下：建筑單體采用誘導氣流方式，如導風墻和拔風井等，促進建筑室內自然通風；在自然通風條件下，保證主要功能房間換氣次數(shù)不低于2次/h（舒適要求）；室內空氣的流速基本保持在0～2m/s之間（舒適要求）。其中建筑設計和構造設計有促進自然通風的措施，在自然通風條件下，保證主要功能房間換氣次數(shù)不低于2次/h為基本要求。2.2數(shù)理模型本次參評建筑為廣州市番禺區(qū)石碁第四中學體育館建設工程，室內自然通風模擬計算模型主要參考項目的建筑設計圖紙進行建立及通過室外風環(huán)境模擬的風壓差（詳見圖3/4），從圖中看出廣州市番禺區(qū)石碁第四中學體育館建設工程的風壓差小，即室內自然通風不佳，從而低樓層主要房間無高樓層通風好，所以本報告主要分析廣州市番禺區(qū)石碁第四中學體育館建設工程最不利樓層整體的流場分布及通風換氣情況。2.2.1分析區(qū)域室內自然通風模擬計算模型主要參考項目的建筑設計圖紙進行建立，本報告主要分析最不利樓層室內整體的流場分布及通風換氣情況。2.2.2室外風環(huán)境狀況建筑表面風壓如下圖所示。圖3整體表面迎風側壓力分布圖4整體表面背風側壓力分布3模擬結果分析1）1層圖5人行高度處風速流線分布圖5所示的1層主要功能房間人行高度處的風速流線分布圖，從圖中可以看出：迎風側有較大面積開口，風速分布流暢。z圖6風速云圖圖6所示為1層人行高度處的風速分布色階圖。從圖中可以看出：迎風側進風氣流形成有效氣流風速分布在0.10m/s~2.00m/s范圍之內。圖7空氣齡云圖圖7所示為1層人行高度處的空氣齡分布圖，從圖中可以看出：主要功能房間通風狀況良好，空氣較新鮮，迎風側主要房間空氣齡分布在600s以下。房間換氣次數(shù)不低于2次/h，空氣新鮮。2）2層圖8人行高度處風速流線分布圖8所示的2層人行高度處的風速流線分布圖，從圖中可以看出：迎風側有較大面積開口，風速分布流暢。圖9風速云圖圖9所示為2層人行高度處的風速分布色階圖。從圖中可以看出：迎風側進風氣流形成有效氣流風速分布在0.087m/s~3.0m/s范圍之內。圖10空氣齡云圖圖10所示為2層人行高度處的空氣齡分布圖，從圖中可以看出：主要功能房間通風狀況良好，空氣較新鮮，迎風側主要房間空氣齡分布在800s以下。房間換氣次數(shù)不低于2次/h，空氣較新鮮。4換氣次數(shù)面積比例統(tǒng)計分類體積(m^3)面積(m^2)換氣次數(shù)(次/h)○建筑├○第1層︱├⊙A001[房間]8263.871721.649.38︱└⊙A003[房間]354.8273.9253.71├○第2層︱├⊙B004[房間]731.85140.7428.92︱├⊙B002[房間]907.11174.4534.14︱└⊙B001[房間]9142.641758.2019.93├○第3層︱├⊙C008[房間]74.5216.56149.45︱├⊙C004[房間]207.0446.010.00︱├⊙C003[房間]207.0446.0132.51︱├⊙C002[房間]450.00100.0041.21︱└⊙C001[房間]10135.082252.2439.92├○第4層︱├⊙D001[房間]14639.562252.2444.37︱└⊙D002[房間]1171.76180.2746.98└第5層換氣次數(shù)大于2/h的面積比換氣次數(shù)大于2/h的面積8716.27㎡總面積8762.28㎡面積比例RR99.47%5結論通過對石樓中學體育館及后勤服務樓項目自然通風狀況進行模擬，結論如下：1)本