航站楼置换通风的数值模拟研究

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1、硕士学位论文航站楼置换通风的数值模拟研究NUMERICALSIMULATIONANALYSISOFDISPLACEMENTVENTILATIONINAIRPORTTERMINAL杨琛敏哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TU834学校代码：10213国际图书分类号：697密级：公开工程硕士学位论文航站楼置换通风的数值模拟研究硕士研究生：杨琛敏导师：谭羽非教授申请学位：工程硕士学科：建筑与土木工程所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU834U.D.C:697Dissertationfort

2、heMasterDegreeinEngineeringNUMERICALSIMULATIONANALYSISOFDISPLACEMENTVENTILATIONINAIRPORTTERMINALCandidate：YangChenminSupervisor：Prof.TanYufeiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitectureandCivilEngineeringSchoolofMunicipal&EnvironmentalAffiliation：EngineeringDateofD

3、efence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要随着建筑科学和社会经济的发展，机场的出现使人们的出行更加方便，近些年来，越来越多的机场航站楼服务于人们的日常出行。机场航站楼内人员众多，运行各种设备，进行各种活动，是机场能源消耗的主要场所。在营造舒适的热环境的同时，如何降低空调系统能耗是一个值得深入研究的问题。目前在国内，机场航站楼主要采用分层喷口送风等气流组织形式，通风效率和能源利用率都较低，人员处于气流回流区，室内空气品质不佳。在这种情况下，各国研究者纷纷将目光投

4、向置换通风，置换通风因为具有能耗低、通风效率高和空气品质良好等特点，已经逐步应用于国外的一些机场航站楼。针对航站楼在空间区域和围护结构等方面的特殊性，选择合适的室内空调设计参数。在此基础上，以上海市某航站楼候机厅为研究对象进行置换通风室内有效冷负荷计算研究，对比有效得热系数法和能耗模拟法的优缺点。借助EnergyPlus中的UCSD模块模拟研究候机厅室内有效冷负荷，得到各围护结构的传热量，指出UCSD模型在围护结构得热占主导位置的情况下并不适用。同时，结合CFD模拟结果表明有效得热系数法计算得到的有效冷负荷值稍稍偏大，室内有效冷负荷的实际值约为计算值的85%。在对航站楼

5、候机厅置换通风建立几何模型和数值模型后，利用Fluent软件对不同送风参数下的温度场、速度场和热力分层规律进行详细的研究。结果表明，排风口的位置和大小对候机厅室内的温度场和速度场有一定影响，但影响程度不大，在最高处排风对降低室内整体温度场有着积极意义。通过模拟还发现，在送风冷负荷和送风量不变的情况下，送风面积越大，室内流场越趋于均匀，排热效果也越好。此外，在送风冷负荷一定时，同时降低送风温度和送风量可以大幅度地降低室内整体温度，进而降低置换通风系统的能耗。针对研究中发现的玻璃幕墙附近出现的局部高温现象，采用局部冷却方法改善局部热环境；最后，在前文的研究成果上，对航站楼候

6、机厅内的温度场和速度场进行优化，旨在营造一个舒适的热环境的同时最大限度减小能耗。最后，总结大了空间建筑的置换通风设计方法，以期为航站楼建筑应用置换通风系统提供参考性意见。关键词：航站楼；置换通风；有效冷负荷；数值模拟；设计方法-I-AbstractAbstractWiththedevelopmentofmodernarchitecturalscienceandtechnology,aswellastheimprovementofhuman’srequirements,large-spacebuildingshavebecomeincreasinglyusefulinre

7、centyears.Obviously,airportterminalsarethemosttypicallarge-spacebuildings,whosemainfunctionistoaccommodatepassengersandequipment.HVACsystemsareusuallyinstalledtomaintaincomfortableindoorenvironmentforairportterminals,consequentlyconsumingmassiveenergyduringthesystemoperat