中庭对高层办公建筑室内自然通风影响的模拟分析.pdf

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1、CMYK节能环保中庭对高层办公建筑室内自然通风影响的模拟分析刘轩（广东省建筑科学研究院集团股份有限公司）【摘要】利用CFD模拟技术对某高层办公建筑中庭的室内通风特点进行了模拟分析，包括流场形态特点及速度的大小等。【关键词】高层办公建筑；中庭；室内通风1项目概况表2不同类型地表面下的n值与梯度风高度的关系地面粗糙度类别指数n梯度风高度（m）2珠海某办公建筑项目用地77260.09m，总建筑面积A0.12300232101m2，其中地上建筑面积163668m2，地下建筑面积B0.153502C0.22450

2、68433m。该建筑地上19层（其中办公塔楼18层，商业D0.30550裙房1层），地下2层，中间设置有直通室外的竖向中注：以上数据引用自《建筑结构荷载规范》GB50009-2012。庭，建筑总高度为99.9m。2.2物理模型2计算模型及边界条件计算区域：考虑到计算机内存容量和计算速度，在2.1项目所在地气象参数不影响计算结果的前提下适当简化模型。对珠海某高层办公建筑建立模型，如图1所示。珠海市全年多静风，其次为东南风，自9月开始至次年2月，北风和东北风居多；3～8月东南和南风较多。根据《广东省建筑气象

3、参数标准》，选取典型主导风向（南风）作为分析的工况见表1。表1计算选取的风速与风向季节风向风速（m/s）3～7月南风3.5图1珠海某高层办公建筑模型在不同高度上的平均风速分布按下式计算：nh3自然通风结果分析v=v0h0从图2～图5可知，在夏季主导风向为南风条件，式中：室外气流通过1～3楼的南侧门窗洞口进入大楼内之v———高度为h处的风速，m/s；后，穿过内部公共通道，一部分通过东、西、北侧的门窗v0——基准高度h0（取标准高度10m）处的风速，洞口流出室外，另一部分气流通过大楼中部的中庭向顶m/s；部

4、流走。可以明显的看到，中庭的设计给大楼提供了室n———粗糙度指数。各类粗糙度指数见表2所示。内外空气流动和循环的自然驱动力。根据珠海某高层办公建筑的位置以及周边建筑情具体来讲，一层的南侧室外进风风速大约在1.5～况，模拟计算中，选择粗糙度指数为0.22。2m/s范围之间，其他几个方向的出口风速大约在0.8～CMYK节能环保表明二层的室内通风情况也较好；三层的南侧室外进风风速大约在2m/s以上，其他几个方向的出口风速大约在0.8～3.5m/s之间，该楼层通风通道在“狭缝效应”的作用下，使得其内部最大风速可

5、达到5m/s以上。从以上分析可见，和中庭连通的楼层，其平面内室内自然通风效果明显。从图5还可看到，底层的门窗洞口和中庭以及顶部的开口组成了一个明显的拔风“烟囱”，使得来自底层的图2南风工况下，珠海某高层办公建筑新鲜空气可以通过门窗洞口进入中庭，在纵向循环气一层自然通风状况风速云图流，其风速大约在1～2m/s范围之间。在过渡季节，这样的风速对于上层各办公建筑的散热以及空气品质的改善可起到重要的促进作用，从而达到建筑节能的目的。4结论对于高层办公建筑，顶层开口且底层有通风进口的中庭，可以为建筑室内外的空气循

6、环流动提供强劲的驱动力，使得过渡季节在不使用空调时室内的空气品质可图3南风工况下，珠海某高层办公建筑以得到明显的改善，同时增强室内的散热效果，从而达二层自然通风状况风速云图到建筑节能的目的。●【参考文献】[1]柳孝图.建筑物理（第3版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.[2]王福军.计算流体动力学分析--CFD软件原理与应用[M].北京：清华大学出版社，2005.图4南风工况下，珠海某高层办公建筑三层自然通风状况风速云图图5南风工况下，珠海某高层办公建筑中庭室内自然通风状况风速矢量图（南北向中

7、心剖面）2.2m/s之间，在门窗洞口全部打开的条件下，室内大部分区域风速在2～3m/s之间，使得滞留人员较多的大堂在不使用空调时也可保证较高的空气品质；二层的南侧室外进风风速大约在2～3.5m/s之间，其他几个方向的出口风速大约在1～3.5m/s之间，在门窗洞口全部打开的条件下，室内大部分区域风速在0.8～1.5m/s之间，