大型商贸建筑室内自然通风及热舒适性模拟分析.pdf

《大型商贸建筑室内自然通风及热舒适性模拟分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、CMYK设计与装饰大型商贸建筑室内自然通风及热舒适性模拟分析刘轩1倪月然2（1广东省建筑科学研究院集团股份有限公司；2广东省公安消防总队）【摘要】以CFD分析软件为工具，对大型商贸建筑中庭的室内自然通风效果、热环境等方面进行综合分析，提出中庭采光顶遮阳、通风及建筑立面开口的优化建议，从而优化室内通风效果，提高空气品质，并节省能源。【关键词】商贸建筑；中庭；室内通风；热环境1引言3计算模型及边界条件从建筑物理学的角度来看，建筑环境主要关注建筑3.1优化建议及物理模型热湿环境、声环境、光环境和室内空气质量。其中，建筑针对某大型商贸建筑建立其三维计算模型，模拟其的室内自然通风状

2、况是影响生活在其中人员舒适性的在过渡季及夏季东南风条件下的室内自然通风情况。重要内容，也是影响室内热环境的基础条件。合理的建本报告在原有建筑设计方案基础上提出的自然通筑布局和开口设计往往产生舒适的室内自然通风状况，风优化建议为：①在一层的西南、东南、西北、东北各角减少室内空调负荷，体现了节能、生态、绿色的建筑理落尽可能多开门洞口；②抬升采光顶高出屋面的高度念。（高3m），并在其顶部侧面四周留有通风开口（高1m），使之形成一个高3m的拔风烟囱。如此一来，可以发挥本项2项目概述目各层公共走廊通过中庭相互连接的建筑特点，从而诱某大型商贸建筑长193.5m、宽80.7m、高29m

3、，为实导室内气流垂直流动，达到改善室内自然通风的目的。现室内采光其顶部设计有采光顶及中庭，采光顶材质为铝合金Low-E中空夹胶钢化玻璃窗，但未进行遮阳及可开启设计。由于当地夏季太阳辐射强烈，在没有遮阳也没有通风的情况下，中庭上空的采光顶下部易形成局部高温，导致较差的热环境，同时增加空调负荷造成极大浪费。其次，由于幕墙立面只在首层的大门处有可开启位置，且可开启面积较小，导致新风补充量严重不足，污浊空气不能逸散出去，通风状况恶劣。图1某大型商贸建筑室内自然通风计算三维模型本项目建筑设计的一大特点是，各层的公共走廊通3.2边界条件过中庭部分上下联通。根据这一特点，在过渡季可充分

4、利用中庭的热压拔风作用，诱导走廊等公共区域内温暖本项目所在地夏季风向以东南风、南风为主，冬季的污浊气流在浮力作用下通过中庭到达天窗，流出室风向以东北风，西北风为主。一年中，四月份的风速最外。同时，室外新鲜空气通过门洞口和幕墙开口进入室大，八九月份风速最小，平均风速约为2.1～3.9m/s。春内对走廊进行补风。因此，需要针对原有设计提出优化季平均风速3.5m/s，夏季平均风速2.6m/s，秋季平均风方案，改善其内部的通风以及热环境，从而实现建筑节速2.7m/s，冬季平均风速3.4m/s。本文模拟分析其在能。10月份的室内自然通风状况，以其结果来代表过渡季及夏季在东南风条件下

5、的室内自然通风情况。CMYK设计与装饰廊，气流都有强烈的向上流动的趋势。说明在底层，由于门洞窗口的存在，使得自然通风主要由风压通风主导，而在较上面的楼层自然通风主要由热压通风主导。还可以看出，中庭的风速在0.4～0.8m/s之间，明显大于走廊的风速，说明在中庭采光顶开口诱导中庭的气流向上流动逸出室外的策略是有效的。4.2室内热环境分析从图5可看出，室内公共走廊和中庭温度呈现明显分层现象，即在东西向中心轴线切面上，1～3层温度较低，大部分区域在15～18℃之间，而4～5层大部分区图2项目当地风速玫瑰图域处于19～25℃。且东西两边的中庭内平均温度均高4自然通风结果及室内热环

6、境分析于中间位置中庭内平均温度。之所以如此，是因为中部的中庭空气流速大，带走了较多的热量。而5层东西两4.1垂直方向室内自然通风分析边的位置附近由于没有门窗洞口，导致空气流速较慢，从图3和图4可见，由于热压通风中性面的存在，热量积累较多，从而温度较高。1～3层的风速及自然通风状况明显优于4～5层。1～3层大部分区域风速在0.6～1.5m/s之间，通风状况较为理想；4～5层的中庭区域风速在0.4～0.8m/s之间，也较为理想；但是其中南北方向商铺之间的走廊风速大都在0.4m/s以下，从自然通风的角度来看通风效果不理想，但是从节能的角度，这大大降低了商铺内空调区域和商铺外非空

7、调区域之间相互掺混的空气量，从而降低图5某大型商贸建筑东西向中心切面温度云图（单位：℃）了因自然通风有可能增加的商铺空调的负荷。这样，使从图6可看出，在南北中心轴线切面上，除了大门得在过渡季节可以进行自然通风的室外气温范围扩大。口位置以上2～5层的位置温度较高（19～26℃之间），其他位置的温度都在15～19℃之间。这是由于，较冷的室外空气从首层南侧立面的大门口进入室内后向北、向上流向中庭顶部，在此过程和中，在大门口位置以上2～5层的地方形成了气流的漩涡区，导致空气对流情况较弱，从而温度较高。而南北方向中庭及主要走廊区域的大部