某调度大厅气流组织及热环境模拟分析

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1、某调度大厅气流组织及热环境模拟分析中国中铁二院工程集团有限责任公司建筑院暖通所段小东针对目前铁路调度楼调度大厅室内热环境要求较高，对调度大厅室内气流组织釆用CFD软件进行模拟，通过对两种方案比较，得岀最佳送回风形式，从而为类似工程提供参考。关键词：CFD气流组织热环境1.项目简介：某调度楼共有11层，其中十一层为调度大厅。大厅面积约890m2,送风口高度确定为5.5m,送风口配合装修要求，采用双层百叶风口送风。此次研究以国内主流CFD软件［1］PHOENICS作为分析工兵，该软件开发的FLAIR模块是针对暖通空调系统(HVAC)专门开发的CFD计算模块。用来预测建筑物或封闭空间中的空气

2、流动、温度分布、热舒适评价等其有较好的准确度。2.设计要求及边界条件2.1设计要求调度大厅要求24小时办公，对室内热舒适度要求较高。温湿度满足我国规范［2］要求：温度为24〜26(°0、风速&1叻.25化八)、相对湿度40〜60(%)。热舒适度等级满足我国规范［3］要求：-0.5≤PMV≤0.5>PPD≤10%。2.2初始边界条件(1)送风参数及送回风形式送风口尺寸：风口采用双层百叶，800×600mm；送回风形式为上送侧回。(2)热源设定人员散湿量96g/h,散热量134W，人员68人，室内总负荷202.6kW，湿负荷0.0018kg/s,围护结构冷指标

3、见表2.2-1。围护结构冷指标表2.2-1热源位置显热量冷负荷指标东北外墙4.684kW5.00W/m2西南外墙1.476kW1.58W/m2东南外墙8.936kW9.54W/m2屋顶7.292kW7.78W/m2(1)C02浓度的设定设定大气环境中C02背景浓度为385ppm,人员呼吸产生的C02为O.Olg/(人·s),整个调度大厅共计68人，新风量为6800m3/h。(2)模型尺寸调度大厅模型尺、j*:L×W×H=43m×21.8m×5.5m；CFD模型如图2.2-1所示。2.4各方案边界条件简介各方案边界条件调整如下

4、。初始方案：根据以上边界条件进行模拟分析，采用上送侧回形式，苏中室内风UI布置如下图3.1-1，风U的送风温度为16°C，风速为0.63m/s,模拟结果如下图3.1-2所示。上送侧冋的改进方案：根据初始方案的计算结果，此次方案中将内墙侧风U数量减少，风口总量变为77个，风口的送风温度为16°C,风口尺寸为800x600mm;室内最初设计温度为24〜26°C,根据热平衡进行计算，将送风速度设为l.lm/s;上送上冋方案的对比分析：由于初设方案己经基本能够满足设计要求,此次计算以初始方案的风U布置为基础，将冋风U置于房间顶部与初始方案进行对比计算，送风口布置及数量保持不变，风口的送风温度为

5、16°C。1.室内温度及风速分析3.1初始方案根据以上边界条件进行模拟分析，其中室内风口布置如下图3.1-1所示,风UI的送风温度为16°C,风速为0.63m/s，模拟结果如下图3.1-2所示。图3.1-1初始方案空调送风口布置图3.1-21.0m高度温度分布从图3.2-1模拟结果可以看出，此方案室内温度场均匀性基本能够满足要求，但中间区域温度仍偏高，约在29°C左右。3.2上送侧冋的改进方案根据初始方案的计算结果，此次方案中将内墙侧风U数量减少，风U总量变为77个，风口的送风温度为16"C,风口尺寸为800x600mm,如下图3.2-1所示；室内最初设计温度为24〜26°C，根据热平

6、衡进行计算，将送风速度设为l.lm/s；改进方案计算结果如下图3.2-2〜3.2-4所示：图3.2-1风U布置图3.2-21.0m尚度温度分布图3.2-3调度大厅竖直温度分布一图3.2-4调度大厅竖直温度分布二温度计算结果表明，对送风口数量及送风速度进行调整后，调度人厅的温度场已经能够满足设计要求，调度人员座位附近温度基本维持在24〜25°C之间。室内风速分布如下图3.2-5所示：图3.2-51.0m高度风速分布人员活动区大部位区域风速在0.2〜0.46m/s左右，略高于设计要求中关于风速的要求。3.3上送上冋方案的对比分析由于改进方案已经基本能够满足设计要求，此次计算改进方案的风U布

7、置为基础，将冋风口置于房间顶部与改进方案进行对比计算，送风口布置及数量保持不变，风U的送风温度为16°C,风口布置如下图3.3-1所示。图3.3-3竖直温度分布一图3.3-4竖直温度分布二由图3.3-2〜3.3-4所示，改变回风U位置后，调度大厅的温度场分布更加均匀，区域温差有所减小，人员座位区域基本维持在24°C;过道及靠近内墙区域温度偏低，约为22°C。室内风速分布如下图3.3-5所示：图3.3-51.0m高度风速分布人员活动区大部位区域风