室外風(fēng)環(huán)境模擬計算報告123

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1、 新項目 室外風(fēng)環(huán)境模擬計算報告 計算軟件： 風(fēng)模擬分析軟件 PKPM-CFD 開發(fā)單位： 中國建筑科學(xué)研究院 建研科技股份 合作單位： Software Cradle Co., Ltd. 韻能建筑科技 應(yīng)用版本： Verl.00 2015.10.19 室外風(fēng)環(huán)境模擬分析報告 項目名稱： _ 新項目 _ 項目地址： _ 建設(shè)單位： _ 設(shè)計單位： _ 參與單位： _ 規(guī)標(biāo)準(zhǔn)參考依據(jù)： 1、 綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 50378-2014) 2、 民用建筑設(shè)計通則(GB 50352-2005) 3、 綠色建筑評價技術(shù)細(xì)則頊目概述 1.1計算模型概況 統(tǒng)計對象 統(tǒng)井值 統(tǒng)計對象 統(tǒng)計值 申報用地

2、面積（M） 0.00 建筑占地面枳（M） 10000.00 地上建筑面積（M） 0.00 地下建筑面積（M） 0.00 綠化面積（就） 0.00 人行區(qū)域面積（M） 12466.66 （含空地） 建筑棟敖（棟） 4 周邊建筑棟數(shù)（棟） 5 1.2建筑物概況 圖 1 建筑群平面圖，紅線建筑為目標(biāo)建筑 建筑物名稱 計算性質(zhì) 建筑物底標(biāo)離（m） 建筑物離度（m） 建筑物名稱 計霧性質(zhì) 建筑物底標(biāo)高(m) 建筑物離度( (m) 3# 目標(biāo)建筑 0.00 118.90 逮筑1 周邊遮擋 0.00 11.00 1# 目標(biāo)建筑 0.00 156.20 4# 目標(biāo)建筑 0.00 11.00 2# 目標(biāo)建筑 0

3、.00 95.70 逮筑2 周邊遮擋 0.00 10.00 逹筑3 周邊遮擋 0.00 10.00 逮筑4 周邊遮擋 0.00 10.00 逮筑5 周邊遮擋 0.00 10.00 二、指標(biāo)要求 針對室外風(fēng)環(huán)境評價依據(jù)為録色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 50378-2014)中有關(guān)室 外風(fēng)環(huán)境的條目要求。 2.1規(guī)的評價要求 綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 50378-2014)中有關(guān)室外風(fēng)環(huán)境的具體要求如下： 4.2.6 場地風(fēng)環(huán)境有利干室外行走、活動舒適和建筑的自然通風(fēng)。評分規(guī)則如下： 1 冬季典型風(fēng)速和風(fēng)向條件下，建筑物周圍人行區(qū)風(fēng)速低于 5m/s,且室外風(fēng)速放大 系數(shù)小于2,得 2 分；除迎風(fēng)第一

4、排建筑外，建筑迎風(fēng)面與背風(fēng)面表面風(fēng)壓差不超過 5Pa, 再得 1 分。 2 過渡季、夏季典型風(fēng)速和風(fēng)向條件下，場地人活動區(qū)不出現(xiàn)渦旋或無風(fēng)區(qū)，得 2 分; 50%以上可開啟外窗室外表面的風(fēng)壓差大于 0.5Pa,得 1 分。 2.2 模擬條件設(shè)覽要求 1、室外風(fēng)環(huán)境模擬的邊界條件和基本設(shè)直需滿足以下規(guī)定： 1) 計算區(qū)域：建筑覆蓋區(qū)域小于整個計算域面積 3%;以目標(biāo)建筑為中心，半徑 5H 圍為水平計算域。建筑上方計算區(qū)域要大 T3H; H 為建筑主體商度； 2) 網(wǎng)格劃分：建筑的每一邊人行髙度區(qū) l5m 或 2m 高度應(yīng)劃分 10 個網(wǎng)格或以上； 3) 湍流模型選擇：標(biāo)準(zhǔn) kY 模型。高精度要求

5、時采用 Durbin 模型或 MMK 模型。 三、模擬概述 3.1 模擬凍理筒述 建筑物室外通風(fēng)過程的數(shù)值模擬研究主要有節(jié)點法、數(shù)學(xué)模型法和計算流體力學(xué)法。計 算流體力學(xué)（CFD）針對某一區(qū)域或房間（計算領(lǐng)域），建立質(zhì)量、能量及動量守恒等基 本微分方程，根據(jù)周邊環(huán)境，設(shè)定合理的邊界條件，然后利用劃分的風(fēng)格，對微分方程進(jìn)行 離散，將微分方程離散為代數(shù)方程，通過迭代求解，得到空氣流動狀況。采用 CFD 對自然 通風(fēng)模擬，主要用干自然通風(fēng)風(fēng)場布局優(yōu)化和室自然通風(fēng)優(yōu)化分析。 由于建筑物周圍的流動往往是湍流，模擬中常采用標(biāo)準(zhǔn)KY模型及其它湍流模型方程。 涉及到的控制方程主要包括：連續(xù)性方程、動量方程、能

6、量方程，KY模型方程可以寫成如 下通用形式： 該式中的甲可以是速度、湍流動能、湍流耗散率以及溫度等。其具體表現(xiàn)形式如下表: 名稱 S. 連絨性 萬程 1 0 0 U ap a ( cu 卻 a (卻 、速度 V 孔心M隔闈礙 W dP 6（初、3（ d（ av） -石慚 如石丿“忘丿搐& SBf 動能 k G + Gg Q T Pr oy U.CMHS r eu =i 42 . J L d =1*4： Of = 6A5 z a, I 0 如4 4 f 01 -r, * 1 393 乞勺鶴弁Q，欽中/?處3“ 。0.02 3.2 風(fēng)速放大系數(shù)計算公式 風(fēng)速放大系數(shù)=V2/V1 式中：V0： 10

7、 米高度開闊地的風(fēng)速，即工況風(fēng)速； VI: 1.5 米商度開闊地的風(fēng)速； V2:人行區(qū) 1.5 米處梟大風(fēng)速； n:由項目所處的環(huán)境類型決定。該項目所處的環(huán)境類型是大城市中心,l/n=0.28 3.3 計算工況設(shè)表 工況名 風(fēng)向 風(fēng)向(中文) 殛(m/s) 頻率(%) 冬季工況 冬季 N 北 6.6 23.0 啜通規(guī) 夏季工況 夏季 S 南 4.6 17.0 駿通規(guī) 過渡季工況 過渡季 S 南 4.6 17.0 駿通規(guī) 3.4 用戶設(shè)It計算目標(biāo)表 工處 殛過大控制 不產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)與旋禍區(qū) It筑迎背風(fēng)面壓養(yǎng) 控制 外窗外表面壓差控 制 風(fēng)速要 應(yīng)達(dá)標(biāo) 商積比 風(fēng)速要 不出現(xiàn) 無風(fēng)的 面積比 無

8、旅禍 的商積 比 壓差要 應(yīng)達(dá)標(biāo) 面積比 壓差限 應(yīng)達(dá)到 的商積 比（個 效比） 冬季工 況 95% 不判斷 不判斷 不判斷 50% 夏季工 況 不判斷 不判斷 0.1m /s 95% 95% 不判斷 不判斷 0.5pa 50% 過渡李 工況 不判斷 不判斷 0.1m /3 95% 95% 不判斷 不判斷 0.5pa 50% 3.5 計算囲及兩格大小設(shè) 圖 2 計算域與網(wǎng)格劃分設(shè)直 計算域虹 計算域劃分 實際模型大?。t線） 標(biāo)椎要求最小計算域大 小 實際計算域大小 長 x (m) 196.2 781.0 (5H) 784.6 寬 Y (m) 155.5 781.0 (5H) 781.0 高

9、Z (H) (m) 156.2 468.6 (3H) 624.8 網(wǎng)格劃分 兩格設(shè)暨項 標(biāo)準(zhǔn)要求 本壩目設(shè)壁 總網(wǎng)格個數(shù)（萬） 無要求 86 最小網(wǎng)格尺寸（m x m x m） 無要求 1.0m X 1.0m X 1.0m 最大網(wǎng)格尺寸（m x m x m） 無要求 3.0m X 3.0m X 3.0m 3.6 參與迎背風(fēng)面壓差判斷的建筑設(shè) 3.6.1 冬季工況工況參與建筑風(fēng)壓壓差判斷的建筑列表 圖 3 參與風(fēng)壓判斷的建筑物（紅色為參與判斷建筑物） 參與建筑理背風(fēng)頁風(fēng)壓差判析的建筑物名稱 耒參與it筑埋背風(fēng)窗風(fēng)壓差劌斷的Jt筑物名稱 3#、1#、4#、2# 建筑 4 建筑次建筑3、建筑銀建筑5

10、 四、模擬結(jié)果 4.1 冬季工況的模擬結(jié)果 冬季工況自然通風(fēng)的基本情況：冬季、北向、平均風(fēng)速 6.60m/s。 4.1.1 冬季工況的人行活動區(qū)域風(fēng)速計算結(jié)果 圖 4 冬季工況整個計算域 l5m 處風(fēng)速原始云圖 冬季工況計算區(qū)域風(fēng)速統(tǒng)計表 風(fēng)速騷(m/s) 詼風(fēng)速BB的人行區(qū)域窗積(就) 占總面積H分比() 0-3.8 5287.30 42.4 3.S-7.6 5614.13 45.0 7.6-11.1 1565.23 12.6 圖 5 冬季工況人行區(qū)域 l5m 風(fēng)速云圖 冬季工況人行活動區(qū)域風(fēng)速統(tǒng)計表(1) 整個計算區(qū)域風(fēng)速結(jié)果 (2)人行活動區(qū)域的風(fēng)速結(jié)果 風(fēng)速BB (m/s) 該風(fēng)速BI

11、的人行區(qū)域窗 積(tf 人行活動區(qū)域總面積 占總面積目分比() 0-5 7272.32 12466.66 58.3 5 5194.34 12466.66 41.7 匯總 風(fēng)速5m/s的面積比=58.3% 圖 6 冬季工況 l5m 風(fēng)速達(dá)標(biāo)示意圖 注：綠色代表風(fēng)速5.0m/s 冬季工況在人行活動區(qū)域最大風(fēng)速判斷表 工況卄 實際計算值 限值 人行區(qū)風(fēng)速裁大值 (m/s) 風(fēng)速達(dá)標(biāo)的面積比 人行區(qū)最大風(fēng)速限 值(m/s) 風(fēng)速達(dá)標(biāo)的面積比 例限值 冬季 11.0 58.3% 95.0% 人行區(qū)風(fēng)速50m/s的面枳比例為58.3%,故未達(dá)到建筑周圍人行區(qū)風(fēng)速 5.0m/s的面枳比例*95.0%”的要求

12、 4.1.2 冬季工況的風(fēng)速放大系數(shù)計算結(jié)果 圖 7 冬李工況風(fēng)速放大系數(shù)達(dá)標(biāo)圖 冬季工況風(fēng)速放大系數(shù)判斷表 工況李節(jié) 計算條仲 實際計算值 限值 10米高處工況 殛 V0(m/s) 15米高處開 闊地的風(fēng)速VI (m/8) ) 15米離處考 察區(qū)域的最大 mV2(m/s) 風(fēng)速放大系效 風(fēng)速放大案散 限值 冬季 6.6 3.9 （實值 3.880） 11.0 (實值 11.029,上圖 黃線圈) 2.8 2.0 風(fēng)速放大系數(shù)為2.8,耒達(dá)到“室外風(fēng)速放大系數(shù)v2.0”的要求 注：vl = 6.60 * 0.15A0.28 = 3.880 風(fēng)速放大系數(shù)=v2 / vl = 11.029/ 3.

13、880 = 2.8 4.1.3 冬李工況的建筑風(fēng)壓計算結(jié)果 Zi 圖 8 冬季工況迎風(fēng)面風(fēng)壓圖 圖 9 冬季工況背風(fēng)面風(fēng)壓圖 冬季工況建筑迎背鳳面壓差數(shù)值表 建筑名稱 It筑迎風(fēng)K平均風(fēng)壓 (Pa) 建筑背鳳1M平均風(fēng)壓 (Pa) 建筑迎背風(fēng)窗的平均風(fēng) 壓壓差(Pa) 3# 12.5 -28.9 41.4 1# 24.0 -16.2 40.2 4# 16.5 13.3 3.2 2# 23.7 -47.2 70.9 匯總 有3棟建筑不滿足壓差5.0的要求 冬季工況建筑迎背風(fēng)面壓差判斷表 工況季節(jié) Jt筑迎背風(fēng)面平均風(fēng)壓壓差的最 大值(Pa) it筑迎背風(fēng)頁平均風(fēng)壓壓差限值 (Pa) 冬季 70.

14、9 5.0 判斷 所有建筑的迎背風(fēng)面平均風(fēng)壓的壓差值均不大于限值，故達(dá)封了標(biāo)準(zhǔn) 要求 4.1.4 冬季工況判斷匯總表 指標(biāo)限值 實際計算值 規(guī)限值 人行區(qū)最大風(fēng)速( (m/s) 11.0 5.0 風(fēng)速放大系效 2.8 2.0 耒出現(xiàn)無風(fēng)的謝積比(%) - 未出現(xiàn)漩漏的商積比( () - 建筑迎背風(fēng)面平均風(fēng)壓壓差的最 大值(Pa) 70.9 0.1 12360.00 12466.66 99.1 不屬于無風(fēng) 匯總 未產(chǎn)生無風(fēng)面積比=99.1% ,超過95.0%,故認(rèn)為未產(chǎn)生無風(fēng)區(qū) 圖 11 夏季工況 l5m 處風(fēng)速矢量示意圖 夏季工況旋渦區(qū)數(shù)值表 旋満半徑(m) 諒半徑圍的人行區(qū) 域朗積(就) 人

15、行活動區(qū)域總If 積( (M) 占總窗積百分比 (%) 備注 無漩渦 12466.66 12466.66 100% 無漩渦 有漩渦 0.00 12466.66 0% 有漩渦 匯總 未產(chǎn)生旋渦面積比=100.0% ,超過95.0%,故認(rèn)為未產(chǎn)生旋涓區(qū) 夏季工況無風(fēng)區(qū)旋渦區(qū)判斷表 工況卄 實際計算值 限值 人行區(qū)總 面積( (M) 不JK于無 風(fēng)的面積 () 不屬于無 風(fēng)的積 無旋禍的 無旋満的薦 積比例 不屬于無 風(fēng)的B(積 比限值 無旋漏的 面積比限 夏季 12466.66 12344.99 99.0% 12466.6 6 100.0% 95.0% 95.0% 未產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)面積比例為99.0%

16、,達(dá)到了 “場地人活動區(qū)域不產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)面積比95.0%M 的要求； 未產(chǎn)主旋涓區(qū)面枳比例為100.0%,達(dá)封了 “場地人活動區(qū)域不產(chǎn)生渦旋面積比95.0%M 的要求。 4.2.2 夏季工況判斷匯總表 指標(biāo)限值 實耐算值 規(guī)限值 人行區(qū)最大風(fēng)速(m/s) 風(fēng)速放大系嫂 未出現(xiàn)無風(fēng)的商積比(%) 99.0% 95.0% 耒出現(xiàn)漩渦的I!積比(%) 100.0% 95.0% 建筑埋背風(fēng)面平均風(fēng)壓壓差的最 大值( (Pa) 窗口外表頁壓差達(dá)標(biāo)的直積比 (%) 50.0% 最大風(fēng)速判斷 無要求 無風(fēng)區(qū)燒禍區(qū)刑斷 未產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)面積比例為99.0%,達(dá)到了 “場地人活動區(qū)域不產(chǎn) 生無風(fēng)區(qū)面積比M95.0%”

17、的要求；未產(chǎn)生旋渦區(qū)面積比例為 100.0%,達(dá)列了 “場地人活動區(qū)域不產(chǎn)生渦旋面積比95.0%M 的要求。 風(fēng)速放大系數(shù)判斷 無要求 建筑風(fēng)壓劌析 無要求 窗口風(fēng)壓壓差判斯 過渡季工況的模擬結(jié)果 過渡季工況自然通風(fēng)的基本情況：過渡季、南向、平均風(fēng)速 4.60m/s o 圖 12 過渡季工況 l5m 處無風(fēng)區(qū)示意圖 過渡季工況無風(fēng)區(qū)數(shù)值表 風(fēng)速(m/s) 詼風(fēng)速圍的人行區(qū) 如積（就） 人行活動區(qū)域總聞 積（M） 占總窗積百分比 （%） 備注 0-0.1 106.66 12466.66 0.9 屬于無風(fēng) 0.1 12360.00 12466.66 99.1 不屬于無風(fēng) 匯總 未產(chǎn)生無風(fēng)面積比=9

18、9.1% ,超過95.0%,故認(rèn)為未產(chǎn)生無風(fēng)區(qū) 圖 13 過渡季工況 l5m 處風(fēng)速矢量示意圖 過渡季工況旋渦區(qū)數(shù)值表 旋涓半徑（m） 該半徑囲的人行區(qū) 域vr積（訊） 人行活動區(qū)域總朗 積（就） 占總窗積目分比 （%） 備注 無漩渦 12466.66 12466.66 100% 無漩渦 有漩渦 0.00 12466.66 0% 有漩渦 匯總 未產(chǎn)生旋渦面積比=100.0% ,超過95.0%,故認(rèn)為未產(chǎn)生旋涓區(qū) 過渡季工況無風(fēng)區(qū)旋渦區(qū)判斷表 工況卄 實際計算值 限值 人行區(qū)總 窗積（itf） 不U于無 風(fēng)的面積 （nf） 不肩于無 鳳的窗積 無旋禍的 nr積（巧 無旋満的M 積比例 不肩于無

19、風(fēng)的B!積 比限值 無旋渦的 面積比限 值 過渡李 12466.66 12344.99 99.0% 12466.6 6 100.0% 95.0% 95.0% 未產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)面積比例為99.0%,達(dá)到了 “場地人活動區(qū)域不產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)面枳比95.0%w 的要求； 未產(chǎn)主旋涓區(qū)面積比例為100.0%,達(dá)到了 “場地人活動區(qū)域不產(chǎn)生渦旋面積比95.0%M 的要求。 4.3.2 過渡李工況判斷匯總表 指標(biāo)限值 實際計算值 規(guī)限值 人行區(qū)最大風(fēng)速(m/s) 風(fēng)速放大索效 未出現(xiàn)無風(fēng)的商積比(%) 99.0% 95.0% 耒出現(xiàn)漩渦的商積比(%) 100.0% 95.0% 建筑迎背風(fēng)面平均風(fēng)壓壓差的載 大值(

20、Pa) - 窗口外表窗壓差達(dá)標(biāo)的耐積比 (%) 50.0% 最大風(fēng)速判斷 無要求 無風(fēng)區(qū)旋満區(qū)判析 未產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)面積比例為99.0%,達(dá)到了 “場地人活動區(qū)域不產(chǎn) 生無風(fēng)區(qū)面積比M95.0%”的要求；未產(chǎn)生旋渦區(qū)面積比例為 100.0%,達(dá)到了 “場地人活動區(qū)域不產(chǎn)生渦旋面積比M95.0%” 的要求。 風(fēng)速放大系效判斷 無要求 建筑風(fēng)壓判析 無要求 窗口風(fēng)壓壓差判斷 五、結(jié)論 工況 殛過大 風(fēng)速放大系 無風(fēng)區(qū) 旋禍區(qū) 建筑衣面壓 窗口外表窗 壓差 冬季工況 未達(dá)標(biāo) 未達(dá)標(biāo) 不判斷 不判斷 達(dá)標(biāo) 不判斷 夏季工況 不判斷 不判斷 達(dá)標(biāo) 達(dá)標(biāo) 不判斷 過渡季工況 不判斷 不判斷 達(dá)標(biāo) 達(dá)標(biāo) 不判斷 冬季工況未達(dá)到“建筑周圍人行區(qū)風(fēng)速5.0m/s的面積比例A95.0%”的 要求； 冬季工況未達(dá)到“室外風(fēng)速放大系數(shù)2.0”的要求； 冬季工況達(dá)到了迎背風(fēng)面平均風(fēng)壓的壓差值5.0Pa的要求，得1分； 夏季工況、過渡季工況達(dá)到了 “場地人活動區(qū)域無風(fēng)區(qū)面積比*95.0%且 渦旋面積比A95.0%”的要求，得2分。