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      兩種開窗形式的室內(nèi)自然通風(fēng)效果模擬對(duì)比分析

      2017-07-03 14:58:46李洪珠
      制冷 2017年2期
      關(guān)鍵詞:隱藏式辦公建筑開窗

      李洪珠

      ( 筑博設(shè)計(jì)股份有限公司,廣東 深圳 518000 )

      兩種開窗形式的室內(nèi)自然通風(fēng)效果模擬對(duì)比分析

      李洪珠

      ( 筑博設(shè)計(jì)股份有限公司,廣東 深圳 518000 )

      不同的開窗方式對(duì)室內(nèi)自然通風(fēng)影響較大,本文以深圳某辦公建筑為例,采用數(shù)值模擬方法計(jì)算傳統(tǒng)外開上懸窗和隱藏式豎向開窗情況下室內(nèi)風(fēng)速分布,進(jìn)而對(duì)比分析其自然通風(fēng)效果,為建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

      上懸窗;豎向開窗;自然通風(fēng);數(shù)值模擬

      建筑自然通風(fēng)可以減少空調(diào)系統(tǒng)的使用時(shí)間,降低能耗,為室內(nèi)提供新鮮空氣,有利于人體的生理和心理健康[1,2]。不同的開窗方式可以對(duì)室內(nèi)的氣流組織造成完全不同的效果。在建筑設(shè)計(jì)中,根據(jù)項(xiàng)目情況選擇合適的開窗方式,可以提高用戶使用舒適度,提升建筑品質(zhì),同時(shí)節(jié)約能源。傳統(tǒng)的開窗方式有推拉窗、平開窗、上懸窗等,目前的高層辦公建筑較多采用上懸窗開窗方式。

      在深圳某辦公樓的設(shè)計(jì)過程中,建筑設(shè)計(jì)人員提出一種豎向開窗方式,如圖1所示。在玻璃幕墻上采用條狀開口,并為了立面效果采用鋁板,并起到遮陽(yáng)效果。為了對(duì)比兩種不同開窗方式的優(yōu)劣,本文采用數(shù)值模擬方法進(jìn)行對(duì)比分析,為深圳某辦公建筑設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

      1 數(shù)學(xué)模型

      本報(bào)告采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)方法進(jìn)行模擬,所用軟件為FLUENT 13.0。

      模擬中采用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε模型求解建筑周邊的湍流流動(dòng),涉及到的控制方程主要包括:連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量方程,可以寫成如下通用形式:

      圖1 隱藏式豎向開窗示意圖

      圖2 模擬模型圖

      圖3 室內(nèi)風(fēng)速云圖對(duì)比

      式中各項(xiàng)依次為瞬態(tài)項(xiàng)、對(duì)流項(xiàng)、擴(kuò)散項(xiàng)和源項(xiàng),其中ρ為密度,t為時(shí)間,u為速度矢量。

      2 模擬結(jié)果及分析

      2.1 計(jì)算幾何模型

      根據(jù)深圳某辦公建筑的室外風(fēng)環(huán)境模擬結(jié)果,將得到的建筑立面風(fēng)壓差作為室內(nèi)自然通風(fēng)模擬的邊界條件,本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)層為開敞式辦公,且分為上懸窗、隱藏式豎向開窗兩種工況,其模型如圖2所示。

      2.2 模擬結(jié)果分析

      兩種工況的室內(nèi)各平面風(fēng)速云圖如圖3所示。

      經(jīng)過計(jì)算,豎窗開窗工況房間自然通風(fēng)換氣次數(shù)為17.6次/h,上懸窗工況房間自然通風(fēng)換氣次數(shù)為13.2次/h。由圖3結(jié)果對(duì)比可知,豎窗開窗方式室內(nèi)風(fēng)速大于上懸窗開窗方式,且室內(nèi)空氣分布均勻。

      豎窗開窗方式室內(nèi)風(fēng)速沿高度方向,變化不大;上懸窗方式東北側(cè)空氣流動(dòng)較好,西南側(cè)空氣幾乎靜止,沿高度方向,空氣風(fēng)速有小幅增加,但增量不大。

      表1 人的舒適感與風(fēng)速之間的關(guān)系

      名稱風(fēng)速(m/s)人的感受無(wú)風(fēng)0

      人的舒適感與風(fēng)速之間的關(guān)系如表1。上述兩個(gè)工況室內(nèi)空氣皆是軟風(fēng),但工況2中二分之一左右的空間處于無(wú)風(fēng)情況。

      3 對(duì)比分析結(jié)論

      本文通過模擬計(jì)算得到上懸窗和豎向開窗方式下的深圳某辦公建筑標(biāo)準(zhǔn)層室內(nèi)風(fēng)速分布,可以得出以下結(jié)論:在相同的室外條件下,豎向開窗方式風(fēng)速略大,且室內(nèi)空氣分布比較均勻,室內(nèi)舒適度略好于上懸窗情況。

      [1] 鐘立軍,曾藝軍.建筑的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)淺析[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào),2004,26(2):8-21

      [2] 賈慶賢,趙榮義,許為全,等.吹風(fēng)對(duì)舒適性影響的主觀調(diào)查與客觀評(píng)價(jià)[J].暖通空調(diào),2000,30(3):15-17

      更正啟事:

      作者馬冰奇于2016年3月2日發(fā)來(lái)郵件:“我的文章《相變蓄冷技術(shù)在食品冷鏈中的應(yīng)用與進(jìn)展》,請(qǐng)將我的地址(哈爾濱商業(yè)大學(xué)能源與建筑工程學(xué)院,黑龍江省哈爾濱市松北區(qū)學(xué)海街1號(hào),150028)改為(哈爾濱石油學(xué)院,黑龍江省哈爾濱市松北區(qū)松浦路297號(hào),150027)。”因郵件沒有說(shuō)明是修改來(lái)稿中的作者單位,編輯部誤以為是修改贈(zèng)刊郵寄地址,為此該文刊出時(shí)作者單位仍誤為哈爾濱商業(yè)大學(xué)能源與建筑工程學(xué)院。

      特此鄭重更正:本刊2016年第3期刊登的《相變蓄冷技術(shù)在食品冷鏈中的應(yīng)用與進(jìn)展》一文中,作者的單位為哈爾濱石油學(xué)院。

      ——《制冷》期刊編輯部

      The Numerical Simulation of Indoor Natural Ventilation with Two Windows Opening Forms

      LI Hongzhu

      ( Zhubo Design Group CO.,LTD,Shenzhen,518000,China )

      It is obvious that indoor natural ventilation depends immediately on windows opening forms.This paper study indoor air distribution with the top-hung window or the vertical opening,and then analysis the effect of natural ventilation with comparative,in order to provide data basis for designing.

      Top-hung window;The vertical opening;Natural ventilation;The numerical simulation

      2017-1-20

      李洪珠(1985-),女,碩士,工程師,綠色建筑咨詢。Email:lihongzhu88888@163.com

      ISSN1005-9180(2017)02-053-04

      TU834 文獻(xiàn)標(biāo)示碼:B

      10.3969/J.ISSN.1005-9180.2017.02.011

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