徽州传统民居自然通风网络模拟分析

自然通风可改善室内空气品质,提高人体热舒适感觉。以徽州传统民居为研究对象,采用多区域气流分析软件CONTAM模拟分析民居夏季白天和夜间自然通风网络,探讨不同驱动力下民居换气次数变化规律。结果表明:民居白天与夜间自然通风网络有所不同,白天在室外风下形成了贯穿厅堂的穿堂风,厢房存在单侧通风,夜间厢房和厅堂都形成了热压通风,且风压通风加强了夜间自然通风;白天厢房、厅堂、天井换气次数值依次为9.89,15.25,50.01 h-1,夜间厢房、厅堂、天井换气次数分别为1.74,7.58,8.41 h-1;各区域换气次数均满足最小新风量通风要求;厢房白天和夜间均只受热压作用,厅堂和天井白天主要受风压作用,夜间主要受热压作用。     

单层建筑自然通风量的计算

自然通风对改善室内空气品质和室内热湿环境，减小建筑能耗具有重要意义。文章探讨了在热压、风压及在两者共同作用下单层建筑外围护结构各个开口的自然通风量的计算方法。     

单体建筑高度对风压作用下自然通风的影响

目的分析风压作用下民用建筑的自然通风能力和不同高度建筑对风压作用下自然通风的影响.方法采用计算流体力学方法,对不同风速、不同高度条件下建筑风压作用下自然通风能力进行数值模拟,并通过实验数据验证方法的正确性.结果得到单体建筑风压差系数分布规律,其风压作用下自然通风外部条件最好之处为建筑高度的4/5处.建筑迎风面中部风压作用下自然通风效果好于建筑物两侧.风压差系数对风速变化不敏感.不同建筑高度风压差系数分布规律相似.结论本数值方法能够正确地反映建筑表面的风压分布;风压作用下自然通风效果随单体建筑高度增高而增大,随风速增加而增大.     

太阳能烟囱热压强化自然通风对室内热环境的影响

自然通风是用来解决夏季室内过热问题常用的技术之一。由于风压通风的局限性,利用太阳能烟囱热压强化自然通风是一种有效的节能方法。研究采用Fluent软件对在不同太阳辐射量下太阳能烟囱强化被动式太阳房自然通风对室内热环境的影响进行模拟。结果表明:在太阳能烟囱的热压作用下,室内空气流动速度受到太阳能烟囱的"烟囱效应"的影响也有明显的提高;室温随着进深和高度方向略有增加但增幅不大;室内压强随着房间进深和高度的增加有所提高,随着太阳辐射能增加而有所降低。因此,利用太阳能烟囱可以提高室内空气的流通速度,且可达到改善室内热环境的目的。     

热压自然通风与混合通风应用分析

利用热压自然通风与混合通风对于建筑节能与改善室内环境品质有重要意义．笔者分析了热压自然通风与混合通风的特点与机理,并指出了其风量确定方法及应用特性．     

高层住宅建筑体型系数对其中庭通风的影响

采用基于三维、RNG k-ε湍流模型的CFD方法,模拟了具有中庭的高层住宅建筑模型在风压和热压共同作用下的通风特性.并在低速风洞中进行了实验测量,验证了本数值模拟方法的可行性.针对4种不同体型系数下的高层住宅建筑,分析了在相同的建筑面积、外风场流速、建筑内发热量、中庭尺寸及相同的吹风角度条件下,中庭空间的自然通风特性及邻室房间的通风效果.结果表明,中庭式高层住宅建筑外体型系数越大,越有利于自然通风,为城市高层住宅建筑节能与人居环境的优化设计提供了理论依据.     

内扰因素对室内热分层的影响规律

热压自然通风中,热源产生的浮力羽流使得室内存在热分层现象.房间内扰即热源因素是影响热分层的主要因素之一.本文对具有内热源的民用建筑,采用CFD技术,改变内扰因素对热压自然通风流场进行数值模拟,分析了不同热源工况下的温度场,得出了内扰因素对室内热分层现象的影响规律,为民用建筑自然通风系统的设计提供了理论参考.     

掩土建筑的绿色设计

掩土建筑在建筑节能方面的效果显著,重庆的地形特征也十分适合掩土建筑的建设。如何解决其自然通风采光困难的问题,是掩土建筑设计的重点。以重庆建筑节能技术示范中心概念方案设计为例,分析了掩土建筑固有的节能效果,采用太阳光导光管,增大局部开窗面积,设置天窗,组织中庭热压通风和利用建筑形体组织风压通风等设计与技术的手段,来解决掩土建筑室内自然采光通风困难和潮湿等问题。用计算机对方案的自然通风采光效果进行了模拟,得出定量的通风采光效果,对设计过程进行指导,同时表明在采用上述措施下,能够解决困扰掩土建筑顽疾。     

冷热气体介质对空气幕阻隔作用的影响

为了研究高温与常温空气介质对空气幕阻隔作用的影响,利用火灾动力学模拟器软件构建了空气幕局部模型,并设置火灾热压与常温风压情况两种场景,在进行模型合理性验证后,采用大涡模拟的方法对两种场景分别进行了数值模拟。探讨了在空气幕不同出口风速下,两种场景对空气幕射流失效位置、气体渗入临界压差及渗入速率的影响,同时还分析了热压与风压共同作用对空气幕阻隔性能的影响。研究表明:在火灾场景下,热压导致空气幕射流失效的位置高度为常温风压的166.67%~200.00%,造成空气幕失效的临界压差是风压的159.27%~202.33%,渗入速率则是风压的280.41%~315.46%。当空气幕出口风速为10 m/s时,在风压与热压共同作用下,风压每提高1 Pa,空气幕保护区域内温度提高约10~20°C,一氧化碳浓度约提高5×10~(-6)~15×10~(-6)。且随着风压的增加,一氧化碳在空气幕近前方产生明显的累积效应,对火灾扑救与人员疏散不利。     

连栋塑料温室自然通风流场的稳态模拟—— 防虫网对温室内流场的影响

以Navier-Stokes方程为基础，运用计算流体动力学软件CFX对华东地区典型结构的连栋塑料温室内的自然通风流场进行了三维稳态模拟，分析了防虫网对温室内自然通风流场的影响.模拟温室采用1∶10的缩小模型，外界风向取平行于温室屋脊方向.模拟结果表明，不论温室是否配置防虫网，温室内的气流场分布均不对称.在无防虫网条件下，风压通风占主导作用，温室下部侧窗为主要通风口，气流强度在顶窗开口对侧区域相对剧烈，气流运动不均匀.在温室设置防虫网后，温室内气流强度有所减弱，热压通风作用增大，此时顶窗成为温室通风的重要部位；相对无防虫网的情况，温室内气流运动虽然在顶窗开口对侧中下部、顶窗开口侧上部有局部加强，但整体运动较为均衡.     

天津市某生态办公建筑自然通风设计

采用CFD方法,对天津地区某生态办公建筑在过渡季节的建筑外表面压力分布进行了计算,并以压力入口为边界条件,数值模拟了建筑内各类房间的自然通风状况．计算结果表明,建筑外区具有两侧开口的房间室内通风状况良好,而对于外区单侧开口房间和内区房间,要充分利用建筑形态的凹凸变化、外开口距离、与通风走廊连通的内开口、通风夹道等的巧妙设计,创造通风房间有效开口压差,以达到在建筑内、外区都满意的自然通风效果．     

Natural ventilation performance of single room building with fluctuating wind speed and thermal mass

Natural ventilation is driven by either buoyancy forces or wind pressure forces or their combinations that inherit stochastic variation into ventilation rates. Since the ventilation rate is a nonlinear function of multiple variable factors including wind speed, wind direction, internal heat source and building structural thermal mass, the conventional methods for quantifying ventilation rate simply using dominant wind direction and average wind speed may not accurately describe the characteristic performance of natural ventilation. From a new point of view, the natural ventilation performance of a single room building under fluctuating wind speed condition using the Monte-Carlo simulation approach was investigated by incorporating building fa?ade thermal mass effect. Given a same hourly turbulence intensity distribution, the wind speeds with 1 min frequency fluctuations were generated using a stochastic model, the modified GARCH model. Comparisons of natural ventilation profiles, effective ventilation rates, and air conditioning electricity use for a three-month period show statistically significant differences (for 80% confidence interval) between the new calculations and the traditional methods based on hourly average wind speed.     

地域性气候条件下自然通风的有效时数分析

近年来居住建筑空调设备的大量使用是造成夏季建筑能耗快速增长的重要原因,有效利用自然通风降温可以降低夏季空调能耗并改善室内空气品质.我国各地区气候条件相差悬殊,为合理利用自然通风降温技术,需要针对地域性气候条件对自然通风的节能潜力进行分析比较,以指导建筑节能设计的综合策略.本文根据中国居住建筑热环境状况的分析,提出适用于评价地域性气候条件下居住建筑的自然通风有效时数的计算方法,并采用了自然通风系统和建筑热过程系统的耦合影响模型,提出动态计算自然通风有效时数的计算方法.通过基于此方法的计算程序,以北京、西安、大连三个城市为例,计算了典型居住建筑形式的自然通风有效时数.根据计算结果,得出对于同属于寒冷地区的北京和西安,在三个月的降温季节中自然通风有效时数分别为70.5%和59.1%,而严寒气候区的大连有效时数为95.7%,对这三个城市的自然通风策略进行了简单的分析,此方法为进一步对我国不同气候区的自然通风有效性及其通风策略进行全面分析奠定了基础.     

建筑物火灾烟气流动性状解析

述及运用图论基本原理求解建筑物烟气流动性状的方法。运用该方法可同时求出建筑物各房间、各通道不同时刻的压力、流量，该方法已成功地运用于一般通风换气和火灾烟气流动计算中。     

矿井通风系统的可靠性分析

本文应用图论和线性代数的基本定理,结合矿井通风系统的基本理论,针对矿井通风网络的可靠性进行了研究.本文给出了矿井通风网络可靠性的完整描述,网络分支可靠度在巷道风阻、自然风压和扇风机工况等因素产生随机扰动下的计算方法,从而扩展了已有的对网络可靠性的描述和可靠度的计算方法.     

上海地区居住建筑夏季使用夜间通风的室内热环境研究

夜间通风是改善夏季室内热环境的有效方式,目前已经有很多关于夜间通风用于办公建筑的研究,然而关于夜间通风在居住建筑中的研究相对较少.由于墙体的蓄热作用,夜间通风不仅能改善夜晚通风时段的室内热环境,而且可以改善白天非通风时段的室内热环境,但是对这两个时段的室内热环境的改善潜力是不一样的,将按照通风时间的不同,将一天分为“通风时段”和“非通风时段”,通过TRNSYS软件建立了居住建筑自然通风的模型,分别研究夜间通风对这两个时段室内热环境的改善潜力,重点考虑了围护结构参数、换气次数、通风时间以及墙体内表面对流换热系数对室内热环境的影响.