基于CFD模拟的绿色建筑自然通风优化设计研究

自然通风是重要的绿色建筑被动式设计策略,对于节能减排、提高建筑环境舒适度和改善室内空气品质等方面具有至关重要的作用。计算流体动力学(简称CFD)是近代流体力学、数值数学和计算机科学结合的产物,将其运用在绿色建筑设计领域,能够为更精确地预测设计方案的建筑风环境提供依据,建筑师结合建筑技术科学的相关知识与模拟的结果进行分析,进而多方案比选和优化建筑设计方案。从总体布局、建筑形体、围护界面3个层面通过CFD风环境模拟来进行建筑自然通风优化的方法与实例研究,为建筑风环境的优化设计提供思路。     

基于模拟的教学楼风环境优化研究——以成都地区为例

建筑风环境作为绿色建筑的重要评价指标之一,在新冠肺炎爆发后愈发受到设计师的关注。教学楼作为教育建筑中的主要组成部分,对室内外风环境质量具有更高的要求。针对成都地区,通过CFD模拟技术对不同布局形式的教学楼室外风环境进行模拟分析,并结合不同开窗方式研究教室内部风环境变化情况,探讨适应成都地区的教学楼室内外风环境优化策略。模拟分析结果显示,不同布局形式下教学楼室外风况差异较大,可通过优化建筑形体进行改善,营造舒适的室外风环境,同时选择基于"走班制"教学模式下的教室平面进行不同开窗方式的教室内部风环境模拟对比分析,证明了在增加门斗处侧墙开窗时能有效改善室内空气质量环境。     

基于室外风环境CFD模拟的住宅小区设计策略

CFD模拟是建筑风环境研究的重要方法。基于住宅小区空间布局及风环境特性,以寒冷地区围合式住宅小区简化模型的CFD风环境模拟为例,阐述室外风环境的模拟方法。通过比对风环境模拟结果,及时评价优化住宅小区空间布局设计,确定最优规划布局方案。同时,提炼总结了一套基于室外风环境数值模拟的住宅小区规划设计工作流程和方法。     

绿色建筑中风环境模拟流程的标准化研究

采用计算机辅助设计对建筑室外风环境进行分析是绿色建筑区域规划的重要内容.然而,风环境的模拟流程工作千差万别,有必要对风环境的模拟工作建立一套标准化的模拟流程.从绿色建筑规划设计优化角度对风环境模拟的模型简化、计算区域选择、边界条件设置、数学模型选取、迭代次数设置、网络无关性检验等方面建立了一个完整的风环境模拟流程,用于...     

广州生态城风环境模拟分析

本文用CFD工具对广州某社区风环境进行了模拟。通过广州某生态社区风环境的CFD模拟实例,说明了模拟社区风环境的三维模型建立及相应边界条件与计算参数的设定方法。在规划前期进行风环境模拟,对于指导社区建筑布局具有重要意义。     

面向方案阶段的建筑室外风环境参数化模拟探索

文中主要研究构建建筑室外风环境参数化模拟方法和工具,为建筑室外风环境优化设计提供技术支撑与案例参考。研究综合应用建筑环境信息建模技术、参数化编程技术和CFD仿真模拟技术,基于OpenFoam在Grasshopper平台中建构了室外风环境参数化模拟模型,通过实测验证模型准确性,并结合寒地某建筑实践项目展开了应用验证。结果表明建筑室外风环境参数化模拟能够显著提高室外风环境模拟效率,精度较好。项目建构的建筑室外风环境参数化模拟方法和工具适于方案创作阶段的建筑设计多方案比较,可为建筑室外风环境优化设计决策制定提供技术支撑,改善建筑室外风环境品质。     

基于CFD风环境模拟的既有工业区改造与优化设计策略——以佛山顺德陈大滘工业区为例

建筑风环境是重要的绿色考量要素,自然通风能够改善建筑室内外的空气质量,提高环境舒适度以及降低建筑能耗。运用CFD软件模拟的方法,对佛山顺德陈大滘既有工业区的室外风环境进行定量模拟研究,分析存在的问题,针对既有工业区及其建筑的特征,探索风环境视角下的改造优化设计途径。从总体布局、建筑单体、场地环境三个方面提出既有工业区改造与优化设计策略:疏通街巷格局、增加开敞空间,优化建筑布局、适应主导风向,利用台地地形、微气候竖向规划的总体布局设计策略;底层架空处理、开辟通风廊道,调整建筑形体、置入通风空间的建筑单体设计策略;优化绿植系统、调节不利环境,改善下垫面材质、降低热岛效应的场地环境设计策略。     

国内外室外风环境数值模拟技术研究进展

20世纪80年代中期,随着计算机技术的快速发展,各种风环境模拟软件也逐渐出现,其中包括Ansys、Fluent、StarCD等,以CFD技术为代表的流体力学技术为风环境的研究形成了理论基础。经过这些年的发展逐渐成熟,现已有一些较为重要的成果。通过分析国内外室外风环境数值模拟技术研究进展情况,探讨风环境模拟在建筑中的现实意义。     

居住区建筑组团室外风环境数值模拟研究——以徐州市某居住区组团为例

室外风环境对居住建筑的影响是绿色住宅的一项重要指标。近年来诸多学者、教授对居住区室外风环境做了大量研究,但现阶段的研究多针对单一居住区,并没有将周边其他住区建筑组团考虑在内。文章通过对徐州市某居住区建筑组团及周边建筑进行室外风环境模拟,分析居住区组团的风速和风压分布情况,评价该组团室外风环境的质量,并提出了合理的建议。     

太原理工大学明向校区图书馆室内外风环境模拟研究

随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快,人们对于建筑环境舒适度和建筑环境品质的要求不断提升。为了避免建筑布局等原因导致的建筑风速过快,从而使建筑环境舒适度下降,必须运用计算机模拟技术对高校图书馆建筑室外风环境和室内通风环境进行模拟,这是在建筑设计时必须考虑的因素之一。本文运用phoenics风环境模拟软件对建筑室外风环境进行了模拟,运用vent2020软件对建筑室内通风环境进行了模拟,为初次使用风环境模拟的人员提供了一些参考依据。     

基于室外风环境CFD模拟的建筑规划设计

立足于优化建筑小区规划设计的理念,介绍了如何建立适合建筑小区模拟的模型与相应的边界条件.通过建筑小区自然通风的CFD模拟实例,说明了评价室外风环境的方法,以及如何在建筑规划设计前期与建筑方案结合,及时评价小区风环境设计的合理性.建筑小区风环境CFD模拟在规划前期的介入,对建筑规划设计的优化具有指导建议.     

建筑物架空设计对室外风环境的影响研究

建筑形体设计对建筑室内外风环境有很重要影响,而架空设计是改善室外风环境的手段之一。将计算流体力学(CFD)模拟与建筑设计相结合,能够更好地为建筑设计提供依据,优化建筑设计方案。通过CFD模拟,探究西交利物浦大学中心楼在有无架空及不同架空高度对建筑周边人行高度风环境的影响。结果表明,建筑架空设计对建筑周边高度1.5 m处的风环境有良好的提升作用。对于案例和类似高度的建筑而言,架空高度在2.4～3.0 m时,架空设计能够提升建筑迎风区1.5 m人行高度的风速大小,当架空设计高度在3.0 m以上时,架空设计对建筑迎风区1.5 m高度处风速大小影响较小。     

面向城市风环境精细化模拟的地面粗糙度参数研究

城市风环境不仅与居民健康密切相关,还与建筑风荷载、区域建筑能耗以及城市热岛效应息息相关。室外风环境模拟中的地面粗糙度参数设置会直接影响到模拟结果的准确性。本文提出2种精细化城市地面粗糙度计算方法,并以上海市五角场中心区为例,开展区域粗糙度精确分布计算,结果显示了风环境数值模拟应当根据建筑所在场地选择精细化的粗糙度参数,并应与目标地区气象参数相结合进行考虑。本文的研究将为建筑师准确模拟室外风环境提供科学、合理的技术支撑。     

探讨住宅群体布局对风环境影响的数值模拟

以某住宅小区风环境研究为例,综合分析住宅建筑群两种行列布局的室外风环境情况,通过建立室外风环境的物理和数学模型,应用专业CFD软件FLUENTAIRPAK对其进行科学专业的探讨研究。研究表明,使用数值风洞模拟方法对住宅小区的风环境进行评价研究,对利用建筑布局改善室外风环境有着显著的指导作用和重要意义。     

武汉地区住宅小区的风环境模拟及评价——以武汉大学茶港小区为例

建筑室外风环境模拟是绿色建筑认证模拟中的重要一项内容。该文以武汉地区的自然气候条件为基础,运用Airpak软件的RNG模型对武汉大学茶港小区冬夏两季风环境进行了数值模拟和评价。通过模拟住宅小区建筑环境的室外舒适度和建筑单体压力分布的情况,研究得出该小区基本符合国家绿色建筑评价标准中对住宅室外风环境的要求:冬季室外行走舒适及夏季自然通风。同时,该模拟可从构建良好的风环境角度来指导当地住宅小区规划设计和方案决策。     

大型商业综合体室外风环境模拟分析

通过利用CFD模拟技术对典型大型商业综合体室外风环境的特点进行了模拟分析,包括室外流场的形态、速度分布特点以及建筑外立面的风压分布。研究了此类建筑室外风环境优化设计的关键因素。     

赤峰某住宅建筑风环境及自然通风的CFD模拟

建筑风环境对室内空气质量及建筑节能有重要影响。为了评估赤峰某住宅小区的建筑设计方案,在夏季、冬季、过渡季3种工况下对其室外风环境、室内自然通风进行了数值模拟。模拟软件采用Fluent,湍流模型采用k-ε两方程。首先,进行室外风环境模拟,获得室外风速、风压数据。其次,以室外风环境模拟所得风压为条件,进行室内自然通风模拟,得到其换气次数。模拟结果表明,夏季、过渡季工况下建筑小区人行区域无漩涡,没有无风区;室内自然通风换气次数大于2h~(-1)。冬季迎风面与背风面的压差小于5 Pa。总体上,该建筑方案在室外风环境以及自然通风方面满足我国相关行业技术标准要求。     

基于Phoenics软件的某文化广场风环境模拟及评价

风环境作为绿色建筑的一项重要评价指标,国家和地方标准对建筑物的风环境均提出了严格的要求;利用CFD分析软件Phoenics,对某地区文化广场进行了风环境模拟分析及评价,根据当地的气象数据,设定了4个模拟工况;分析计算结果表明,所有工况下的风环境模拟结果均满足国家标准的要求,表明项目的风环境达到了绿色建筑的要求。     

基于场地太阳辐射与室外风场模拟的住宅建筑布局方法研究

场地太阳辐射与室外风场对居住小区景观设计、户外活动空间及微气候环境的舒适性具有重要影响,以河南鹤壁市某项目方案创作为例,本着科学设计景观、营造舒适户外环境的原则,以太阳辐射与风环境模拟分析作为设计优化的手段,探索了与可持续设计相结合的住宅建筑布局与绿色建筑实践方法。     

学校建筑室外风环境数值模拟研究——以胶州中加中学为例

学校中良好的通风环境不仅可以满足学生室外舒适度需求,而且对于降低学校建筑能耗起到了重要作用.通过Airpak软件建模,对胶州中加中学的室外风环境进行数值模拟,并对模拟结果进行评价,为进一步优化室外风环境提出改善意见.