自然通风开口流量系数影响因素探讨

开口特性参数———流量系数是影响建筑自然通风流场的关键因素之一。对影响流量系数的因素如开口长宽比、开度、内外压差和温差、开口上安装的纱窗等进行了分析,指出了常值计算的有限性,提出自然通风研究应进行变流量系数定性分析。     

建筑开口率对自然通风流量系数的影响分析

开口的流量系数是自然通风计算中的重要参数,而大开口自然通风的开口率对流量系数又有一定的影响。对自然通风条件下室内外的速度场和压力场进行了数值模拟,通过模拟结果分析了开口率(ε)在不同来流角度时对全压差和流量系数的影响,并给出了流量系数的取值。     

自然通风计算基础—表面风压系数和开口流量系数

表面风压系数和开口流量系数是多区域模型的自然通风计算基础。本文通过文献综述系统梳理两系数的研究结果。综述表明,流态变化与两系数密切相关,伯努利原理是理解两系数变化的重要依据。建筑体型与设计、风向、上游地貌和周边建筑遮挡是影响表面风压系数的关键因素。小开口具有恒定的静止空气流量系数。大开口热压通风下的流量系数与室内外温差、开口的垂直位置、宽度和厚度有关,风压通风下的流量系数与开口率、风向和进出风口面积比有关。房间内部流动阻力对流量系数有一定影响。     

居住建筑门窗开启对自然通风特性影响的数值研究

利用Airpak软件,在非供暖空调环境下,研究了最常见的平开门和推拉窗不同开启组合方式下的流量系数,定量分析了风压通风中多开口模型的流量系数。搭建了模拟实验平台,利用多区域网络模型对实际房间通风量进行了模拟计算,发现通过改变门窗的开度能够改变有效通风面积,影响房间的自然通风量。利用DeST-h软件模拟分析了门窗不同开启模式对空调能耗的影响。     

新型建筑光伏幕墙和外窗自然通风设计

新型建筑光伏幕墙是在建筑外窗下面布置倾斜光伏组件,这样既能保证建筑具有较大的光伏板安装面积,又不会影响建筑正常开窗。为了保证光伏板具有良好通风的同时,尽量降低对外窗自然通风的影响,采用CFD模拟分析了在不同通风腔顶部和下部开口尺寸及窗户开启角度、尺寸等参数下,通风腔开口和外窗自然通风流量系数、外窗进风温度所受影响。     

大开口自然通风流量系数特性分析

大开口自然通风的流动机理与渗风模型有较大不同,通过对大开口自然通风伯努利方程的分析,探讨了空气流动的局部阻力机理,指出在大开口自然通风的流动过程中流量系数的物理含义及其应注意的问题.     

太阳能烟囱结合自然通风建筑开口的数值研究

自然通风是实施绿色建筑中常用的一项技术措施。随着节能减排的大力倡导,自然通风技术引起了人们的普遍关注。目前,人们已通过不同的措施与手段来最大程度地利用自然通风以满足舒适度要求,其中太阳能烟囱作为一种利用热压来强化自然通风的有效技术也被广泛采用。太阳能烟囱的通风效果除与烟囱尺寸及当地太阳辐射强度密切相关外,也与其自然通风建筑特性有关。采用FLUENT软件对太阳能烟囱结合不同建筑开口形式及不同开口尺寸的自然通风模型进行了三维稳态数值模拟。研究了在不同方案下,不同开口形式对通风量的影响,分析了通风量随进风口尺寸的变化情况。模拟结果表明,在相同热流密度情况下,单开口建筑下的太阳能烟囱诱导的通风量大于双开口建筑,且当进出风口面积比A1/A2=2.5~4时,竖直集热板屋顶式太阳能烟囱能诱导更多的空气。     

低风速下单侧开口居住建筑自然通风量的快速预测方法研究

目前所用的建筑能耗模拟软件针对开窗通风量取定值,忽略了动态因素的影响,但是开窗通风量受风速大小、风向、室内外温差及开口面积等因素的影响,波动范围较大。为此,本文通过实验研究和理论计算,重点研究了北京市单开口居住建筑开窗通风量的动态变化。结果表明:通过实验研究对单开口建筑自然通风量计算式进行修正,平均误差为19.5%;北京市普通居住建筑冬季开窗通风的换气次数为2～33 h~(-1)。本文研究结果为能耗软件中单开口建筑自然通风的动态模拟提供了基础数据。     

岳阳某地下商场自然通风的测定与分析

该商场自然通风气流方向始终是由南向北，不受室外风向变化的影响。通过测试分析，认为要取得良好的自然通风效果，设置通风口时必须考虑周边建筑和室外风向的影响，合理利用地形地物。     

通风口形状对体育馆风压通风效果的影响研究

为改善体育馆自然通风效果,利用CFD模拟方法从进风量、进深方向气流深入程度以及主要功能空间风速3个方面分析不同通风口形状对体育馆风压通风特性的影响。在验证湍流模型及网格独立性分析后,比较3种通风口形状工况在相同边界条件下的流量、流场及流速。结果表明:通风口形状对体育馆室内风环境影响显著。在3种工况中,正方形通风口表现较差,与之相比采用竖向长条形通风口可使通风量增加6.82%,同时使进入室内的气流向下流入主要功能空间,气流运动更加深入,看台区和场地区气流速度明显提升,其中场地区平均风速增加75%,对提高体育馆自然通风效率十分有利。     

外窗开启方式对居住建筑自然通风影响研究

利用计算流体力学的分析方法,用平均空气龄和空气龄标准差对自然通风量的大小及其通风均匀性进行研究。对采用推拉窗、上悬窗、平开窗的板式居住建筑在N、NNW、WN风向下的自然通风状况进行对比分析。研究发现,对于自然通风的均匀性,平开窗开启方式优于推拉窗、上悬窗开启方式。对于建筑自然通风量,当风向为N及NNW风向时,推拉窗开启方式优于上悬窗、平开窗开启方式。当风向为WN风向时,平开窗开启方式优于推拉窗、上悬窗的开启方式。当同时考虑建筑自然通风量与自然通风均匀性时,平开窗开启方式具有明显的优势。     

自然通风建筑室内气流组织优化研究

通过fluent模拟软件对诸多因素中最为关键的风向、风速、开窗位置及面积等进行了优化模拟研究。结果表明:在西安地区,南向为最佳风向,室外风速在1.3～2.5 m/s之间,基本上都能满足自然通风要求,最佳风速为1.5 m/s;综合考虑采光和自然通风因素,窗户开在墙的中间为宜;北向面积适当减小有利于自然通风在室内形成较均匀的气流,在保证建筑节能标准的前提下,增大南向窗户面积有利于自然通风。     

居室热压自然通风应用探讨

采用风速法和示踪气体衰减法实测了某居室的自然通风量。得到了不同窗孔开度下的窗孔流量系数,给出了窗孔流量系数与窗孔开度的关系曲线,分析了室内外空气温差对窗孔流量系数的影响。     

基于自然通风原理的通风窗智能控制系统构造

针对建筑自然通风原理及特点,分析了电动开窗器的原理,讨论了风压和热压作用下的电动开窗控制系统流程,以及通风窗和电动开窗器的选型,并提出一种基于自然通风原理的楼宇智能通风窗控制系统,给出了构成要素,同时对系统底层、中间层、上层的特点加以讨论。     

Natural ventilation potential model considering solution multiplicity, window opening percentage, air velocity and humidity in China

The paper brings about a two-opening naturally ventilated building potential model considering solution multiplicity, window opening percentage, air velocity and humidity in China. Based on previous research by Yang et al. and Luo et al., this paper developed a revised model to estimate the natural ventilation potential. There are four main improvements: Firstly, counteract of wind and thermal pressure was included and method for multiple solutions was introduced accordingly. Secondly, the model considered the natural ventilation hours for windows opening percentage. Thirdly, wind velocity and humidity were considered lastly. Fourthly, cooling and heating hours were also estimated.In case study, the paper analyzes natural ventilation potential in cities in four typical climate regions in China. Results show that there are more natural ventilation hours than previous models estimated, especially in cold climate regions.Any parameter in this model can be changed according to practical situation, such as climate data, building orientation, window size, opening position, etc. All estimated information can provide reference for architects in early stages of building design. Meanwhile, this model can be used for energy efficiency estimation and indoor environment research.     

Experimental and numerical investigation on the distribution characteristics of wind pressure coefficient of airflow around enclosed and open-window buildings

In the present paper, the distribution characteristics of the wind pressure coefficient of the air flow around enclosed and open-window buildings were studied by using wind tunnel model tests and numerical analyses. A typical high-rise building model was designed and wind tunnel tests were performed for the airflow around the building for an enclosed and an open-window condition. The experimental findings were complemented by the numerical analysis. This study shows that the opening windows of a building has little influence on the wind pressure coefficients in the area around the window of adjacent area from window edge; the wind pressure coefficient increases slightly after opening the windows of the buildings. Opening the windows in the rooms adjacent to this window decreases the ventilation efficiency of the room although the influence is small. The time-average value of the wind pressure coefficient can effectively represent the magnitude of the instantaneous wind pressure coefficient. The wind pressure coefficient is independent of the wind velocity of inflow. Furthermore, this study also proposed the distribution characteristics of wind pressure coefficients with different incident angles of wind.     

开窗位置对室内风环境的影响

通过STAR-CCM+计算流体模拟软件,基于不同开窗位置的通风效果比较,以室内平均风速等参数作为通风效果的评价指标,对室内风环境进行了模拟与分析,提出关于建筑自然通风设计中开窗优化在实际项目中运用的必要性。     

How to use natural ventilation to cool narrow office buildings

Concern about global warming has resulted in a resurgence of interest in naturally ventilated offices. Windows opening can, most of the time, be enough to cool the buildings. To compare various strategies, simulations with the software TAS were made to analyse zone air flows, temperature evolution and needs for cooling in an office. Simulations show that sufficient day or night ventilation rate can be reached by window opening, even if wind characteristics are unfavourable. We studied which should be the size, shape and location of the window apertures to reach sufficient ventilation rates. We finally analysed the impact of the wind orientation and the degree of wind protection of the building on these ventilation rates.