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文檔簡介
[4]。1914年,LeonardHill[5]利用大燈泡溫度計的熱損失來估算環(huán)境的制冷能力,并提出了第一個熱舒適指數(shù)。1936年,Bedford[6]提出了熱舒適性(包括熱感覺)的7級評價指標。1962年,Macpherso[7]研究并確定了影響人體熱舒適度的六個因素(氣溫、相對濕度、氣流速度、平均輻射溫度、代謝率和服裝熱阻)。1970年,丹麥的Fanger教授[8]對1296名學生進行了熱舒適性測試。通過對受試者的冷熱感覺數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,他建立了人體熱平衡方程,并提出了兩個著名的熱舒適評價指標PMV。(PredictedMeanVote,預測平均得票數(shù))和PPD(PredictedPercentageofDissatisfied,預測不滿意百分比)。然而,通過大量的現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),PMV預測值與實測數(shù)據(jù)在很多情況下存在偏差[9-10]。對此,范格教授等人[11]認為PMV預測值與實際投票的偏差是由于人們對環(huán)境的期望不同造成的,因此提出了期望因子來修正PMV。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國人體熱舒適性研究始于20世紀90年代,現(xiàn)有舒適性相關研究主要集中在指標的分析與應用以及人體熱舒適性自適應模型的建立。在指標分析與運用方面,王雷、王超紅、袁景宇等[12]選取了天津市4個典型高架地鐵車站,通過人體熱舒適滿意度問卷調(diào)查、熱環(huán)境參數(shù)測試等方式對結(jié)果進行驗證。和數(shù)值模擬。增加玻璃幕墻遮陽、提高建筑圍護結(jié)構熱防護能力、合理布置周邊環(huán)境要素、加強自然通風等措施,可以大大提高高架車站建筑內(nèi)部空間的熱舒適度。王銳,胡慧敏等。文獻[13]研究了典型住宅空調(diào)房間冬季和夏季的舒適溫濕度范圍、可接受的溫度波動以及頭腳垂直溫差范圍。結(jié)果表明,預測的平均熱感覺投票PMV在——當溫度在0.5~0.5之間時,夏季舒適溫度范圍為25~28℃,冬季舒適溫度范圍為22~25℃;在夏季舒適溫度范圍內(nèi),人體最大可接受的溫度波動為0.6℃,是可以接受的。最大風速0.5m/s;在冬季舒適溫度范圍內(nèi),頭腳垂直溫差大于3.2℃時,人體感覺舒適。紀宇初,李澤等.文獻[14]根據(jù)飛機機艙環(huán)境的特點,分析了機艙環(huán)境因素(溫度、相對濕度、空氣流量)對機艙內(nèi)PMV指數(shù)的影響。結(jié)果表明,溫度對座艙熱舒適性影響最大??諝饬魉俅沃鄬穸葘岘h(huán)境的影響較小。熱舒適度除了受熱環(huán)境參數(shù)影響外,還與人口性別、年齡、地區(qū)有關。在建立人體熱舒適自適應模型方面,季文杰,曹斌等。文獻[15]以SET指數(shù)作為熱平衡計算的基礎,并利用ASHRAE熱舒適數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)建立了不同氣候區(qū)TSV與SET之間的關系。即PTS預測評估模型。王猛,徐浩,等.文獻[16]以新疆石河子大學博學樓為研究樣本,對建筑內(nèi)部夏季熱環(huán)境參數(shù)進行了實際測量,并對受訪者的熱感受進行了主觀問卷調(diào)查,利用熱感受計算公式和溫度頻率法用于獲得預測平均熱感覺(PMV)、實際平均熱感覺(MTS)與室內(nèi)溫度之間的函數(shù)關系。對MTS模型函數(shù)和PMV模型函數(shù)進行對比分析,并根據(jù)自適應修正模型理論計算得到的PMV。對模型進行修正,最終得到適合新疆嚴寒地區(qū)高校教學樓夏季熱環(huán)境評估模型PMV。李家義,徐景賢等[17]從體溫調(diào)節(jié)模型的被動物理系統(tǒng)、主動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、熱感覺模型等幾個方面對該模型進行了機理分析,并結(jié)合現(xiàn)有實驗數(shù)據(jù)討論了中西方人體參數(shù)的差異熱舒適模型的建立。差異及其對熱調(diào)節(jié)過程的影響,并在此基礎上總結(jié)了中國人體熱舒適模型的修正路徑。段冠南[18]以沈陽地區(qū)高校宿舍供暖前后為研究對象,采用現(xiàn)場檢測與問卷調(diào)查相結(jié)合的方式,測量供暖開始前、供暖初期、供暖初期、供暖初期、供暖結(jié)束后5個階段的室內(nèi)物理參數(shù)。加熱中、加熱后期、加熱后。進行實際測量并建立熱適應模型。結(jié)果表明,沈陽市高校宿舍在冬季供暖階段室內(nèi)溫度較高,而5個研究階段受試者的實際中性溫度均低于該階段的平均室內(nèi)溫度。受試者實際可接受的溫度范圍比規(guī)格推薦的范圍寬。1.3研究內(nèi)容及技術路線1.3.1研究內(nèi)容運用Airpak軟件對酒店客房房間進行模擬。在客房空調(diào)設計的基礎上,模擬現(xiàn)有的設計是否滿足舒適性要求。1.3.2研究方法(1)文獻研究法對人體熱舒適性研究進行收集、整理和分類,包括從圖書館借閱圖書資料,利用知網(wǎng)、維普、谷歌學術搜索引擎等紙質(zhì)數(shù)據(jù)庫資源在線收集相關研究信息。在閱讀大量論文、書籍和相關國內(nèi)外標準的基礎上,總結(jié)了熱舒適問題和研究現(xiàn)狀,對該領域的內(nèi)容有了整體的了解。(2)數(shù)值模擬法采用Airpak軟件對設計下的酒店客房房間進行模擬,并對模擬結(jié)果中的平均溫度、風速等云圖情況進行詳細地分析。
第2章冷負荷計算2.1室內(nèi)冷負荷計算以14號客房為例,列出冷負荷計算過程,平面圖如圖2-1。該房間套內(nèi)面積為27.1m2,層高為3.6m。北邊為幕墻,面積為15.48m2。選白天(冷負荷最大)時間8:00~20:00,計算冷負荷,夏季空調(diào)區(qū)設計溫度為24℃,設計新風量為30m3/h人。根據(jù)《實用供熱空調(diào)設計手冊》[17]計算如下:圖2-114號客房平面圖2.1.1幕墻傳熱冷負荷幕墻傳熱形成的計算時刻冷負荷QτQ(2-1)式中K——傳熱系數(shù),W/(F——計算面積,m2,τ——計算時刻,h;tτ?εtn幕墻傳熱系數(shù)K=2.6W/(m2·℃),查《實用供熱空調(diào)設計手冊》[17]表20.2-1確定幕墻的逐時冷負荷計算溫度tτ?ε表2-1幕墻冷負荷計算時刻τ8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019.0020.00tτ?ε29.9030.9032.0032.9033.8034.5034.9035.2035.2035.2034.6033.8032.90W/(m2·℃)2.6F(m2)15.48tn24Qτ237.5277.7322.0358.2394.4422.6438.7450.8450.8450.8426.6394.43幕墻的日射得熱冷負荷透過無任何遮陽設施幕墻的太陽輻射形成的計算時刻冷負荷QτQ(2-2)式中XgXdJwτ——計算時刻下,透過無遮陽設施窗玻璃太陽輻射的冷負荷強度幕墻的構造修正系數(shù)Xg=0.58,地點修正系數(shù)Xd=1.00,根據(jù)《實用供熱空調(diào)設計手冊》[17]表20.4-3確定幕墻的計算時刻表2-2幕墻日射得熱冷負荷計算時刻τ8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00J63.779.0109.6127.3136.9137.8129.6109.986.691.678.60.00.0F(m2)15.48X0.58X1.00Qτ572709984.2114312291236.91163.2987.1777.7822.0705.50.00.02.1.3人體顯熱冷負荷人體顯熱散熱形成的計算時刻冷負荷QτQ(2-3)式中n——計算時刻空調(diào)區(qū)內(nèi)的總?cè)藬?shù);φ——群集系數(shù);q1τ——計算時刻,h;τ?t——從人員進入空調(diào)區(qū)的時刻算起到計算時刻的持續(xù)時間,h;Xτ?T客房活動屬于極輕度活動,查《實用供熱空調(diào)設計手冊》[17]表20.7-3,當室溫為24℃時,一名成年男子散發(fā)的顯熱量q1=61W,空調(diào)區(qū)內(nèi)總?cè)藬?shù)n=2人,根據(jù)《實用供熱空調(diào)設計手冊》表20.7-4查得人體顯熱散熱冷負荷系數(shù)逐時值Xτ-T,按公式(2-3)計算,計算結(jié)果如表2-3所示。表2-3人體顯熱冷負荷計算時刻τ8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00X0.040.480.800.850.870.890.900.920.930.930.940.940.94φ0.89n2q161Qτ4.352.186.992.394.596.697.799.9101.0101.0102.1102.1102.12.1.4燈具冷負荷鎮(zhèn)流器設在空調(diào)區(qū)之內(nèi)的熒光燈散熱形成的冷負荷QτQ(2-4)式中n——同時使用系數(shù),本次設計取0.64;N——燈具的安裝功率,W;Xτ?T——時刻燈具散熱的冷負荷系數(shù)。普通客房的照明功率密度為7W/m2,則N=7×27.1=189.7W,取同時使用系數(shù)n1=1,根據(jù)《實用供熱空調(diào)設計手冊》[17]表20.8-2確定作用時刻燈具散熱的冷負荷系數(shù)Xτ?T表2-4燈具冷負荷計算時刻τ8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00X0.820.420.740.790.820.840.860.880.900.910.920.950.94N189.7n0.64Q119.561.2107.8115.1119.5122.4125.3128.2131.1132.6134.0138.4136.92.1.5設備顯熱冷負荷設備顯熱散熱形成的計算時刻冷負荷QτQ(2-5)q(2-6)式中F——空調(diào)區(qū)面積,m2qf——電器設備的功率密度,W/m2Xτ?T——時間設備、器具散熱的冷負荷系數(shù)。普通客房電器設備功率密度為15W/m2,故空調(diào)區(qū)電器設備散熱量qs=Fqf=27.1×15=406.55W,根據(jù)《實用供熱空調(diào)設計手冊》[17]表2-5設備顯熱冷負荷計算時刻τ8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00X0.020.780.920.940.950.950.960.960.970.970.980.940.95q406.55Q8.1317.1374.0382.2386.2386.2390.3390.3394.4394.4398.4382.23人體散濕形成的潛熱冷負荷計算時刻人體散濕形成的潛熱冷負荷QτQ(2-7)式中:φ——群集系數(shù),根據(jù)《實用供熱空調(diào)設計手冊第二版》[17]表20.7-2查得群集系數(shù)φ=0.96;nτg——一名成年男子小時散濕量,g/h??头炕顒訉儆跇O輕度活動,當室溫為24℃時,一名成年男子散發(fā)的q2人體散濕形成的潛熱冷負荷:Q2.1.7室內(nèi)冷負荷合計將以上各圍護結(jié)構及人體顯熱、燈具散熱、設備顯熱、人體潛熱冷負荷進行匯總,得出14號客房的房間冷負荷和總負荷,將合計結(jié)果如表2-6所示。表2-6室內(nèi)冷負荷合計(單位:W)計算時刻τ8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:00幕墻溫差傳熱237.5277.7322.0358.2394.4422.6438.7450.8450.8450.8426.6394.4358.2幕墻日射得熱572709984.2114312291236.91163.2987.1777.7822.0705.50.00.0人體顯熱4.352.186.992.394.596.697.799.9101.0101.0102.1102.1102.1燈具散熱119.561.2107.8115.1119.5122.4125.3128.2131.1132.6134.0138.4136.9設備散熱8.1317.1374.0382.2386.2386.2390.3390.3394.4394.4398.4382.2386.2人體潛熱140.2140.2140.2140.2140.2140.2140.2140.2140.2140.2140.2140.2140.2室內(nèi)冷負荷1082155720152231236424052355219719952041190711571124通過對室內(nèi)冷負荷進行匯總計算,可以看出14號客房室內(nèi)最大冷負荷時刻為13:00,其室內(nèi)冷負荷為2405W。2.2濕負荷計算人體散濕量可按下式計算:D(2-8)客房的濕負荷主要由人體產(chǎn)生,一名成年男子小時散濕量為109g/h,按公式(2-8)計算人體散濕量,計算結(jié)果如下:D2.3熱濕處理及設備選型2.3.1熱濕處理計算風機盤管采用一次回風方式加新風對室內(nèi)空氣進行處理。在焓濕圖上做出夏季風機盤管加新風系統(tǒng)熱濕處理過程,并在焓濕圖中畫出相應狀態(tài)點位置,如圖3-1所示。圖3-1空氣-水風機盤管系統(tǒng)熱濕處理焓濕圖根據(jù)熱濕處理過程計算方法,計算步驟如下:1)由室內(nèi)冷負荷為2405W,濕負荷為0.21kg/h,可得熱濕比為ε=查焓濕圖可得各狀態(tài)點熱濕參數(shù)值,如表2-7所示。表2-7各狀態(tài)點熱濕參數(shù)表狀態(tài)點干球溫度(℃)相對濕度(%)含濕量(g/kg)焓(kJ/kg)室內(nèi)點N24.06011.352.8室外點W34.065.422.391.5新風處理露點L19.79013.052.9送風點O17.291.311.345.9風機盤管處理點M17.191.311.245.52)總送風量:G=3)按衛(wèi)生要求所取新風量:G4)風機盤管回風量:G5)M點焓值:i6)風機盤管制冷量:Q=2.3.2風機盤管選型根據(jù)房間所需冷量的計算結(jié)果,選擇滿足風量和冷量要求的風機盤管,該房間選用的風機盤管型號如表2-8所示。本次選擇的風機盤管風量均為中檔,其靜壓均為30Pa,詳細參數(shù)如表2-9所示。表2-8各房間風機盤管選型房間名型號臺數(shù)資料室FP-511表2-9風機盤管參數(shù)表型號中檔風量(m3/h)供冷量(kW)供熱量(kW)水流量(kg/h)水阻力(kPa)風管接口尺寸(mm)FP-515102.74.0548030600×1202.3.3風口選型根據(jù)FP-51可知,送風口的風量為510m3/h。假設送風口的風速為4m/s,則送風口的面積為0.035m2。因此,風口尺寸參數(shù)確定為350mm×100mm。送風口的風速約為4.0m/s。
第3章室內(nèi)熱環(huán)境模型構建3.1Airpak軟件介紹本項目選用的Airpak3.0是Airpak軟件的最新版本。該軟件最早由美國ANSYS公司于1983年提出,主要應用于暖通空調(diào)領域,廣泛應用于建筑設計、石油化工、污染控制、汽車空調(diào)等多個領域。此外,Airpak軟件還可以通過數(shù)值計算計算通風空調(diào)系統(tǒng)的空氣流量、建筑室內(nèi)溫度場、濕度場、風速場、空氣齡、傳熱、建筑室外風環(huán)境、污染物排放和舒適度。模擬。等參數(shù),并提供按照ISO7730標準測量室內(nèi)空氣質(zhì)量(IAQ)的PMV、PPD等技術指標,從而為各類建筑室內(nèi)外環(huán)境設計和研究的優(yōu)化提供可靠的參考。Airpak3.0具有的優(yōu)勢特點有:1)快速建模功能。2)網(wǎng)格自動劃分。3)可視化后處理。4)數(shù)據(jù)報告功能。本課題的數(shù)值模擬內(nèi)容涉及到空氣流動,具體內(nèi)容為室內(nèi)熱舒適性的模擬研究。由于需要了解室內(nèi)的氣流組織相關參數(shù),基于Airpak軟件以上的優(yōu)勢特點,因此選用Airpak3.0作為本次課題的熱環(huán)境模擬工具。3.2數(shù)值模擬計算模型3.2.1基本控制方程建立數(shù)學模型是Airpak軟件解決方案的核心部分。這個過程主要是解決流體流動問題,屬于流體力學領域。由于本課題主要研究被動式超低能耗建筑的室內(nèi)氣流組織和熱舒適性,考慮到保留主要影響因素,忽略次要影響因素,數(shù)學模型的建立主要涉及三個基本方程:流體力學,包括室內(nèi)空氣熱濕交換質(zhì)量守恒方程、動量守恒方程、能量守恒方程。此外,流動涉及不同組分的混合或相互作用,因此整個過程也遵循成分守恒方程。1)連續(xù)性方程在流體流動領域,連續(xù)性方程本質(zhì)上也屬于質(zhì)量守恒方程。在相同時間內(nèi),流入或流出控制體的凈流量必然等于控制體的增加或減少的流量,由此可導出連續(xù)性方程的微分形式[19]:?ρ?t式中:ρ―空氣密度,kg/m3;t―時間,s;ux、uy、2)動量守恒方程微元體在流動的過程中,其單位時間內(nèi)的動量變化率等于作用于微元體的外力之和,由此可導出動量守恒方程的微分形式[19]:?ρ?ρ?ρ式中:p―作用在微元體上的壓強,pa;τxx、τyy、τzzfx、fy、fz3)能量守恒方程微元體在流動的過程中,單位時間內(nèi)能量的增加量等于進入微元體的凈熱量與質(zhì)量力和表面力對微元體做的功之和,由此可導出能量守恒方程的微分形式[20]:?ρE式中:E―流體微團總能,E=h?ph―焓,J/kg;keff―有效熱傳導系數(shù),w/mkJjSh4)組分守恒方程組分守恒方程其原理是通過流體在流動時的對流擴散方程,計算流體包含的子成分相對流體總體的質(zhì)量分數(shù),我們習慣用通用形式去表達:??式中:RiSi3.2.2湍流模型方程粘性流體在流動過程中有層流和湍流兩種形式的流態(tài)。層流的流動速度一般比較小,流動相對穩(wěn)定,流動粒子的流動軌跡也比較單一;而湍流的運動狀態(tài)比較復雜,符合本課題研究對象的室內(nèi)氣流的流動特點。Airpak3.0軟件在實際模擬過程中常用的湍流模型主要有一方程模型、兩方程模型和零方程模型三類。其中,標準k?ε兩方程模型在實際流體和傳熱模擬中具有合理的經(jīng)濟性和精確性,因此本課題選用的是湍流流動中的標準k?ε兩方程模型。該模型可以表示為如下形式:湍流動能K方程:ρDkD湍流動能耗散率ε方程:ρD式中:GkGb―由于受到浮力的作用,流體產(chǎn)生的紊流動能,JC1ε、C2ε、σk、?ε―分別是紊流動能和動能耗散率的紊流普朗特數(shù)。3.3物理模型構建本文以14號客房為研究對象,該房間的幾何尺寸為:長(L)×寬(B)×高(H)=8.425m×4.3m×3.6m,右下角有一個3.1m×2.9m的衛(wèi)生間??头窟^道與走廊相通,過道上方側(cè)面有送風口??头績?nèi)有1張2.0m×2.0m的床,床的對面有一張長桌子??头可峡沼幸粋€白熾電燈。此外,客房內(nèi)有1位工作人員正坐在椅子上。3.3.1物理模型的簡化與假設客房存在桌上有其余零散的物件、椅子擺放并不是在理想位置、人員走動、空氣滲漏等復雜現(xiàn)象。因此,為了在模擬精度和便捷性之間做出平衡,本課題將這些細微的區(qū)別忽略不計,并做出如下簡化與假設[21-25]:1)實際情況中的客房存在書本、桌面上的小物品等設備。由于這些設備對氣流組織不大且不具備典型特征,因此可以省略。2)客房內(nèi)空氣是連續(xù)性介質(zhì)。3)客房內(nèi)的空氣符合Boussinesq假設。4)客房內(nèi)的空氣流動為穩(wěn)態(tài)流動。3.3.2物理模型的建立與網(wǎng)格劃分1.物理模型的建立根據(jù)建筑圖紙的數(shù)據(jù),建立完整的客房物理模型如圖3-1。圖3-1客房物理模型2.網(wǎng)格的劃分網(wǎng)格的質(zhì)量對計算的精度和結(jié)果有著極其重要的影響。為了保證在生成網(wǎng)格的過程中,靠墻、地板、屋頂?shù)奈矬w比墻壁具有更高的優(yōu)先級,在模擬過程中將屋頂、地板、周圍墻壁等的優(yōu)先級設置為0。該模型的網(wǎng)格采用六面體非結(jié)構化網(wǎng)格,劃分方法采用Normal法。必須同時滿足以下兩個條件[26-30]:1)網(wǎng)格單元最大X、Y、Z尺寸為該空間對應尺寸的1/20。2)對送風口、回風口、人體、燈,網(wǎng)格進行局部加密。經(jīng)過網(wǎng)格劃分,最終生成97213個網(wǎng)格,105582個節(jié)點。由于網(wǎng)格數(shù)過多,本文只展示離樓板3.2m高處生成的網(wǎng)格截面,如圖3-2所示。由圖3-2可以看出,在燈和送風口等周圍地方進行了網(wǎng)格局部加密處理。通過對生成的網(wǎng)格質(zhì)量進行檢查,得到網(wǎng)格表面對齊率及網(wǎng)格單元縱橫比值的質(zhì)量分析,如圖3-3所示。由圖3-3可知,網(wǎng)格表面對齊率和網(wǎng)格單元縱橫比值都大于0.15,且非常接近1,所以總體來說,網(wǎng)格的質(zhì)量比較高。圖3-2客房網(wǎng)格截面分布圖3-3網(wǎng)格表面對齊率與網(wǎng)格單元縱橫比值分布圖3.3.3邊界條件與模擬計算的設置1.邊界條件的設置設置模型邊界條件是決定能否得到可信結(jié)果的關鍵步驟。本次模擬的邊界條件選取如下[31-35]:1)客房的四周墻壁、樓板。北墻為客房的幕墻。幕墻和屋頂?shù)臏囟冗x取模擬日期時室外的平均溫度。內(nèi)墻與空調(diào)房間相鄰。內(nèi)墻和樓板可設置為絕熱邊界。此外,在換熱方面,選取第三類邊界條件,幕墻2.6w/m2?k。該數(shù)據(jù)來源于暖通設計總說明。3)人員。模擬人體是由Airpak軟件內(nèi)置的Person模塊建立的。根據(jù)現(xiàn)場實際情況,模型內(nèi)一共1個人體,身高統(tǒng)一為1.73m,姿勢為坐姿。4)客房內(nèi)熱源。除了人體之外,客房內(nèi)吊在空中的日光燈作為模擬中的熱源。通常情況下,這些熱源可以當成定熱流的內(nèi)熱源。5)辦公桌、椅子和隔板等。這些只是起到阻礙氣流作用,因此可以當成絕熱處理。此外,出風口邊界條件由實際工況決定,回風口設置成自由出流。6)送風口的長×寬為300mm×100mm。送風風速為4.0m/s;送風溫度為17.2℃。將邊界條件匯總成表格,如表3-1所示。表3-1客房模擬計算邊界條件參數(shù)名稱模型類型邊界條件參數(shù)值幕墻wall第三類邊界條件均溫、2.6w/m2?k東內(nèi)墻wall絕熱wall樓板wall絕熱wall南內(nèi)墻wall絕熱?西內(nèi)墻wall絕熱?人person定熱密度75w辦公桌block絕熱?日光燈block定熱流量40w出風口opening定送風參數(shù)17.2℃、4m/s回風口vent自由出流?內(nèi)門opening自由出流?2.計算條件的設置本文采用標準k?ε兩方程模型,并采用有限體積法離散控制方程,離散格式為一階迎風格式。松弛因子設置為默認。計算精度選為單精度。速度與壓力耦合采用SIMPLE算法。此外,收斂條件設置為:流動方程相對誤差1×10-3,能量方程相對誤差1×10-6,湍流動能K方程相對誤差1×10-3,湍流動能耗散率ε方程相對誤差1×10-3,組分方程相對誤差1×10-3。
第4章模擬分析為了更可視直觀的角度了解該客房室內(nèi)的氣流組織規(guī)律,本章主要按照現(xiàn)有暖通圖紙的設計成果(送風高度、送風風速和送風溫度)等方面入手,通過對溫度場、風速場進行模擬。通過模擬計算后,本文選取人體靜坐高度Y=1.1m截面,繼而主要從溫度場、風速場等方面進行綜合分析。4.1溫度場模擬分析根據(jù)已知的現(xiàn)有送風條件(第二章)可知:送風溫度為17.2℃、送風方向朝北,送風高度為Y=3.3m。該14號客房外窗朝北。圖4-1為Y=1.1m截面溫度場分布情況,圖中通過不同種的顏色變化來表示溫度的高低(具體見色卡)。首先,從圖中可知,高處的低溫送風不斷由南向北運動,溫度由南向北逐漸降低;其次,可以看出冷量主要在西北角和床鋪的位置進行匯集。最后,從整個截面云圖可以看出,整個平面空間的溫度較為均勻,最高溫差不超過2℃。圖4-1Y=1.1m界面的溫度場云圖4.2風速場模擬分析根據(jù)已知的現(xiàn)有送風條件(第二章)可知:送風風速為4.0m/s,送風方向朝北,送風高度為Y=3.3m。該14號客房外窗朝北。圖4-2和圖4-3分別為Y=1.1m截面風速矢量圖和Y=1.1m截面風速場云圖,圖中通過不同種的顏色變化和箭頭的朝向來分別表示風速的高低(具體見色卡)和風速的流向。首先,從圖中可知,整個平面的風速最大區(qū)域為客房的西北角和床鋪的位置。這正好和溫度場溫度較低區(qū)域吻合。其次,高速的冷氣流從南到北流動,遇到北圍護結(jié)構后,朝下聚集,并在低處從北向南折返。最后,從整個截面云圖可以看出,整個平面空間的絕大面積風速都不超過0.3m/s。只有西北角的最高風速接近0.5m/s。圖4-2Y=1.1m界面的風速矢量圖圖4-3Y=1.1m界面的風速場云圖
第5章總結(jié)為了更可視直觀的角度了解該客房室內(nèi)的氣流組織規(guī)律,本文按照現(xiàn)有暖通設計的送風高度、送風風速和送風溫度等方面入手,通過對溫度場、風速場進行模擬,得到了如下幾點結(jié)論:1.按夏季工況送風標準,暖通設計需要滿足舒適型空調(diào)不大于0.3m/s要求。根據(jù)風速場云圖可以看出Y=1.1m界面中只有西北角、靠外圍護結(jié)構的較小區(qū)域存在最高風速大于0.3m/s的情況。其余區(qū)域皆滿足舒適型空調(diào)的設計風速要求。2.按夏季工況送風標準,暖通設計需滿足舒適性空調(diào)溫度波動范圍±2℃的要求。根據(jù)溫度場云圖可以得知整個平面空間的溫度較為均勻,最高溫差不超過2℃。
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