1、Stream軟件在綠色建筑室外風(fēng)環(huán)境與室內(nèi)自然通風(fēng)模擬與分析,上海韻能建筑科技有限公司 2012年11月21日,目錄,Stream軟件 在綠色建筑室外風(fēng)環(huán)境的模擬與分析 在綠色建筑室內(nèi)自然通風(fēng)模擬與分析 在綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用的展望,CFD在建筑工程中的應(yīng)用,隨著人們生活水平的提高，對(duì)建筑室內(nèi)外環(huán)境提出了更高的要求，設(shè)計(jì)師們迫切需要一種實(shí)用的技術(shù)，在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，就能夠?qū)λ岱桨傅氖覂?nèi)外環(huán)境效果做出判斷，以更好地改進(jìn)設(shè)計(jì)，滿足人們的要求。,傳統(tǒng)方法： 風(fēng)洞試驗(yàn)等：代價(jià)大，周期長(zhǎng)，結(jié)果不全面。 無法滿足應(yīng)用，需要新的突破,CFD方法,基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種數(shù)值計(jì)算工具，用于求解流體的流動(dòng)和傳熱問題

2、。它是流體力學(xué)的一個(gè)分支，用于求解一定幾何形狀空間內(nèi)的流體動(dòng)量、熱量和質(zhì)量方程以及相關(guān)的其他方程，并通過計(jì)算機(jī)模擬獲得某種流體在特定條件下的有關(guān)數(shù)據(jù)。,CFD目的 對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果，效能進(jìn)行預(yù)測(cè)，提出改進(jìn)方案，尋找 最優(yōu)設(shè)計(jì)。 可以大膽嘗試自己的新思路。,CFD優(yōu)點(diǎn) 相對(duì)于實(shí)驗(yàn)研究，具有成本低、速度快、周期短、效率高，可以模擬真實(shí)及理想條件，后處理技術(shù)較完善，便于分析計(jì)算結(jié)果等,CFD在室內(nèi)熱環(huán)境分析中的應(yīng)用,主要應(yīng)用,CFD在建筑物外部風(fēng)環(huán)境計(jì)算中的應(yīng)用 CFD在室內(nèi)熱環(huán)境分析中的應(yīng)用 ,CFD在建筑工程中的應(yīng)用,- 室外風(fēng)環(huán)境的模擬與分析 -,一 CFD在建筑物外部風(fēng)環(huán)境計(jì)算中的應(yīng)用,利用CFD

3、技術(shù)對(duì)建筑物尤其是建筑物群的外部風(fēng)環(huán)境進(jìn)行評(píng)估計(jì)算，為城市規(guī)劃、小區(qū)規(guī)劃提供參考，也可以利用流固耦合計(jì)算建筑物所受風(fēng)載荷應(yīng)力，為建筑物的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提供評(píng)估結(jié)果。,新，舊建筑物相互之間的風(fēng)，熱環(huán)境影響 空調(diào)間的影響 風(fēng)環(huán)境間的影響，二次風(fēng)分布（渦流過快、渦流死區(qū)） 熱島問題，可考慮太陽(yáng)輻射 建筑物的放熱，保溫效果 城市溫度每上升一度，居民的用電量便會(huì)上升10%，工業(yè)和商 業(yè)用電會(huì)上升3%左右，由此可見，充分考慮建筑周圍的風(fēng)環(huán)境以及 熱環(huán)境，對(duì)建筑節(jié)能具有重要意義。 風(fēng)力載荷（流固耦合） 比較精確的估計(jì)建筑物變形和強(qiáng)度 洪水，臺(tái)風(fēng)的損害預(yù)測(cè),復(fù)雜地形分析模擬,距離地表1.5米處速度矢量圖，可以看到地

4、形的影響,建筑表面迎風(fēng)面壓力分布圖，地面的壓力分布圖,距離地表1.5米處壓力分布圖,模型圖，特點(diǎn)是有建筑（黃色），河流（藍(lán)色），草地（綠色），道路（灰色）,考慮了太陽(yáng)輻射（下午2點(diǎn)）的建筑、河流、道路表面溫度圖,距離地表1.5米處（Z=1.5m）速度矢量圖，可以看到草地有降速的功能,距離地表1.5米處（Z=1.5m）壓力分布圖,距離地表1.5米處（Z=1.5m）溫度分布圖，可以看到空氣受到建筑表面高溫的影響,距離地表1.5米處（Z=1.5m）速度矢量圖,建筑群迎風(fēng)面壓力分布圖,距離地表1.5米處（Z=1.5m）壓力分布圖,某賓館改建后效果預(yù)測(cè),距離地表1.5米處（Z=1.5m）速度矢量圖,體育

5、中心,體育中心模型和網(wǎng)格,建筑表面壓力分布圖,建筑表面壓力分布圖,植樹綠化帶對(duì)風(fēng)場(chǎng)的影響 （對(duì)風(fēng)速的減速效果）,1.5m高度溫度場(chǎng)（綠化帶對(duì)溫度場(chǎng)影響）,建筑群風(fēng)場(chǎng)模擬,建筑群太陽(yáng)輻射分析（穩(wěn)態(tài)）,防波堤效果分析,水壩截流分析,城區(qū)風(fēng)場(chǎng)模擬,小區(qū)熱島模擬,城市洪水模擬,CFD在建筑工程中的應(yīng)用,- 室內(nèi)自然通風(fēng)模擬與分析 -,二 CFD在建筑物內(nèi)部空氣質(zhì)量分析中的應(yīng)用,室內(nèi)通風(fēng)效率的分析 通風(fēng)方式?jīng)Q定的空氣分布不僅要有利于熱舒適、節(jié)約能源而且要能夠驅(qū)除室內(nèi)的污染物，有效的通風(fēng)方式應(yīng)該能夠同時(shí)達(dá)到這三點(diǎn); 室內(nèi)污染物分布模擬 室內(nèi)空氣凈化 污染源排放擴(kuò)散分析 施工現(xiàn)場(chǎng)污染物擴(kuò)散 工廠企業(yè)污染物排

6、放 利用CFD技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),暖通空調(diào)系統(tǒng)效能分析。 風(fēng)量不足 功率問題 氣流組織不好 2、太陽(yáng)輻射對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的影響 不同時(shí)刻 不同地點(diǎn) 壁面結(jié)構(gòu)的對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的影響 雙層幕墻 墻壁綠化的影響 當(dāng)室內(nèi)未達(dá)到希望的溫濕度時(shí)，由于對(duì)熱狀況的不滿，人們會(huì)對(duì) 室內(nèi)空氣品質(zhì)產(chǎn)生抱怨。利用CFD技術(shù)可以對(duì)室內(nèi)的熱環(huán)境舒適 度進(jìn)行預(yù)測(cè)、分析、改進(jìn)，尤其可以對(duì)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能提供改進(jìn)建 方案,三 CFD在室內(nèi)熱環(huán)境分析中的應(yīng)用,室內(nèi)通風(fēng)模擬,室內(nèi)外結(jié)合,室內(nèi)空調(diào)分析,太陽(yáng)輻射分析（室內(nèi)外同時(shí)考慮）,尋找最優(yōu)位置、風(fēng)量,達(dá)到,室內(nèi)溫度分布最佳 室內(nèi)污染物分布最佳 通風(fēng)效率最高,地下停車場(chǎng)通風(fēng)分析,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)空氣流

7、動(dòng)和溫度分析,Elements ： 30813524910,353,420,冬天,夏天,雙層玻璃幕墻,玻璃幕墻內(nèi)部流動(dòng),房間內(nèi)部溫度分布,工廠排氣分析,CFD在建筑工程中的應(yīng)用,- CFD綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用的展望 -,今后的重要課題,環(huán)境對(duì)人體影響的分析中必須考慮 人體對(duì)環(huán)境的反作用 年齡，性別，胖瘦，衣著等等 仿真結(jié)果參數(shù)和環(huán)境中人的感覺的直接關(guān)系 評(píng)價(jià)指標(biāo) 環(huán)境中噪聲的影響 可做聲壓計(jì)算，求出噪聲的強(qiáng)度，頻率 有一些論文可供參考 計(jì)算量較大，需要較好計(jì)算設(shè)備 提供聲源和專用聲學(xué)軟件的接口，計(jì)算聲場(chǎng) 計(jì)算量更大，需要較好計(jì)算設(shè)備 定點(diǎn)空調(diào) 通過自動(dòng)控制，較大空間中，自動(dòng)調(diào)節(jié)人員活動(dòng)范圍內(nèi)內(nèi)溫度

8、,人體熱調(diào)節(jié)模型JOS,46,蒸発（潛熱）,対流熱輸送,輻射,包含體溫調(diào)節(jié)功能的物理模型對(duì)體溫進(jìn)行預(yù)測(cè) 性別、年齢、身體差異可能影響體溫,人體對(duì)環(huán)境的熱影響,體溫調(diào)節(jié)功能 血管運(yùn)動(dòng)（擴(kuò)張、收縮） 出汗 顫抖產(chǎn)熱 AVA血管反應(yīng),床及椅子的接觸熱傳導(dǎo),JOS: Joint System Thermoregulation-Model的縮寫,代謝,有關(guān)舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo),目前狀況 計(jì)算可能得到溫度，壓力，濕度等結(jié)果 如何評(píng)價(jià)結(jié)果，還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) 計(jì)算流體力學(xué)結(jié)果和人體感覺的關(guān)系 有一些標(biāo)準(zhǔn) 各企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)？ 和結(jié)果處理進(jìn)行連接 后處理中處理 以下對(duì)我們的努力做一些說明,48,MRT (PMV, SET*)的空間分布,Air-conditioner,Window,Wall,Floor,PMV (Predicted Mean Vote)：室內(nèi)環(huán)境舒適度指標(biāo),環(huán)境因素： 溫度 () 氣流(m/s) 平均輻射溫度（） 相對(duì)濕度(%),人體因素 衣服穿著情況(clo) 代謝率(met),注意) 紅色： STREAM計(jì)算出來的空間分布 黑色： 具體的輸入.,PMV： -3 -2 -1 0 +1 +2 +3,Cold,Cool,Slightly Cool,Neutral,Slightly Warm,Warm,Hot,VFR