室外風(fēng)環(huán)境模擬計(jì)算報(bào)告

1、-新工程室外風(fēng)環(huán)境模擬計(jì)算報(bào)告計(jì)算軟件：風(fēng)模擬分析軟件PKPM-CFD開發(fā)單位：中國(guó)建筑科學(xué)研究院建研科技股份合作單位：Software Cradle Co., Ltd.韻能建筑科技應(yīng)用版本：Ver1.00 2021 .10.19室外風(fēng)環(huán)境模擬分析報(bào)告工程名稱：新工程工程地址：建立單位：設(shè)計(jì)單位：參與單位：規(guī)標(biāo)準(zhǔn)參考依據(jù)：1、?綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)?GB/T 50378-20212、?民用建筑設(shè)計(jì)通則?GB 50352-20053、?綠色建筑評(píng)價(jià)技術(shù)細(xì)則?一 工程概述1.1 計(jì)算模型概況統(tǒng)計(jì)對(duì)象統(tǒng)計(jì)值統(tǒng)計(jì)對(duì)象統(tǒng)計(jì)值申報(bào)用地面積0.00建筑占地面積10000.00地上建筑面積0.00地下建筑面積0.

2、00綠化面積0.00人行區(qū)域面積12466.66含空地建筑棟數(shù)棟4周邊建筑棟數(shù)棟51.2 建筑物概況圖 1 建筑群平面圖，紅線建筑為目標(biāo)建筑建筑物名稱計(jì)算性質(zhì)建筑物底標(biāo)高m建筑物高度m3*目標(biāo)建筑0.00118.90建筑1周邊遮擋0.0011.001*目標(biāo)建筑0.00156.204*目標(biāo)建筑0.0011.002*目標(biāo)建筑0.0095.70建筑2周邊遮擋0.0010.00建筑3周邊遮擋0.0010.00建筑4周邊遮擋0.0010.00建筑5周邊遮擋0.0010.00二 指標(biāo)要求針對(duì)室外風(fēng)環(huán)境評(píng)價(jià)依據(jù)為?綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)?GB/T 50378-2021中有關(guān)室外風(fēng)環(huán)境的條目要求。2.1 規(guī)的評(píng)價(jià)要

3、求?綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)?GB/T 50378-2021中有關(guān)室外風(fēng)環(huán)境的具體要求如下：4.2.6 場(chǎng)地風(fēng)環(huán)境有利于室外行走、活動(dòng)舒適和建筑的自然通風(fēng)。評(píng)分規(guī)則如下：1 冬季典型風(fēng)速和風(fēng)向條件下，建筑物周圍人行區(qū)風(fēng)速低于5m/s，且室外風(fēng)速放大系數(shù)小于2，得2分；除迎風(fēng)第一排建筑外，建筑迎風(fēng)面與背風(fēng)面外表風(fēng)壓差不超過5Pa，再得1分。2 過渡季、夏季典型風(fēng)速和風(fēng)向條件下，場(chǎng)地人活動(dòng)區(qū)不出現(xiàn)渦旋或無風(fēng)區(qū)，得2分；50%以上可開啟外窗室外外表的風(fēng)壓差大于0.5Pa，得1分。2.2 模擬條件設(shè)置要求1、室外風(fēng)環(huán)境模擬的邊界條件和根本設(shè)置需滿足以下規(guī)定：1計(jì)算區(qū)域：建筑覆蓋區(qū)域小于整個(gè)計(jì)算域面積3%；以目

4、標(biāo)建筑為中心，半徑5H圍為水平計(jì)算域。建筑上方計(jì)算區(qū)域要大于3H；H為建筑主體高度；2網(wǎng)格劃分：建筑的每一邊人行高度區(qū)1.5m或2m高度應(yīng)劃分10個(gè)網(wǎng)格或以上；3湍流模型選擇：標(biāo)準(zhǔn)k-模型。高精度要求時(shí)采用Durbin模型或MMK模型。三 模擬概述3.1 模擬原理簡(jiǎn)述建筑物室外通風(fēng)過程的數(shù)值模擬研究主要有節(jié)點(diǎn)法、數(shù)學(xué)模型法和計(jì)算流體力學(xué)法。計(jì)算流體力學(xué)CFD針對(duì)*一區(qū)域或房間計(jì)算領(lǐng)域，建立質(zhì)量、能量及動(dòng)量守恒等根本微分方程，根據(jù)周邊環(huán)境，設(shè)定合理的邊界條件，然后利用劃分的風(fēng)格，對(duì)微分方程進(jìn)展離散，將微分方程離散為代數(shù)方程，通過迭代求解，得到空氣流動(dòng)狀況。采用CFD對(duì)自然通風(fēng)模擬，主要用于自然通

5、風(fēng)風(fēng)場(chǎng)布局優(yōu)化和室自然通風(fēng)優(yōu)化分析。由于建筑物周圍的流動(dòng)往往是湍流，模擬中常采用標(biāo)準(zhǔn)-模型及其它湍流模型方程。涉及到的控制方程主要包括：連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量方程，-模型方程可以寫成如下通用形式：該式中的可以是速度、湍流動(dòng)能、湍流耗散率以及溫度等。其具體表現(xiàn)形式如下表：3.2 風(fēng)速放大系數(shù)計(jì)算公式風(fēng)速放大系數(shù)= V2/V1式中：V0：10米高度開闊地的風(fēng)速，即工況風(fēng)速；V1: 1.5米高度開闊地的風(fēng)速；V2: 人行區(qū)1.5米處最大風(fēng)速；n: 由工程所處的環(huán)境類型決定。該工程所處的環(huán)境類型是大城市中心,1/n=0.283.3 計(jì)算工況設(shè)置表工況名季節(jié)風(fēng)向風(fēng)向中文風(fēng)速m/s頻率%值來源冬季工況

6、冬季N北6.623.0暖通規(guī)夏季工況夏季S南4.617.0暖通規(guī)過渡季工況過渡季S南4.617.0暖通規(guī)3.4 用戶設(shè)置計(jì)算目標(biāo)表工況名風(fēng)速過大控制不產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)與旋渦區(qū)建筑迎背風(fēng)面壓差控制外窗外外表壓差控制風(fēng)速要求應(yīng)達(dá)標(biāo)面積比風(fēng)速要求不出現(xiàn)無風(fēng)的面積比無旋渦的面積比壓差要求應(yīng)達(dá)標(biāo)面積比壓差限值應(yīng)到達(dá)的面積比個(gè)數(shù)比冬季工況5m/s95%不判斷不判斷不判斷0.1m/s95%95%不判斷不判斷0.5pa50%過渡季工況不判斷不判斷0.1m/s95%95%不判斷不判斷0.5pa50%3.5 計(jì)算圍及網(wǎng)格大小設(shè)置圖 2 計(jì)算域與網(wǎng)格劃分設(shè)置計(jì)算域設(shè)置計(jì)算域劃分實(shí)際模型大小紅線標(biāo)準(zhǔn)要求最小計(jì)算域大小實(shí)際計(jì)

7、算域大小長(zhǎng) * m196.2781.05H784.6寬 Y m155.5781.05H781.0高 ZHm156.2468.63H624.8網(wǎng)格劃分設(shè)置網(wǎng)格設(shè)置項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求本工程設(shè)置總網(wǎng)格個(gè)數(shù)萬無要求86最小網(wǎng)格尺寸m m m無要求1.0m 1.0m 1.0m最大網(wǎng)格尺寸m m m無要求3.0m 3.0m 3.0m3.6 參與迎背風(fēng)面壓差判斷的建筑設(shè)置3.6.1 冬季工況工況參與建筑風(fēng)壓壓差判斷的建筑列表圖3 參與風(fēng)壓判斷的建筑物紅色為參與判斷建筑物參與建筑迎背風(fēng)面風(fēng)壓差判斷的建筑物名稱未參與建筑迎背風(fēng)面風(fēng)壓差判斷的建筑物名稱3*、1*、4*、2*建筑1、建筑2、建筑3、建筑4、建筑5四 模擬結(jié)

8、果4.1冬季工況的模擬結(jié)果冬季工況自然通風(fēng)的根本情況：冬季、北向、平均風(fēng)速6.60m/s 。4.1.1 冬季工況的人行活動(dòng)區(qū)域風(fēng)速計(jì)算結(jié)果1整個(gè)計(jì)算區(qū)域風(fēng)速結(jié)果圖 4 冬季工況整個(gè)計(jì)算域1.5m處風(fēng)速原始云圖冬季工況計(jì)算區(qū)域風(fēng)速統(tǒng)計(jì)表風(fēng)速圍m/s該風(fēng)速圍的人行區(qū)域面積占總面積百分比%03.85287.3042.43.87.65614.1345.07.611.11565.2312.62人行活動(dòng)區(qū)域的風(fēng)速結(jié)果圖 5 冬季工況人行區(qū)域1.5m風(fēng)速云圖冬季工況人行活動(dòng)區(qū)域風(fēng)速統(tǒng)計(jì)表風(fēng)速圍m/s該風(fēng)速圍的人行區(qū)域面積人行活動(dòng)區(qū)域總面積占總面積百分比%057272.3212466.6658.355194.

9、3412466.6641.7匯總風(fēng)速5m/s的面積比=58.3%圖 6 冬季工況1.5m風(fēng)速達(dá)標(biāo)示意圖注：綠色代表風(fēng)速5.0m/s，紅色代表風(fēng)速5.0m/s冬季工況在人行活動(dòng)區(qū)域最大風(fēng)速判斷表工況季節(jié)實(shí)際計(jì)算值限值人行區(qū)風(fēng)速最大值m/s風(fēng)速達(dá)標(biāo)的面積比例人行區(qū)最大風(fēng)速限值m/s風(fēng)速達(dá)標(biāo)的面積比例限值冬季11.058.3%5.095.0%判斷人行區(qū)風(fēng)速5.0m/s的面積比例為58.3%，故未到達(dá)“建筑周圍人行區(qū)風(fēng)速5.0m/s的面積比例95.0%的要求4.1.2 冬季工況的風(fēng)速放大系數(shù)計(jì)算結(jié)果圖 7 冬季工況風(fēng)速放大系數(shù)達(dá)標(biāo)圖冬季工況風(fēng)速放大系數(shù)判斷表工況季節(jié)計(jì)算條件實(shí)際計(jì)算值限值10米高處工況

10、風(fēng)速V0m/s1.5米高處開闊地的風(fēng)速V1m/s1.5米高處考察區(qū)域的最大風(fēng)速V2m/s風(fēng)速放大系數(shù)風(fēng)速放大系數(shù)限值冬季6.63.9實(shí)值3.88011.0實(shí)值11.029，上圖黃線圈2.82.0判斷風(fēng)速放大系數(shù)為2.8，未到達(dá)“室外風(fēng)速放大系數(shù)2.0的要求注：v1 = 6.60 * 0.150.28 = 3.880 風(fēng)速放大系數(shù) = v2 / v1 = 11.029/ 3.880 = 2.84.1.3 冬季工況的建筑風(fēng)壓計(jì)算結(jié)果圖 8 冬季工況迎風(fēng)面風(fēng)壓圖圖 9 冬季工況背風(fēng)面風(fēng)壓圖冬季工況建筑迎背風(fēng)面壓差數(shù)值表建筑名稱建筑迎風(fēng)面平均風(fēng)壓Pa建筑背風(fēng)面平均風(fēng)壓Pa建筑迎背風(fēng)面的平均風(fēng)壓壓差Pa

11、3*12.5-28.941.41*24.0-16.240.24*16.513.33.22*23.7-47.270.9匯總有3棟建筑不滿足壓差5.0的要求冬季工況建筑迎背風(fēng)面壓差判斷表工況季節(jié)建筑迎背風(fēng)面平均風(fēng)壓壓差的最大值Pa建筑迎背風(fēng)面平均風(fēng)壓壓差限值Pa冬季70.95.0判斷所有建筑的迎背風(fēng)面平均風(fēng)壓的壓差值均不大于限值，故到達(dá)了標(biāo)準(zhǔn)要求4.1.4 冬季工況判斷匯總表指標(biāo)限值實(shí)際計(jì)算值規(guī)限值人行區(qū)最大風(fēng)速m/s11.05.0風(fēng)速放大系數(shù)2.82.0未出現(xiàn)無風(fēng)的面積比%-未出現(xiàn)漩渦的面積比%-建筑迎背風(fēng)面平均風(fēng)壓壓差的最大值Pa70.95.0窗口外外表壓差達(dá)標(biāo)的面積比%-判斷最大風(fēng)速判斷人行

12、區(qū)風(fēng)速5.0m/s的面積比例為58.3%，故未到達(dá)“建筑周圍人行區(qū)風(fēng)速5.0m/s的面積比例95.0%的要求。無風(fēng)區(qū)旋渦區(qū)判斷無要求風(fēng)速放大系數(shù)判斷風(fēng)速放大系數(shù)為2.8，未到達(dá)“室外風(fēng)速放大系數(shù)0.112360.0012466.6699.1不屬于無風(fēng)匯總未產(chǎn)生無風(fēng)面積比=99.1% ，超過95.0%，故認(rèn)為未產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)圖 11 夏季工況1.5m處風(fēng)速矢量示意圖夏季工況旋渦區(qū)數(shù)值表旋渦半徑m該半徑圍的人行區(qū)域面積人行活動(dòng)區(qū)域總面積占總面積百分比%備注無漩渦12466.6612466.66100%無漩渦有漩渦0.0012466.660%有漩渦匯總未產(chǎn)生旋渦面積比=100.0% ，超過95.0%，故

13、認(rèn)為未產(chǎn)生旋渦區(qū)夏季工況無風(fēng)區(qū)旋渦區(qū)判斷表工況季節(jié)實(shí)際計(jì)算值限值人行區(qū)總面積不屬于無風(fēng)的面積不屬于無風(fēng)的面積無旋渦的面積無旋渦的面積比例不屬于無風(fēng)的面積比限值無旋渦的面積比限值夏季12466.6612344.9999.0%12466.66100.0%95.0%95.0%判斷未產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)面積比例為99.0%，到達(dá)了“場(chǎng)地人活動(dòng)區(qū)域不產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)面積比95.0%的要求；未產(chǎn)生旋渦區(qū)面積比例為100.0%，到達(dá)了“場(chǎng)地人活動(dòng)區(qū)域不產(chǎn)生渦旋面積比95.0%的要求。4.2.2 夏季工況判斷匯總表指標(biāo)限值實(shí)際計(jì)算值規(guī)限值人行區(qū)最大風(fēng)速m/s-風(fēng)速放大系數(shù)-未出現(xiàn)無風(fēng)的面積比%99.0%95.0%未出現(xiàn)漩渦的

14、面積比%100.0%95.0%建筑迎背風(fēng)面平均風(fēng)壓壓差的最大值Pa-窗口外外表壓差達(dá)標(biāo)的面積比%-50.0%判斷最大風(fēng)速判斷無要求無風(fēng)區(qū)旋渦區(qū)判斷未產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)面積比例為99.0%，到達(dá)了“場(chǎng)地人活動(dòng)區(qū)域不產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)面積比95.0%的要求；未產(chǎn)生旋渦區(qū)面積比例為100.0%，到達(dá)了“場(chǎng)地人活動(dòng)區(qū)域不產(chǎn)生渦旋面積比95.0%的要求。風(fēng)速放大系數(shù)判斷無要求建筑風(fēng)壓判斷無要求窗口風(fēng)壓壓差判斷-4.3過渡季工況的模擬結(jié)果過渡季工況自然通風(fēng)的根本情況：過渡季、南向、平均風(fēng)速4.60m/s 。4.3.1 過渡季工況的無風(fēng)區(qū)與旋渦區(qū)計(jì)算結(jié)果圖 12 過渡季工況1.5m處無風(fēng)區(qū)示意圖過渡季工況無風(fēng)區(qū)數(shù)值表風(fēng)速圍

15、m/s該風(fēng)速圍的人行區(qū)域面積人行活動(dòng)區(qū)域總面積占總面積百分比%備注00.1106.6612466.660.9屬于無風(fēng)0.112360.0012466.6699.1不屬于無風(fēng)匯總未產(chǎn)生無風(fēng)面積比=99.1% ，超過95.0%，故認(rèn)為未產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)圖 13 過渡季工況1.5m處風(fēng)速矢量示意圖過渡季工況旋渦區(qū)數(shù)值表旋渦半徑m該半徑圍的人行區(qū)域面積人行活動(dòng)區(qū)域總面積占總面積百分比%備注無漩渦12466.6612466.66100%無漩渦有漩渦0.0012466.660%有漩渦匯總未產(chǎn)生旋渦面積比=100.0% ，超過95.0%，故認(rèn)為未產(chǎn)生旋渦區(qū)過渡季工況無風(fēng)區(qū)旋渦區(qū)判斷表工況季節(jié)實(shí)際計(jì)算值限值人行區(qū)總

16、面積不屬于無風(fēng)的面積不屬于無風(fēng)的面積無旋渦的面積無旋渦的面積比例不屬于無風(fēng)的面積比限值無旋渦的面積比限值過渡季12466.6612344.9999.0%12466.66100.0%95.0%95.0%判斷未產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)面積比例為99.0%，到達(dá)了“場(chǎng)地人活動(dòng)區(qū)域不產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)面積比95.0%的要求；未產(chǎn)生旋渦區(qū)面積比例為100.0%，到達(dá)了“場(chǎng)地人活動(dòng)區(qū)域不產(chǎn)生渦旋面積比95.0%的要求。4.3.2 過渡季工況判斷匯總表指標(biāo)限值實(shí)際計(jì)算值規(guī)限值人行區(qū)最大風(fēng)速m/s-風(fēng)速放大系數(shù)-未出現(xiàn)無風(fēng)的面積比%99.0%95.0%未出現(xiàn)漩渦的面積比%100.0%95.0%建筑迎背風(fēng)面平均風(fēng)壓壓差的最大值Pa-窗口外外表壓差達(dá)標(biāo)的面積比%-50.0%判斷最大風(fēng)速判斷無要求無風(fēng)區(qū)旋渦區(qū)判斷未產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)面積比例為99.0%，到達(dá)了“場(chǎng)地人活動(dòng)區(qū)域不產(chǎn)生無風(fēng)區(qū)面積比95.0%的要求；未產(chǎn)生旋渦區(qū)面積比例為100.0%，到達(dá)了“場(chǎng)地人活動(dòng)區(qū)域不產(chǎn)生渦旋面積比95.0%的要求。風(fēng)速放大系數(shù)判斷無