自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)計(jì)算課件著名大學(xué)

1通風(fēng)工程2013年自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)計(jì)算2課程提綱自然通風(fēng)的背景知識(shí)自然通風(fēng)的基本原理自然通風(fēng)的CFD設(shè)計(jì)方法自然通風(fēng)的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法3第一節(jié)

自然通風(fēng)的背景知識(shí)4一、基本概念自然通風(fēng)定義什么是自然通風(fēng)?

利用自然的手段(風(fēng)壓、熱壓等)將室外空氣不經(jīng)過空調(diào)處理就引入室內(nèi)以達(dá)到維持室內(nèi)空氣舒適性的方法目的帶走熱濕量（保持室內(nèi)熱舒適性）帶入新風(fēng)(保持室內(nèi)空氣品質(zhì)）5

優(yōu)點(diǎn)

無能耗

建筑能耗占總能耗30％

空氣品質(zhì)好

機(jī)械通風(fēng)空調(diào)：“病態(tài)建筑”

缺點(diǎn)

難控制

有時(shí)風(fēng)量不足

解決辦法：自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合，機(jī)械輔助自然通風(fēng)一、基本概念

自然通風(fēng)的特點(diǎn)6一、基本概念自然通風(fēng)的舒適性7一、基本概念中央空調(diào)建筑的用戶對(duì)溫度偏差比自然通風(fēng)建筑敏感中央空調(diào)建筑用戶對(duì)溫度恒定的要求更高，當(dāng)溫度發(fā)生偏差時(shí)就會(huì)不滿自然通風(fēng)建筑表現(xiàn)出了更廣溫度范圍內(nèi)的適應(yīng)力8一、基本概念自然通風(fēng)的基本形式風(fēng)壓作用自然通風(fēng)熱壓作用自然通風(fēng)風(fēng)壓、熱壓聯(lián)合作用自然通風(fēng)roomroomroomroomroomroomshaft依靠屋頂風(fēng)機(jī)進(jìn)行的自然進(jìn)風(fēng)機(jī)械排風(fēng)9一、基本概念自然通風(fēng)的基本形式10一、基本概念

自然通風(fēng)的存在的問題濕度控制噪聲控制(開窗時(shí)減少10dB相當(dāng)于關(guān)窗時(shí)減少30dB)空氣質(zhì)量空調(diào)負(fù)荷安全性下雨11二、幾種典型的自自然通風(fēng)形式風(fēng)壓自然通風(fēng)新卡里多尼亞Tjibaou文化中心全景新卡里多尼亞氣候候炎熱，常年多風(fēng)風(fēng)；文化中心10個(gè)棚屋組成，最高高28m,造型是經(jīng)過多次CFD模擬分析和風(fēng)洞實(shí)實(shí)驗(yàn)后確定的12二、幾種典型的自自然通風(fēng)形式風(fēng)壓通風(fēng)原理棚屋背面指向主導(dǎo)導(dǎo)風(fēng)向棚屋背面為正壓區(qū)區(qū)，下風(fēng)處為負(fù)壓壓區(qū)壓差產(chǎn)生空氣流動(dòng)動(dòng)針對(duì)不同風(fēng)速（從從微風(fēng)到颶風(fēng)），，調(diào)節(jié)百葉開合及及方向，控制室內(nèi)內(nèi)流動(dòng)13二、幾種典型的自自然通風(fēng)形式熱壓自然通風(fēng)Costozza別墅由6座別墅組成，建立立在山坡上，通過過熱壓拔風(fēng)原理，，利用地下洞穴作作為天熱冷源，獲獲得很好的制冷效效果14二、幾種典型的自自然通風(fēng)形式熱壓通風(fēng)在室內(nèi)熱壓的作用用下熱空氣上升，，洞穴中12度的風(fēng)通過的地板板上的通氣孔進(jìn)入入室內(nèi)15二、幾種典型的自自然通風(fēng)形式熱壓和風(fēng)壓結(jié)合通通風(fēng)英國蒙特福德大學(xué)學(xué)機(jī)械館機(jī)械館一般為矩形形平面，進(jìn)深大，，雙面走廊，兩側(cè)側(cè)為實(shí)驗(yàn)室和辦公公室，人工產(chǎn)熱多多，一般需要采用用大規(guī)模空調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)16二、幾種典型的自自然通風(fēng)形式充分利用煙囪效應(yīng)應(yīng)進(jìn)行通風(fēng)諾丁漢國內(nèi)稅務(wù)中中心建筑呈院落式布局局，周邊風(fēng)速較小小，不能很好滿足足風(fēng)壓通風(fēng)的需求求，考慮加強(qiáng)熱壓壓通風(fēng)17二、幾種典型的自自然通風(fēng)形式熱壓和風(fēng)壓結(jié)合通通風(fēng)辦公室、實(shí)驗(yàn)室報(bào)告廳、大廳位于分支部分的辦辦公室、實(shí)驗(yàn)室進(jìn)進(jìn)深小，采用風(fēng)壓壓通風(fēng)位于中央部分的報(bào)報(bào)告廳、大廳采用用“煙囪效應(yīng)”進(jìn)進(jìn)行熱壓通風(fēng)18二、幾種典型的自自然通風(fēng)形式充分利用煙囪效應(yīng)應(yīng)進(jìn)行通風(fēng)采用頂帽可以升降降的圓柱形玻璃通通風(fēng)塔，作為建筑筑的入口和樓梯間間，最大吸收太陽陽能量，提高塔內(nèi)內(nèi)溫度，加強(qiáng)煙囪囪效應(yīng)；冬季頂帽帽降下以封閉排氣氣口，形成玻璃暖暖房，節(jié)省采暖能能耗19二、幾種典型的自自然通風(fēng)形式超高層建筑的自然然通風(fēng)法蘭克福商業(yè)銀行行60層高的塔樓中庭全球首座生態(tài)型高高層塔樓針對(duì)60層高的塔樓中庭的的自然通風(fēng)狀況進(jìn)進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬和和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，防止止內(nèi)部風(fēng)速過大，，產(chǎn)生無法忍受的的紊流20二、幾種典型的自自然通風(fēng)形式超高層建筑的自然然通風(fēng)經(jīng)過模擬分析，將將每12層作為一個(gè)單元分分隔，利用熱壓進(jìn)進(jìn)行自然通風(fēng)，各各個(gè)單元通過透明明玻璃相分隔，以以避免風(fēng)壓和熱壓壓過強(qiáng)產(chǎn)生紊流21OSAKA市立體育館館機(jī)械輔助自然通風(fēng)風(fēng)22OSAKA市立體育館館23OSAKA市立體育館館自然通風(fēng)的的通道24空調(diào)、機(jī)械通風(fēng)與與自然通風(fēng)的運(yùn)行行情況自然通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)空調(diào)OSAKA市立體育館館25座椅送風(fēng)OSAKA市立體育館館26三、建筑通風(fēng)的應(yīng)應(yīng)用合理的建筑布局梳式布局通風(fēng)冷巷27三、建筑通風(fēng)的應(yīng)應(yīng)用合理的建筑布局密集布局通風(fēng)28三、建筑通風(fēng)的的應(yīng)用天井通風(fēng)29三、建筑通風(fēng)的的應(yīng)用建筑細(xì)部構(gòu)件通通風(fēng)檐下風(fēng)口通風(fēng)屋脊30三、建筑通風(fēng)的的應(yīng)用竹樓竹樓架空利于通通風(fēng)31三、建筑通風(fēng)的的應(yīng)用明治大學(xué)自由大大樓的自然通風(fēng)風(fēng)方式自然通風(fēng)的局部部構(gòu)件自然通風(fēng)窗的結(jié)結(jié)構(gòu)32品川InterCity外窗的自然通風(fēng)風(fēng)裝置33高層建筑自然通通風(fēng)布局實(shí)例松下電器器情報(bào)中中心大廈廈34日本鋼鐵鐵北九州州支部大大樓35第二節(jié)自自然通通風(fēng)的基基本原理理36一、自然然通風(fēng)的的理論機(jī)機(jī)理分類按照機(jī)理理可分為為：擴(kuò)散散、熱壓壓和風(fēng)壓壓同時(shí)存在在，相互互作用熱壓作用用風(fēng)壓作用用熱壓作用用風(fēng)壓作用用371.熱壓建筑不同同高度（（高差h）上有窗窗孔a、b設(shè)：tn>tw,則：ρw>ρn由水靜力力學(xué)公式式得：b窗內(nèi)外的的作用壓壓差（規(guī)規(guī)定以室內(nèi)向室室外流動(dòng)動(dòng)為正）——即熱壓熱壓的定定義：由由室內(nèi)外外空氣溫溫差在不不同高度度通風(fēng)口口間造成成的空氣氣流動(dòng)作作用壓頭頭382.余壓注意：熱壓和余余壓的區(qū)區(qū)別熱壓——兩窗孔之間的的壓差，ΔPb-ΔPa在僅有熱壓作作用時(shí)，窗孔孔內(nèi)外的壓差差即等于該水水平面的余壓壓Pxa=ΔPa，Pxb=ΔPb定義：用Px表示室內(nèi)某一點(diǎn)的的壓力與室外外同標(biāo)高未受干干擾的空氣壓力的的差值39由熱壓推導(dǎo)過過程得出的可知僅有熱壓壓作用時(shí)，窗窗孔內(nèi)外的壓壓差（即余壓壓）是隨高度度h成線性增加的的室內(nèi)向室外流流動(dòng)為正由于a窗進(jìn)風(fēng)，所以以Pxa<0由于b窗排風(fēng)，所以以Pxb>0在某一高度上上，有Pxh=0中和面定義：余壓為為零的水平面面中和面以上的的窗孔排風(fēng)，，距中和面越越遠(yuǎn)，余壓絕絕對(duì)值越大（（+）中和面以下的的窗孔進(jìn)風(fēng)，，距中和面越越遠(yuǎn)，余壓值值絕對(duì)越大（（-）403.風(fēng)壓定義：風(fēng)受到建筑干干擾后產(chǎn)生的的靜壓變化計(jì)算式：K——空氣動(dòng)力系數(shù)數(shù)，實(shí)驗(yàn)確定定僅有風(fēng)壓作用用時(shí)，K值大的窗孔孔進(jìn)風(fēng)41風(fēng)洞模型實(shí)實(shí)驗(yàn)42434.風(fēng)壓熱壓同同時(shí)作用時(shí)時(shí)的孔口內(nèi)內(nèi)外壓差1）窗孔內(nèi)外外的壓差Px——指僅有熱壓壓作用時(shí)的的余壓值2）由于風(fēng)壓壓的不穩(wěn)定定性，實(shí)際際工程設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，僅考考慮熱壓作作用3）防止風(fēng)壓壓的負(fù)作用用、利用風(fēng)風(fēng)壓作為安安全因素建筑表面正正壓力與余余壓正方向向相反444.風(fēng)壓熱壓同同時(shí)作用時(shí)時(shí)的孔口內(nèi)內(nèi)外壓差風(fēng)壓和熱壓壓共同作用用，有時(shí)互互相加強(qiáng)，，有時(shí)相互互抵消兩者相互作作用下的通通風(fēng)機(jī)理還還待研究，，目前將兩兩者的相互互作用簡(jiǎn)單單考慮為線線性疊加一般來說建建筑進(jìn)深小小的部位多多利用風(fēng)壓壓直接通風(fēng)風(fēng)，進(jìn)深大大的部位利利用熱壓通通風(fēng)45二、自然通通風(fēng)計(jì)算主要針對(duì)消消除余熱的的應(yīng)用情況況計(jì)算分類：：設(shè)計(jì)計(jì)算：：由所需通通風(fēng)量確定定窗孔面積積與位置校核計(jì)算：：由已有窗窗孔校核實(shí)實(shí)際通風(fēng)量量簡(jiǎn)化條件：：1）過程穩(wěn)定定2）室內(nèi)空氣氣溫度為平平均溫度3）室內(nèi)壓力力分布符合合水靜力學(xué)學(xué)法則4）其他因素素忽略461.車間排風(fēng)溫溫度計(jì)算tw、tn是已知的，，但tp未知求解方法：：1）溫度梯度度法，α取值見P193，表7-12）有效熱量量系數(shù)法有效熱量系系數(shù)m的定義：室室內(nèi)總余熱熱量中直接接進(jìn)入工作作區(qū)的熱量量比例有效熱量α-溫度梯度，，℃/mh-排風(fēng)天窗距距地面高度度設(shè)計(jì)計(jì)算步步驟47QmQ（1-m）Qtwtntp從全室的熱熱平衡分析析：從工作區(qū)熱熱平衡分析析：兩式聯(lián)立，，有：通過實(shí)驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)確定m值設(shè)計(jì)計(jì)算步步驟482.確定窗孔位位置可以先假設(shè)設(shè)中和面位位置００h2h1定性分析：：簡(jiǎn)化計(jì)算，，若：則有：離中和面越越遠(yuǎn)，余壓壓越大，同同樣的通風(fēng)風(fēng)量要求的的窗孔面積積越小中和面位置要適適當(dāng)３）確定窗孔面面積設(shè)計(jì)計(jì)算步驟例2010某廠房利用熱壓壓進(jìn)行自然通風(fēng)風(fēng)，進(jìn)風(fēng)口面積積Fj=30m2，排風(fēng)口面積Fp=20m2，近排風(fēng)口中心心的高度差H=13m，設(shè)近排風(fēng)口的的流量系數(shù)相同同，且近似認(rèn)為為ρw=ρp，則廠房?jī)?nèi)部空空間中余壓值為為0的界面與進(jìn)風(fēng)口口中心的距離hj為下列哪一項(xiàng)？？49例2010某廠房利用熱壓壓進(jìn)行自然通風(fēng)風(fēng)，廠房高度H=12m，排風(fēng)天窗中心心距地面高度h=10m，天窗的局部阻阻力系數(shù)ξ=4。已知，廠房?jī)?nèi)內(nèi)散熱均勻，散散熱量為100w/m3，廠房工作區(qū)的的溫度tn=25℃，當(dāng)天窗的空空氣平均流速為為v=1.1m/s時(shí)，天窗窗口壓壓力損失為多少少？ρp=1.2*293/(293+tp)50例2007某車間側(cè)側(cè)窗進(jìn)風(fēng)風(fēng)溫度tw=31℃，車間間工作區(qū)區(qū)溫度tn=35℃，散熱熱有效系系數(shù)m=0.4，側(cè)窗進(jìn)進(jìn)風(fēng)口面面積Fj=50m2，天窗排排風(fēng)口面面積Fp=36m2，天窗和側(cè)窗流量量系數(shù)μp=μj=0.6，高度h為10m，該車間自然通風(fēng)風(fēng)量為多少？ρ=1.2*293/(293+t)5152第三節(jié)

自然通風(fēng)風(fēng)的CFD設(shè)計(jì)方法53一、CFD基本介紹建筑通風(fēng)中的CFD建筑周邊的空氣流流動(dòng)及溫度分布建筑表面的風(fēng)壓系系數(shù)建筑內(nèi)部空間的空空氣流動(dòng)及溫度分分布5455一、CFD基本介紹為何采用CFD模擬模型實(shí)驗(yàn)：可靠，直觀周期長(zhǎng)，價(jià)格昂貴貴CFD模擬：周期短，成本低，，資料完備技術(shù)性強(qiáng)，不確定定56一、CFD基本介紹CFD:ComputationalFluidDynamics實(shí)物模型模擬結(jié)果劃分網(wǎng)格簡(jiǎn)化離散解數(shù)理模型方程指導(dǎo)57一、CFD基本介紹CFD的發(fā)展1933年首次出現(xiàn)－－英英國人Thom首次數(shù)值求解了二二維粘性流體偏微微分方程，計(jì)算流流體力學(xué)誕生（CFD：ComputationalFluidDynamics)誕生1974年首次應(yīng)應(yīng)用于建建筑環(huán)境境領(lǐng)域－－丹麥，，P.V.Nilsen1986年,Waters利用CFD方法對(duì)許許多建筑筑物如前前庭、機(jī)機(jī)場(chǎng)候機(jī)機(jī)廳等的的速度分分布和溫溫度梯度度進(jìn)行模模擬計(jì)算算，這是是大規(guī)模模實(shí)際工工程應(yīng)用用的首次次介紹此后，CFD技術(shù)在建建筑空調(diào)調(diào)通風(fēng)領(lǐng)領(lǐng)域得到到廣泛應(yīng)應(yīng)用流體動(dòng)力力學(xué)，數(shù)數(shù)值計(jì)算算，計(jì)算算機(jī)圖形形學(xué)技術(shù)術(shù)的綜合合58一、CFD基本介紹紹如何驗(yàn)證證模擬結(jié)結(jié)果?采用公認(rèn)認(rèn)的經(jīng)過過驗(yàn)證的的計(jì)算模模型和程程序用經(jīng)典的的實(shí)驗(yàn)和和實(shí)測(cè)的的數(shù)據(jù)驗(yàn)驗(yàn)證模型型對(duì)不同類類型的流流動(dòng)均進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)證證流線模型59一、CFD基本介紹紹CFD應(yīng)用廣泛泛汽車航空航天天船舶動(dòng)力機(jī)械械60一、CFD基本介紹紹CFD在暖通空空調(diào)中的的應(yīng)用1、室內(nèi)氣流流組織評(píng)評(píng)價(jià)室內(nèi)送風(fēng)風(fēng)速度場(chǎng)場(chǎng)和溫度度場(chǎng)大廳模型型61一、CFD基本介紹紹CFD在暖通空空調(diào)中的的應(yīng)用2、室內(nèi)IAQ(indoorairquality)評(píng)價(jià)62一、CFD基本介紹紹CFD在暖通空空調(diào)中的的應(yīng)用3、室外微氣氣候分析析計(jì)算區(qū)域域平面圖圖計(jì)算區(qū)域域?qū)嵕?33131.231.429.830.230.430313130.830.230.430.630.430.431.230.830.8一、CFD基本介紹紹CFD在暖通空空調(diào)中的的應(yīng)用3、室外微氣氣候分析析模擬結(jié)果果速度場(chǎng)場(chǎng)模擬結(jié)果果溫度場(chǎng)場(chǎng)64一、CFD基本介紹紹CFD在暖通空空調(diào)中的的應(yīng)用4、建筑設(shè)備備設(shè)計(jì)和和性能分分析溫度場(chǎng)冷卻塔模模型速度場(chǎng)65一、CFD基本介紹紹商用CFD軟件FLUENTPHOENICSCFXSTAR-CD66一、CFD基本介紹紹優(yōu)點(diǎn)不用已知知阻力系系數(shù)，可可直接描描述結(jié)構(gòu)構(gòu)能處理各各種復(fù)雜雜的情況況，如隔隔斷、開開口、內(nèi)內(nèi)熱源等等能考慮建建筑小區(qū)區(qū)中各建建筑間的的相互影影響67一、CFD基本介紹紹局限：將研究對(duì)對(duì)象網(wǎng)格格化，計(jì)算工作作量大，，對(duì)太復(fù)復(fù)雜的結(jié)結(jié)構(gòu)或數(shù)數(shù)量較多多的建筑筑，目前前的計(jì)算算機(jī)還難難于處理理68二、計(jì)算算實(shí)例1、室內(nèi)模擬---體育館內(nèi)氣流流組織模擬室內(nèi)網(wǎng)球場(chǎng)：：座椅下送風(fēng)，，外墻回風(fēng)，，頂部排風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)：室外計(jì)算參數(shù)數(shù)Tw＝32℃Twb＝28.1℃Iw＝95.8KJ／Kg室內(nèi)計(jì)算參數(shù)數(shù)Tn＝26℃φφn＝60%In＝59KJ／Kg送風(fēng)參數(shù)Ts＝20℃φφs＝82.5%Is＝52KJ／Kg回風(fēng)口送風(fēng)口69二、計(jì)算實(shí)例例1、體育館內(nèi)氣氣流組織模擬擬利用貼體坐標(biāo)標(biāo)系建立體育育館的三維模模型回風(fēng)口排風(fēng)口座椅下送風(fēng)口口70二、計(jì)算實(shí)例例1、體育館內(nèi)氣氣流組織模擬擬網(wǎng)格劃分71二、計(jì)算實(shí)例例1、體育館內(nèi)氣氣流組織模擬擬模擬結(jié)果72二、計(jì)算實(shí)例例2、建筑外表面面風(fēng)壓模擬分分析——體育館外風(fēng)環(huán)環(huán)境體育館外形73二、計(jì)算實(shí)例例2、建筑外表面面風(fēng)壓模擬分分析——體育館外風(fēng)環(huán)環(huán)境體育館CAD模型和梯度風(fēng)風(fēng)從CAD引入的模型梯度風(fēng)74二、計(jì)算實(shí)例例2、建筑外表面面風(fēng)壓模擬分分析——體育育館外風(fēng)環(huán)境境模擬結(jié)果（PHONICS）速度矢量圖梯度風(fēng)75二、計(jì)算實(shí)例例3、建筑外表面面風(fēng)壓模擬分分析——體育館外風(fēng)環(huán)環(huán)境模擬結(jié)果（PHONICS）壓力等高圖76二、計(jì)算實(shí)例例4、小區(qū)單體自自然通風(fēng)分析析（華南理工大大學(xué)建筑系））考慮建筑單體體各種典型戶戶型的夜間自自然通風(fēng)狀況況。由于住戶在進(jìn)進(jìn)入房間后通通常情況都是是將大門完全全關(guān)閉，難于于形成熱壓引引起的自然通通風(fēng)，所以只只分析風(fēng)壓作作用下的穩(wěn)態(tài)態(tài)自然通風(fēng)小區(qū)模型圖77二、計(jì)算實(shí)例例4、小區(qū)單體自自然通風(fēng)分析析（華南理工大大學(xué)建筑系））換氣次數(shù)的計(jì)計(jì)算方法：n=開口平均風(fēng)速速x開口面積/（此戶型建筑筑面積x凈高）對(duì)于各種戶型型的住宅單戶戶來說，通風(fēng)風(fēng)換氣效率指指的是在一定定的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)條件下，通通過自然通風(fēng)風(fēng)作用，從建建筑室內(nèi)帶走走熱量、提高高空氣品質(zhì)的的能力，其與與以下因素有有關(guān)：通風(fēng)換氣次數(shù)數(shù)；通風(fēng)換氣路徑徑；通風(fēng)換氣空氣氣滯留時(shí)間，，這個(gè)因素可可以用平均空空氣年齡來評(píng)評(píng)價(jià)。總之，通風(fēng)換換氣效率不能能僅僅依靠通通風(fēng)換氣次數(shù)數(shù)的大小來判判斷其優(yōu)劣，，而是應(yīng)該綜綜合考慮。78二、計(jì)算實(shí)例例4、小區(qū)單體自自然通風(fēng)分析析（華南理工大大學(xué)建筑系））首先考慮住宅宅小區(qū)內(nèi)建筑筑物的布局、、高度、架空空情況、主導(dǎo)導(dǎo)風(fēng)向、小區(qū)區(qū)周邊建筑環(huán)環(huán)境等因素的的影響，模模擬計(jì)算小區(qū)區(qū)中的風(fēng)環(huán)境境79二、計(jì)算實(shí)例4、小區(qū)單體自然通通風(fēng)分析（華南理工大學(xué)建建筑系）以單體建筑外部主主導(dǎo)平均風(fēng)速為邊邊界條件，計(jì)算單單體室內(nèi)風(fēng)場(chǎng)80二、計(jì)算實(shí)例4、小區(qū)單體自然通通風(fēng)分析（華南理工大學(xué)建建筑系）由模擬結(jié)果可知，，戶型06由于處于背風(fēng)面的的旋渦區(qū)，靠負(fù)壓壓從衛(wèi)生間和廚房房進(jìn)風(fēng)，當(dāng)衛(wèi)生間間和廚房使用時(shí)，，若關(guān)閉其門或窗窗，其他房間的就就成為單向面通風(fēng)風(fēng)，其通風(fēng)效果很很差81二、計(jì)算實(shí)例5、住宅小區(qū)通風(fēng)狀狀況模擬奧運(yùn)村82二、計(jì)算實(shí)例5、住宅小區(qū)通風(fēng)狀狀況模擬奧運(yùn)村壓力分布83二、計(jì)算實(shí)例5、住宅小區(qū)通風(fēng)狀狀況模擬奧運(yùn)村夏季1.5m高處壓力分布（判斷是否滿足：：75%以上區(qū)域前后壓差差不小于1.5Pa)84二、計(jì)算實(shí)例5、住宅小區(qū)通風(fēng)狀狀況模擬奧運(yùn)村冬季1.5m高處壓力分布（冬季保證建筑物物前后壓差不大于于5Pa）85二、計(jì)算實(shí)例5、住宅小區(qū)通風(fēng)狀狀況模擬奧運(yùn)村冬季1.5m高處速度分布（風(fēng)速小于5m/s）86二、計(jì)算實(shí)例6、建筑周邊污染染物的擴(kuò)散問題題分析街區(qū)形狀對(duì)污染染物擴(kuò)散的影響響87二、計(jì)算實(shí)例6、建筑周邊污染染物的擴(kuò)散問題題分析AA’AA’MAX：0.134MAX：0.1730.020.040.060.060.060.025m高度下空間平均均：0.0355m高度下空間平均：0.008水平面濃度分布布水平面濃度分布布豎直面濃度分布布豎直面濃度分布布88第四節(jié)自然通風(fēng)的區(qū)域域網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法法89一、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方方法的原理原理：假設(shè)空氣氣混合均勻，各各支路中的空氣氣流動(dòng)是單向的的，應(yīng)用伯努力力方程計(jì)算各個(gè)個(gè)時(shí)刻各支路中中的空氣流量.p+ρgz+(1/2)*ρρv2=C特點(diǎn)：適合計(jì)算算多房間多開口口空氣流場(chǎng)的計(jì)計(jì)算90一、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方方法的原理物理模型的簡(jiǎn)化化將建筑內(nèi)的各個(gè)個(gè)部分與室外大大氣之間簡(jiǎn)化成成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這這種網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)網(wǎng)、水網(wǎng)類似，，由節(jié)點(diǎn)和支路路組成具體處理如下：：一個(gè)房間可以當(dāng)當(dāng)成一個(gè)內(nèi)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)門窗可以當(dāng)成一一條支路，走廊可以當(dāng)成一一個(gè)節(jié)點(diǎn)或支路路房間與房間之間間的開口可以當(dāng)當(dāng)成支路建筑外部開口處處設(shè)為外節(jié)點(diǎn)91一、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方方法的原理建筑結(jié)構(gòu)平面圖圖外節(jié)點(diǎn)內(nèi)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖92二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方方法網(wǎng)絡(luò)方法有關(guān)定定律基爾霍夫電流定定律對(duì)任何集中參數(shù)數(shù)（與位置無關(guān)關(guān)）網(wǎng)絡(luò)，所有有流入或流出任任一節(jié)點(diǎn)的電流流的代數(shù)和為零零。93二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方方法網(wǎng)絡(luò)方法有關(guān)定定律基爾霍夫電壓定定律對(duì)任何集中參數(shù)數(shù)網(wǎng)絡(luò)中的任何何回路，其電壓壓降的代數(shù)和為為零。94二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模模型N＋1個(gè)節(jié)點(diǎn)，B條支路：根據(jù)基爾霍霍夫定律：關(guān)系矩陣A的秩等于N基本回路矩矩陣Bf的秩等于B－N2B個(gè)未知變量量：B個(gè)Gj，B個(gè)⊿Pj無法求解！95二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)計(jì)算方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)數(shù)學(xué)模型補(bǔ)充流體力力學(xué)方程,對(duì)于B個(gè)回路：阻力損失：：Si·Gi2風(fēng)壓：⊿Pw熱壓：⊿Ps96二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)計(jì)算方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)數(shù)學(xué)模型方程組：N個(gè)方程；B－N個(gè)方程；B個(gè)方程；2B個(gè)未知變量量，2B個(gè)方程，方方程組封閉閉。可以求解！97二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)計(jì)算方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的的計(jì)算阻力損失管道內(nèi)的流流動(dòng)：流速：代入上述方方程：其中：98二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)計(jì)算方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的的計(jì)算風(fēng)壓：99二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)計(jì)算方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的的計(jì)算建筑物表面面壓力場(chǎng)：：100二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)計(jì)算方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的的計(jì)算風(fēng)壓計(jì)算：：為簡(jiǎn)化風(fēng)壓壓的計(jì)算，，提出風(fēng)壓壓系數(shù)的概概念，用以以描述建筑筑周圍的風(fēng)風(fēng)壓分布Cp： 風(fēng)壓系系數(shù)UH：H高度處的室室外風(fēng)速m/s101二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)計(jì)算方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的的計(jì)算H高度處的室室外風(fēng)速UH：可由地區(qū)氣氣象站記錄錄風(fēng)速Umet計(jì)算得出：：δ：底層厚度度102二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)計(jì)算方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的的計(jì)算風(fēng)壓系數(shù)計(jì)計(jì)算方法風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)CFD數(shù)值模擬根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)結(jié)果估算表面Cp平均值最具有通用用性最易于程序序?qū)崿F(xiàn)103二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)計(jì)算方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的的計(jì)算風(fēng)壓系數(shù)：：試驗(yàn)方法：：104二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)計(jì)算方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的的計(jì)算風(fēng)壓系數(shù)：：簡(jiǎn)單形狀狀建筑表面面Cp分布ASHRAEFundamentalsHandbook:LocalPressureCoefficients(Cp×100)105A2:1:1shapebuildingmodelB4:4:1shapebuildingmodelEBuildingcomplexinactualurbanarea(Niigata新潟)CBuildingblocksFBuildingcomplexinactualurbanarea(Shinjuku)DBuildingblocksBenchmarkTestCases106二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)計(jì)算方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的的計(jì)算風(fēng)壓系數(shù)：：數(shù)值模擬方方法：107計(jì)算實(shí)例典型多層住住宅風(fēng)壓模模擬計(jì)算思路建筑圖建筑各個(gè)立面壓力分布圖CFDPhoenics模擬計(jì)算建筑自然通風(fēng)量網(wǎng)絡(luò)法CONTAM軟件計(jì)算建筑能耗和基礎(chǔ)室溫建筑熱模擬DeST計(jì)算108計(jì)算實(shí)例典型多層住住宅風(fēng)壓模模擬板式住宅梯形住宅42m12mN19m19m109計(jì)算實(shí)例典型多層住住宅風(fēng)壓模模擬平均風(fēng)速1.9m/s，風(fēng)向：東東南110計(jì)算實(shí)例典型多層住住宅風(fēng)壓模模擬平均風(fēng)速1.9m/s，風(fēng)向：東東南111計(jì)算實(shí)例典型多層住住宅風(fēng)壓模模擬平均通風(fēng)量量計(jì)算平均通風(fēng)量量：板式住宅：：23.2次/h梯形住宅：：15.8次/h112計(jì)算實(shí)例典型多層住住宅風(fēng)壓模模擬平均通風(fēng)量量計(jì)算平均通風(fēng)量量：凹形住宅：：13.4次/h三角形住宅宅：19.7次/h113計(jì)算實(shí)例典型多層住住宅風(fēng)壓模模擬平均通風(fēng)量量計(jì)算114二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)計(jì)算方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的的計(jì)算熱壓：由室內(nèi)外空空氣之間的的密度差產(chǎn)產(chǎn)生。雙開口問題題：h115二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)計(jì)算方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的的計(jì)算熱壓：多開開口問題PinsidePoutsideABSOLUTEPRESSUREHIGHTPressuredifference116二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)計(jì)算方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的的計(jì)算熱壓網(wǎng)絡(luò)計(jì)算算：支路i的熱壓差：：支路i的空氣密度：支路i的空氣溫度：支路I兩端節(jié)點(diǎn)的高高度差117二、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算算方法通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)計(jì)算某圖書館通風(fēng)風(fēng)量的計(jì)算118三、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算算方法的總結(jié)結(jié)局限不能解決雙向向流動(dòng)問題，，如單側(cè)通風(fēng)風(fēng)。Room119三、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算算方法的總結(jié)結(jié)存在的問題阻力問題的正正確描述：120三、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算算方法的總結(jié)結(jié)存在的問題建筑表面的風(fēng)風(fēng)壓系數(shù)分布布：121三、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算算方法的總結(jié)結(jié)風(fēng)速，風(fēng)向建筑周邊環(huán)境境建筑外形風(fēng)壓分布溫度分布熱浮升力熱壓分布機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)統(tǒng)加壓風(fēng)機(jī)風(fēng)道建筑內(nèi)部阻力力網(wǎng)絡(luò)建筑內(nèi)部通風(fēng)風(fēng)量122自然通風(fēng)計(jì)算算方法比較用于自然通風(fēng)風(fēng)和滲透計(jì)算算的方法簡(jiǎn)化代數(shù)算法法形式簡(jiǎn)單，速速度快，計(jì)算算結(jié)果不夠準(zhǔn)準(zhǔn)確，無法用用于復(fù)雜問題題計(jì)算流體力學(xué)學(xué)（CFD）方法場(chǎng)模型，微觀觀角度，計(jì)算算準(zhǔn)確，網(wǎng)格格化，計(jì)算工工作量大，速速度慢，復(fù)雜雜問題超出現(xiàn)現(xiàn)有計(jì)算能力力多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)模模型算法集總模型，宏宏觀角度，計(jì)計(jì)算速度較快快，計(jì)算相對(duì)對(duì)準(zhǔn)確，適于于長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)態(tài)態(tài)模擬123①COMIS②CONTAM③BREEZE國外已有的的多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)絡(luò)模型軟