沈阳某小区室外气流场模拟及室内环境相关性研究

目的研究建筑室外环境与室内环境的相关性,以期通过室外环境的优劣来分析建筑室内环境,使人们有一个较良好的室内生活环境.方法运用数值模拟Fluent软件模拟建筑室外气流场,得出在不同高度处小区风速及风压分布,通过分析不同高度处小区风速和风压的变化来研究建筑小区室外环境.结果建筑室外环境与室内环境有较大关联,建筑室外气流场的不同会直接影响建筑室内环境.结论模拟建筑室外气流场不仅可以评价建筑室外环境,而且对行人的日常出行会有一定的指导作用.     

西安市城区通风环境数值建模及分析

近年来，城市建筑的高度和密度不断增加，对城市通风环境产生了很大影响。针对西安市绕城高速以内区域，建立了城区建筑、道路等几何模型，在此基础上建立了城市风环境数值仿真模型。通过数值仿真，分析了在冬季主导风 ENE 风向下，区域风环境的现状，包括风速分布、通风能力等。研究表明，建筑布局、街道布局、建筑密度和风向会对区域风速分布及通风能力有明显影响。控制城市内十字路口处建筑高度及建立城市主导风向上通风廊道有利于城市内的通风。     

西南生态环境过渡区日照空间模拟及时空演变趋势分析——以重庆市为例

利用SolarAnalyst 模型，结合 DEM、日照百分率，选择重庆市作为西南生态环境过渡区的代表，建立了一种起伏地形下日照时数的空间模拟方法，模拟结果能够精确反映出日照的年内变化及微地形的影响特征。进一步对日照时数时空序列拟合结果进行了 100 m×100 m 像元尺度的分析。结果表明：（1）全市年均日照时数以东北部最高；其次为中西部；东南部、南部偏低。春、夏季以东北部以及中西部日照时数最高，东南部最低。秋、冬季以东北部为日照高值区，东南部和中西部为低值区。日照受坡度、坡向以及地形遮蔽影响明显。（2）整体趋势上，年以及春季、夏季、冬季日照时数均呈现一定的线性减少趋势，其中年均日照时数 1980s 前后趋势差异明显；春季经历了减少、增加、平稳 3 个阶段；夏季减少趋势最明显；冬季减少趋势最稳定；秋季无明显变化趋势。（3）空间变化上，年以及四季日照时数变化趋势存在区域差异，各季节西部减少最为明显；秋季中部增加趋势最为显著；春季盆周山地区增加相对明显；除春季外，其他季节东南部日照均呈减少趋势。
     

张拉整体塔结构风荷载时程模拟及风振分析

为研究张拉整体功能性建筑，比较分析了5种不同的风速功率谱函数，得知张拉整体塔结构的风荷载计算在一定高度内可以不考虑风速谱的变化；模拟了张拉整体塔结构不同高度处的风速时程，并转化为风荷载时程；对在465 MPa初始预应力状态下的结构进行了风振分析，得知其风振响应较小；比较分析了不同初始预应力下结构的风振响应，得知3种杆件的动静比都随预应力增大而增大，在一定范围内的不同初始预应力下结构各节点最大位移基本相等．     

大进深房间冬季室内热环境分析

通过搭建大进深房间模型,测试冬季非空调工况下室内热环境,分析了室外气温和室内得热量对房间进深方向温度分布的影响.实验结果表明:围护结构热惯性使围护结构温度变化和室内温度变化相对于室外气温变化有明显衰减,围护结构传热量与人体模型散热量基本相等,房间得热与失热基本平衡;在人体模型散热形成的热羽流作用下,室内高度方向有明显的温度分层,但在外围护结构冷表面和人体模型热表面的共同作用下,室内同一高度不同进深处的温度分布并未呈现外低内高的简单规律;在不同室外温度和人体模型散热量时,沿房间进深方向不同位置离地面0.2~1.4m高度的平均温度有相似的分布规律,离外墙3.0m处温度最低,4.2m处温度最高,内外区分界线离外墙3.0~3.6m.     

建筑布局对住区风热环境的影响分析与优化策略

为了改善住区内部公共空间的热舒适性,通过对天津市中心城区内16个典型住区夏季室外温度和风速空间分布进行比较,分析建筑布局与风热环境的关系,并提出不同类型住区热舒适性优化的空间设计策略。结果表明：在微风条件下,昼间15:00:00左右住区内部空气温度空间差异最大,并且各住区内部都形成低温区,其中多层行列式住区低温区面积较小,平均空气温度比其他3个住区平均空气温度高0.3℃左右;昼间住区内部根据平均辐射温度在空间上分为高温区和低温区2个部分,高温时段所有住区低温区面积小于住区面积的20%;低层小街坊住区平均风速最小,高层高密度住区平均风速最大,风速比相差0.19;高温时段,住区空气温度和风速随建筑密度的增大而减小,住区空气温度和风速随天空视域因子的增大而增大,住区风速随建筑高度的增大而增大;通过加密路网、减小建筑密度、增大东西向建筑围合和增大主导风向建筑间距等方法,可以改善夏季高密度住区室外热舒适性。     

基于计算流体动力学的晋东南传统院落内部风环境数值分析

为提升晋东南传统村落院落内部风环境舒适度,同时给城市不良风环境问题提供解决经验,对晋东南传统村落院落风环境进行了定量研究.通过实地调研和测绘晋东南典型传统聚落民居布局现状,将该地院落基本形式分为21个工况,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟分析进行定量分析.使用风速比评估法针对夏季和冬季不同的风环境要求展开讨论,并将每一种工况的院落形态量化,分析各工况院落内平均风速比与建筑体积的耦合关系.结果表明:建筑物全围合的"口"型院中的几种方案更能兼顾夏季散热与冬季抗寒的功能,且西厢房高东厢房低的布局能营造更优质的风环境;风速比曲线的单调区间主要由民居围合形式决定,单调性则由主要由民居组合高度决定.     

基于一种标准城市建筑模型的行人高度风环境比较研究

对日本建筑学会（AIJ）提出的标准建筑风环境模型,分别采用风洞试验、基于雷诺平均（RANS）和大涡模拟（LES）的数值模拟方法,开展了考虑不同中央高层建筑高度和来流风向角对周围行人高度风环境影响的详细比较研究。结果表明：RANS和LES模拟得到各测点风速比的变化趋势与风洞试验整体上一致,相对而言,LES模拟结果与风洞试验结果更接近,平均误差约为RANS的1/2;而RANS方法总体上低估了行人高度风速,无法准确反映建筑背风面的风加速状况。随着中央建筑高度的增加,周边行人高度风速逐渐增大,100 m高度的超高层建筑对局部区域风速的加速达到1.6倍;但当中央建筑高度超过150 m、继续增大至200 m时,行人高度风速不再增大。当风向角在0°～90°范围变化时,在高层建筑背风面和角区附近会产生行人高度风场加速的“文丘里效应”;其中当来流风向角为45°时,风加速情况最为显著,显示出斜风来流工况下会对高层建筑周边行人风环境带来最不利的影响。     

河南周口叶氏庄园日照环境分析

以叶氏庄园为研究对象,将建筑模拟仿真软件作为研究传统民居建筑日照环境的重要辅助工具,以期通过这样的研究方法,来挖掘传统民居建筑中被动式设计智慧及探索影响其日照环境的因素,分析其各个影响因素之间的因果关系,并从中总结对现代建筑设计具有积极意义的经验;通过对叶氏庄园的地理环境、日照环境特征以及现状进行归纳总结,结合实地测绘数据结果,利用AutoCAD绘制叶氏庄园的平面图,在SketchUp中建立仿真模型,并对其进行日照环境仿真模拟分析,以计算得出的大寒日日照数据为研究基准,分别从太阳高度角和方位角两个分析视角,对叶氏庄园其院落及建筑的朝向、间距、高度等进行无遮挡、假定模拟对比,分析它们对日照环境的影响;并在数据分析结果支撑下,得出叶氏庄园的院落、堂屋及厢房的日照环境存在较大的差距,院落、堂屋在大寒日当天可得到2⁶h的满窗日照时数,而厢房仅有不到1h的日照时数,通过无遮挡模拟分析,分析出门楼及堂屋的高度是影响厢房日照的主要因素,当其降低一定高度后,厢房就可得到充足的日照.研究认为,传统民居建筑在节约经济、低技术的条件下,其日照环境质量基本符合现代建筑相关规范和标准,虽然门楼及堂楼的高度影响了厢房日照环境,但在其取舍过程中更多地考虑为院落的空间秩序、使用功能及其防御性.     

西南生态环境过渡区日照空间模拟及时空演变趋势分析——以重庆市为例

利用Solar Analyst模型,结合DEM、日照百分率,选择重庆市作为西南生态环境过渡区的代表,建立了一种起伏地形下日照时数的空间模拟方法,模拟结果能够精确反映出日照的年内变化及微地形的影响特征。进一步对日照时数时空序列拟合结果进行了100m×100m像元尺度的分析。结果表明:1)全市年均日照时数以东北部最高;其次为中西部;东南部、南部偏低。春、夏季以东北部以及中西部日照时数最高,东南部最低。秋、冬季以东北部为日照高值区,东南部和中西部为低值区。日照受坡度、坡向以及地形遮蔽影响明显。2)整体趋势上,年以及春季、夏季、冬季日照时数均呈现一定的线性减少趋势,其中年均日照时数80年代前后趋势差异明显;春季经历了减少、增加、平稳3个阶段;夏季减少趋势最明显;冬季减少趋势最稳定;秋季无明显变化趋势。3)空间变化上,年以及四季日照时数变化趋势存在区域差异,各季节西部减少最为明显;秋季中部增加趋势最为显著;春季盆周山地区增加相对明显;除春季外,其他季节东南部日照均呈减少趋势。     

建筑群风环境分层优化策略

为改善建筑群风环境,通过数值模拟技术研究了原始建筑群的风环境情况,并通过分层优化方法改善建筑群的风环境。结果表明,利用分层优化方法对原始建筑群风环境进行优化,使整个研究区域1. 5 m高度处平均风速获得提升效果,风速低于1 m·s-1和高于5 m·s-1的区域面积缩小。可见,分层优化方法有效地改善了建筑群的风环境状况,使行人高度处的风速达到满足人体舒适度的合理阈值。     

城村古建民居的建筑物理环境测试与分析

针对福建省武夷山市城村的古建民居,分别在冬季和夏季进行了室内外建筑物理环境测试.测试内容包括村落室外气象参数、室外风环境、室内热环境和室内光环境等.测试结果表明:城村的主街巷道全年风速适宜,热环境良好.冬季民居大厅白天较舒适,在夜晚偏冷,而卧室全天较为舒适.夏季民居大厅和卧室在夜晚较舒适,而在白天偏热.全年的室内空气湿度都比较高,不利于人体的热舒适.室内平均风速很低,基本无风压和热压通风.大厅采光较为充足,而卧室采光严重不足.相比民居,新宅大厅气温在夜晚较高,新宅卧室气温全天明显较高,而空气湿度则相对较低.针对测试结果,提出了城村民居的改造方案.     

内置格栅诱导通道的太阳能通风墙性能

提出一种利用太阳能和风能实现室内自然通风的新型内置格栅诱导通道的太阳能通风墙模型,通过三维数值模拟研究在不同室外风速和太阳辐射强度下结构参数对其通风性能的影响.结果表明,内置格栅诱导通道可以有效利用室外风形成对太阳能通风墙主通道内气流的诱导作用而强化自然通风;该太阳能通风墙通风量随格栅间距与格栅高度比值的增加先增大后减小,存在最佳比值使通风量最大;随着风诱导通道宽度与主通道宽度比值的增加,不同室外风速下的通风量均呈先增大后减小的变化趋势.     

某内陆核电厂冷却塔雾羽对环境要素变化的响应分析

 冷却塔雾羽扩散直接影响冷却塔周围区域居民生活环境,是内陆核电厂散热系统运行环境影响评价时首要考虑的重要问题。应用冷却塔环境影响评价模型（SACTI）,针对不同环境温度和风速变化情景下自然通风冷却塔雾羽特征参数进行模拟,以确定不同季节气象要素变化可能对冷却塔雾羽扩散产生的影响。研究表明,SACTI 模型预测的不同温度条件下雾羽长度发生频率随温度增高呈下降趋势;雾羽高度发生频率随温度下降呈增加趋势、随温度增高呈减少趋势;雾羽半径发生频率随温度变化呈减少趋势。不同风速条件下,雾羽长度发生频率随风速增加呈增加趋势,雾羽高度发生频率随风速增加呈减少趋势,雾羽半径发生频率随风速增加呈减少趋势。冷却塔雾羽受温度和风速影响显著,直接影响不同季节冷却塔雾羽扩散。     

基于PHOENICS的办公楼通风效果的数值研究

应用商业软件对某办公楼的通风效果做了数值模拟．计算基于Reynolds的时均控制方程以及RNGk-ε湍流模型并以建筑室外环境模拟结果作为边界条件,求解办公楼主要功能空间的流场、风速以及通风量．研究表明,使用数值方法可对建筑空间整体通风效果进行估算,对于有严格要求的功能空间的通风设计具有一定的参考意义．     

新增建筑对密云风观测环境影响的分析

本文以北京市密云县气象观测场为研究对象,关注其观测环境保护范围内新增建筑对观测环境的影响。首先对该区域观测环境进行分析,采用统计分析和城市小区尺度模式,得到了该区域相关气象要素(风)变化的结论。其结论如下：(1)1959～2013年间,密云气象观测环境55年来的变化还是比较明显,其观测环境总体处于不断恶化的状态。(2)从流场来看,冬季医院对观测场区域比夏季有较为明显的影响,且影响范围也比夏季要大。(3)从风场来看,冬季小风时,观测场在有医院比没有时,其区域的风速升高了8%;夏季小风时,其降低了10%;冬季大风时,其降低了9%;夏季大风时,其升高了8%。总体上医院对观测场的影响基本保持在9%左右。     

基于Airpak软件的回字形建筑风环境模拟研究

对Airpak软件的计算准确性进行了评估,证明其在风场模拟上具有较高的准确性。然后基于Airpak软件对回字形建筑的室外风环境进行了模拟,结果表明回字形建筑设计能营造较好的风环境,但其建筑布局中的狭长通道会出现较高的风速,应尽量避免。模拟结果对回字形建筑的合理布局起到一定的指导作用。     

平坦地区含硫化氢集输管道的泄漏扩散模拟

针对管道中天然气的泄漏,尤其是含硫集输管道的泄漏将对周围环境造成极大的威胁,对平坦地区含硫化氢天然气管道泄漏扩散进行了数值模拟。模拟分析发现：静风条件下,天然气在大气中自由扩散稳定后,压力、速度和浓度分布基本对称,喷口附近、喷口垂直向上区域以及接近地面区域的硫化氢浓度很高,属于高危险区域;有风条件下,气体扩散范围增大,风不仅对污染物起输送作用,还起稀释扩散作用,但在地面附近影响效果并不明显,而随高度的增加,其效果将不断增强;在无风情况下,喷射区域基本在泄漏口正上方,而有风时,喷射区域发生弯曲;危险区域随着风速的增大而减小,静风时,其范围最大。模拟得出天然气管道泄漏点外扩散的规律能够为实际安全生产和应急抢险提供较好的参考依据。     

Weibull统计特性风速条件下的自然通风实验

采用双参数Weibull统计模型对室外逐秒风速进行了拟合,结合频谱特性分析对实测自然风的典型性进行验证,并考虑到风向对通风效果的影响定义了风向因子参数。通过实际自然风条件下模型比例为1∶10的通风实验,对尺寸因子、形状因子及风向因子等自然风特性参数对自然通风效果的影响进行了研究,并建立了相应的影响模型。研究结果表明:逐秒自然风风速统计分布服从双参数Weibull统计模型;实际自然风条件下,通风效果随Weibull分布的尺寸因子及风向因子的增加而加强,随形状因子的增加而减弱。     

中国严寒地区村镇物理环境研究进展

 室外物理环境是严寒地区村镇建设中的薄弱环节,交通噪声凸显、传统声景消失、风环境恶劣是村镇物理环境建设中亟待解决的主要问题。本文从村镇噪声控制、乡村声景营造和村镇风环境改善等方面,概述“十二五”国家科技支撑计划课题的研究进展,并从村镇用地形态、规划布局模式、主干路等级及形式、住宅院落设计、绿化植物配置、保护利用自然声等方面,提出相关的改善技术及策略。