自然风非稳态特性及其对室内环境的影响

 目前大部分自然通风的研究只考虑了简单的平均特性,假定自然风为恒定风会造成与实际效果较大误差。鉴于此,为了能更加客观精确地探讨自然通风建筑通风效果,详细综述了自然风的波动特性,并讨论了自然风波动特性对自然通风量的影响,将通风量的预测方法归纳为基于稳态条件下的修正方法和基于波动条件下的非稳态模型方法,分析了自然风的湍流强度和波动频率两个参数对人体热舒适的影响。指出需尽快建立适用于中国工程设计用的基于非稳态边界条件下的自然通风模型。     

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。     

2012-18 科技新闻媒体关注指数排行榜

 自然通风节能技术越来越受人们关注,实现建筑空间通风的唯一途径就是通过建筑开口。目前对建筑开口研究都是从单一方面考虑,并不全面。Hassan通过CFD方法以及风洞实验对单一房间分析不同开口位置对自然通风效果的影响,研究发现自然通风效果与两开口距离有关,开口距离远的通风效果优于开口距离近的通风效果。Favarolo通过CFD方法以及实验方法对单一房间分析不同建筑开口构造对自然通风效果的影响,认为单侧开口通风效果取决于开口的垂直位置以及开口宽度。Dascalaki通过示踪气体方法研究单侧开口风压作用下通过开口处的有效通风量,发现通过开口处的有效通风量与开口处垂直方向风速以及风向有关。殷维通过耦合风压与热压的单侧大开口通风经验公式提出“自然通风等价节约用电度数”,利用中国4个典型气候区,对单侧大开口自然通风利用率与节能效果进行了评估,发现在单侧通风条件下,中国南方城市节能效果比较大。张雯通过DOE-2对杭州地区居住建筑外窗在不同建筑朝向下,对建筑全年能耗值进行模拟计算,发现南北朝向建筑比东西朝向建筑全年能耗小。     

公路隧道竖井一集热棚一烟囱三段式自然通风节能模型及应用

为了降低公路隧道通风费用,实现隧道运营节能,自然风的利用是隧道通风发展的方向。但是由于自然风向随机,并且不能准确确定风量大小,隧道自然风的有效利用率低。为了加强公路隧道竖井自然通风的效果,控制竖井口自然风风向,实现隧道通风节能,设计了一种竖井-集热棚-烟囱的三段式自然风增强模型。利用数值模拟的方法,分析太阳能烟囱不同温度下,太阳能烟囱内部不同位置的温度、压力和风速分布情况,从而确定自然风向。结果表明：在太阳能烟囱的不同温度下,设计的三段式太阳能烟囱的通风量与集热棚-烟囱的温度差呈线性相关,并且环境温度越高,线性相关性越强。在环境温度低于15℃时,太阳能烟囱的风向保持向上,起到抽吸的作用。根据该模型的设计思想,陕西省雷家坡一号隧道建成了太阳能烟囱自然风通风系统,观测数据表明该通风系统可以补充隧道机械动力通风,为黄土高原及类似地形地区公路隧道的自然风利用提供借鉴意义。     

基于CFD的室内自然通风及热舒适性的模拟

自然通风条件下室内空气流动及其对热舒适性的影响是住宅设计的重要因素．基于计算流体力学方法,应用Fluent软件,开展了自然通风热舒适性的研究．建立了天津某小区高层住宅建筑中两种户型的计算模型,对夏季典型气候下室内自然通风情况进行了模拟分析探讨了风向、风速和气温对室内自然通风的速度场和热舒适指数的影响．得出了A型房间的通风效果要优于B型房间的结论．利用数值方法对住宅的自然通风进行模拟,不仅可以评价房间的自然通风效果,而且对于住宅户型的设计具有重要的参考价值．     

高层住宅中庭结构特性对其自然通风影响研究

运用Airpak软件对高层住宅建筑中庭断面尺寸等结构特性,文章对其自然通风的影响进行了数值模拟研究和实验验证.在同一建筑平面结构条件下,分别选用30、39、48、57、66及75 m等不同高度的住宅建筑为研究对象.同一建筑高度对应选用6个不同尺寸的矩形中庭,分别对其热压通风进行了数值模拟研究.研究结果表明:同一建筑高度下,中庭断面尺寸大的高层住宅建筑热压通风效果好;建筑高度每增加1 m,矩形中庭边长尺寸需增大0.043 m才能满足热压通风下的各住户室内热舒适环境.     

矿热炉塌料事故CO扩散非稳态数值模拟

建立了铁合金车间自然通风三维k～ε模型,在动量方程中考虑浮力影响,利用Fluent软件模拟了车间内风流组织和矿热炉塌料事故下的CO非稳态扩散.结果表明:各呼吸面的风流结构可分为主流区、涡流区和停滞区,在烟囱附近存在涡流分布,在主流出口边壁处存在停滞区;分析了不同风向和风速下不同通风时刻CO的迁移过程和分布规律,CO浓度在主流卷吸作用下从涡流中心向周围逐渐降低;通过回归分析得到了通风时间跟风速呈指数下降关系,为铁合金车间通风设计提供理论依据和参考.     

贵州省居住建筑夏季通风有效性分析

基于所设定的室内热舒适条件,通过Climate Consultant软件,利用湿度图来分析贵州省典型城市的居住建筑夏季自然通风和机械通风的有效性。研究结果表明:毕节地区采用自然通风结合适当的机械通风基本上可以取代夏季空调。贵阳和兴义地区夏季采用机械通风的有效时间比分别为85.13%和80.20%,通过设置合理的通风方式和气流组织形式,基本上可以用机械通风代替空调。遵义地区采用自然通风和机械通风的有效时间比分别为21.10%和51.60%,采用通风措施可以相对的减少遵义夏季空调的开启时间。     

被动节能技术对岭南高层住宅生态性的影响

被动式节能方法根据建筑所处的气候特征,以无机械动力的方式与周围环境进行能量交换,可降低建筑耗能并提高建筑生态性.以珠海横琴新家园为例,利用建筑物理环境仿真模拟计算软件的模拟结果和实际的各项物理指标的实测结果的对比,研究了被动节能技术在高层住宅中的应用,并分析了其对岭南地区高层住宅建筑生态性的影响,分析表明:岭南地区高层住宅应采取措施降低太阳辐射和加强室内自然通风以提高室内环境舒适度;为确保良好的室内通风效果,建筑的主要朝向应尽量迎向主导风向,并确保室内通风通道顺畅、均匀,除此以外自然通风开口面积应满足要求且方便调节,以便人们灵活开启使用并在不需要的时候及时关闭;岭南地区高层住宅全年存在较大的降温需求及新风需求,应合理利用建筑遮阳构件减少太阳辐射得热,同时将室外适宜状态下的新风引入室内降温及补充室内新风,从而实现建筑与周围环境的能源和物质交换、构成和谐的建筑热生态系统和风生态系统.     

复合置换通风的非稳态流动

以两开口单区建筑为研究对象,采用理论分析方法,推导出风机与热压共同驱动的复合置换通风的非稳态数学模型。研究了机械风量、两开口面积比和无量纲特征时间对室内热分层高度和自然通风量的影响。研究结果表明:在复合置换通风中,增大机械风量使热分层高度增大而自然通风量减小。无量纲特征时间增大,使热压主导通风模式存在所对应的机械风量的上限值减小。对于机械送风,开口面积比增大引起热分层高度和自然通风量随机械风量的变化率增加,热压主导模式存在所对应的机械风量的上限值增大,而对于机械排风,情况相反。当两开口面积相等时,采用机械送风和机械排风的效果是一样的。