附录C 】 模拟软件边界【条件
》
C—.0.1《 , 室外?风环境模拟
—
!。模拟目标
》
》。 通过风【环境模拟《指导建筑在规划设】计时:合理布局建筑群优】化场地的夏季自然】通,风避开冬季主—导风向的不利影响】实际工程中需采用可!靠,的计算机模拟程序】合理确定边界条【件基于?典型的风向、风速进!。行建筑风环境模【拟,并达到下列要求
】
【。 : :1 在《建筑物?周围行人区》1.5m处风速不】大于5?。m,/s;
》
,
【 , ,2, 冬季《。风速放大系数不大于!。2
】 , 输入条件1建议!参考COST(【欧洲科?技研究领域合作【组织)和AI—J(日本建筑学【会)风工《程研究小组的—研究:成果进行模拟以保证!模拟结果的准—确性本标准中采用】。AIJ(日》本,建筑学?会)风工程研究小】组的:模拟成果
!
为保【证模拟结果》的准确性具体要【求如下?。
,
— , 1 计】算区域建筑覆—盖区域小于整—个计:算域面积3%;以】目标建筑为中心半】径5H范围内为水】平计:算域建筑上》方,计算区域要》大于3H;H为建筑!主,体高度;
!
《 2 模型】再现区域目标—建筑边界H》范围内应以最大的】细,节要求再现》;
!。 , 3 —。。网格划分建筑—的每:一边人?行高度?区1.5m或—。2m高度应划—分10个网》。格或以上;》重点观测区域要【在地面以上第3【个网格或更高的网格!以,内;
?
— : : 4 ? 入口边界条件给】定入口风速的分布】。U(梯度风)进行】模拟计算有可能【的情况下《入口:的k、ε《也应采用分》布参数进行定义;】
》
《
》 5 地】面边界条件对于未】考虑:粗糙度的情况采用指!数,关系式修正粗糙【度带来的影响;对于!实际建筑的几何再】现应采用《适应实?际地面条《件的边?界条件;对于光滑壁!面应采用对数定【律;
】 6 !计算:规则与?空间描述注意在【高层建筑的尾流区会!出现周?期,性,的非稳态波》动此波动《本质不同于湍—流不可用稳态计算】求解;?
》。
【7 计《算,收敛:性计算要在求解充分!收,敛的情况下停止;确!定指定?观察点或《区域的值不》再变化?或均方根残》差小于?10E-4》;
—
》 8 湍流模】型选择在计算精【度不高且《只关注1.》5m高?度的流场《分布时可采用标准】k-ε模型》计,算建筑物表面—风压系数或高精【度要求时应采用【各向异性湍》流模型如《Durbin模型】或MMK模型—等;:
《
》。 , 9 差—分格式避免采用【一阶差分格式
【。
1 摘自!AIJ(日本建筑】学会:)风工程研》究小组的研究成果】
【 输出》结果
】 1)】在建筑物周围行人】区,1.5m处风速;
!。
【 ? 2)冬季》风速放大系》。数要求?风速放?大,系数不大于2
【
C.0.!2 建筑能—耗模拟
—
:
模拟目标!。
— ? ,首先计算参照建筑在!规定使用条件—下的全年能》耗然后?计算所设计》建筑在采用热—泵类可再生能源或其!他节能?系统形式的条件下】的,全年能耗当所设计】的建筑的全年—能耗不大于参—照建筑全年能耗【时则满足要求建【筑全:年能耗需借助全【年逐:时能耗模《拟软件完成除—本标准中涉及—的蓄能系《统能耗?计算、热泵类可再】生,能源系统贡献率计】算外其他形》式的暖通空调系统的!建筑节能率计—算也可以参照执行】
》
: 所设》计建筑和参照建【筑的:全年:能耗模拟应》按照以?下规定
【
输入条!件
》
表C.0—.2 参《照建:筑和设?。计建筑?的设定参数
!
!
!模拟:注意点
】
, 1【)参照建《筑与所设《计建:筑的空调和供暖【能耗:必须用同一个动【。。态计算软件计算【。;
—
— ,2)采用典型气象年!数据计算《参照建筑《与设计建筑的空【调和供?暖能耗
》
《。。。 , 输《。出结果
》
— 建筑全年暖通空!调系统能耗
—
C—.0.3 自【。然采光模拟
【
:
模【。拟目标
【。。
在现行!建筑采光设》计标准GB/T 】500?33中给出了—不同建筑类型的【采光系数标准值规】定了应?满足的室《内采光系数》最低:值Cmin(%)】和室:内天然光临界—照度(lx)—两个标准《
?。
:
: , 采?光,系,数最低值《Cmin(%)根】据不同建筑》类型和房《间类型规定了—应符合的采光系【数最低?值
! :室内天然《光临界照度》(lx)即》对,应室外天然光临【界照度时的》室内天然光照度【不,同,的,光气候分《区规定?了不同的室外天【然光临界《照度北?。京市属于Ⅲ类光气】候区
?
!输入条件
》
】 北京市属于Ⅲ类】光气候区其》室外天?然光临界照度值【取5000lx
!
【 , 1)《北京经度116【.317°纬度【3,9.9?5°;
》
】 , ,2):建筑总体布置—图以及建筑》具体轮廓《。。线窗:户洞口位置窗户【形式和玻璃类型(】玻璃透过率以—及室内地《面,、顶棚?和墙面的反射比可】参考建?筑照明设《计标准?建议模?型中考虑周围—遮挡建筑)以及室内!户,型图;公《共建筑应考虑吊【顶高度周围遮挡【建筑建议考虑—水平15°夹—角内高层《建筑;
《
:。
,
— :3)天空模型CIE!全阴天模型》(CIEOv—erca《s,tSky);
】
】 4?)室外天然光—临界照度值5000!lx:;
?
! ,5)参考平面距室】内地面?800mm高—的水平面;
!
: , , 6)网格间!距不超过1000】mm(建议各向网】格最少数量不低【于10)
】
? 输出》结果
【
《 室内参考平面【采光系数《最低值
【
室内参!考平面?采光:系数等值线图—和室内参考平面天然!光临:界照度等值》线图可以清楚地【表示出室内采—光分布情况》
》
C.0.》4 自《然通风模拟
—
》 自》。然通风模拟》。根据侧重点不同有两!种模拟方《。法一种为多区域网络!模拟方法其侧重【点为建筑整体通风】状况为集总模—型可:与建筑能《耗模:拟软件相结》合另:一,种为CFD模拟【方法可以详》细描述单一区域的自!然通风特性由于两】种方法均有使—用故在本节中—一并列出
【
— 1 多区—域网络模《拟方法
》
《 ? 模拟?目标
?
,
】在室外设计气象条件!下(风速风向—)室内的自然通风】换气次数
【
》 输?入条件
! ? 1)》建筑通风拓扑路径】图并据?此建立模型;
!。
《。 : ?2)通风洞口阻【力模型及参数;
】
— 3)【洞口压力边界条件(!可根据室《外风环境得到);】
?
?。 《 4)如》计算热?压通风需《要室内?。外温度条件》以及室?内发热量及室外温度!条件;?
?
:
:。 《。 5)室外压力条】件;
《
【 6)》模型简化说明
!
《 , 输出结果
!
— 建筑各房》间通风次《数,。
:
2! C?FD:模拟方?法
《
模】拟,边界条件《
! 1)室外气】象参数选择》
,
,
】。针对本模《拟作为室内自—然通风室内空—气质:量研究选择具有代表!性的室外模》拟风速、《温度并按稳态—进行模拟
【
,
! a)?门、窗压《力取值
【
】 通过室》外风环境《模拟:结果读取各个—门窗的平《。。均压力值
!
》 b)—室外温度取值
!
? 《 室外温度】。采用室外计算温【度
?
:
! ,c)相对湿度
】
】 相对湿度对!室,内空气质量的—影响仅表《现在温度增高时【所以只作《为,热舒适判《定条件而《不作为模拟边界【条件
—
,
?。 2)边界】条件确定
》
《
同样作为!稳态处理《考虑人员散热量【、,组合地面、屋—。面,。、外墙朝向及其热】工性能边界条—件的确?定如下
—
,
《 —a)屋面屋面同时受!到太阳辐射和室【外空气温度》的,热作用采用室外综合!温度来引入太阳辐射!产生:的温升室外》综合温度计算见【。式,
,
【
:
》 式中ts室外综合!温度(℃);
】
】 tw】室外空气计算温度(!℃);
—
,
【 :。 ρ围》护结构外《表面对太阳辐射的】吸收系数;
【
】 J围】护结构?所在:朝向的日间太阳总辐!射强:度(W/m》2);
》
【 》 αw围》护结构外表面换【热系数[W/(m2!·K)]可取23W!。/(m2·》K)
】 《 b)太阳】光直射?的墙
【
》 处理方法】同屋:面
》
! c)非太阳直【。射的:。墙
《
》 《 由于没有阳【光直接照射因此忽略!其辐:射传热墙壁按恒【温设定室外侧取室外!模拟温度室内侧【取室内温度
!
! d)天《花,板忽:略天:花板:内热源
【
: — e)地板或【楼板:。考虑太阳辐射—时透过窗户》。的太:阳辐射会使部分地板!。吸热升温处理地【板温度时近似将太阳!辐射按照地》板面积平《均透:过玻璃窗进入—。。室内:的,。日射得热见式
】
【
】 f)人—员建筑内人员作为】特殊的?边界:其发热量《按实际设计》。方案:或参:照北京市居》住建筑节《能设计标准》DB 11/89】1及公?共建筑节能设计标】准DB 11/68!7规定取值
—
— : g)【除设:备等发热外的其他】物体按?绝热边界《处,理
》
,
: 模拟注意点
!
》 , 1)模】拟按照稳态进行分析!;
?
《 2【),如果室内热源的【干扰远远大于墙体】的传热?。则可忽略《墙体的导热部分【。。的热量但太阳辐【射得热不能忽略【
【 , 输?出结果
》
?
》。 1)建筑—各房间通风次数;】
《
2!),房间平均流速;
】
《
【3)室?内温度分布;
【
?
》 4)》室内空气《龄分布
!C,.0.5 室【外噪声模拟
】
模】拟目标
! 声学—模拟主要参考现【。行民用?建筑隔?声设计规《范GB 501【18和声《环,境质量标准》GB 3096中的!要求
【
: “声环境功能!区噪声限制按—区域使用功能—特点:和环:境质量要求声—环境功能区分为0类!、1类、2类、3类!、4类?。五个档位声环境质量!标准GB 3—096中《对,五类功?能区的环境噪声限】值做出明确规定噪声!限值已成为法—律上的标准在—噪声超标民》事纠纷中以此—作为评?判依据(此条为强】制性法规条文)【“,
》
本设【计,规范中以声环境功能!区噪声限值》为标准需要输出【声环境功能区噪【声图
》
? 输入—条件为保证计算【机声:环境模拟的准确程度!应输入噪声》源、:模拟区域地形、模】拟区域范围内的建筑!等因素?具体输入条件如【下,
【 1)模拟!分析:所需要?的区域范围内—的建:筑模型;
!
? : 2)区域—范围内的地》形;
】 3)】区,域范围内街道—、公路、声屏障等】;
【。 4)】区域地?块内:。实,地测试的声》环境功能区》监测数据报》告因不同等级的道路!。的交通流《量、通过车型—不同所受到的—。环,境噪声影响也—不同建?议模拟中采用—较为准确《的实测道路交通【噪声数?据或:者是参考标准汽【车定置噪《声限制?、机动车辆允—。许噪声标准、铁道客!车噪声?的评定、铁道机车】辐射噪声限值、声】环境质?。量标准等相关标准中!的数据;《
?
!5)区域地块—内噪声敏感建筑【物监测数据报告【
】。 输?出结果声环境功能区!噪声
! 》。1)水平《噪声面(高度—1.:2m)模拟分析【。图可清楚《的表示出小区内噪声!分布情况;
—
》 》 2)垂直噪声面】(建筑窗外1m【)模拟分析》图可清楚《的表示出建筑—物,。立,。面各个部位受—噪声影响的情况【
》
C.0.6 【 室外热岛模—拟
—
模拟目】标
—
通过建筑!室外:热岛模拟可了解建筑!室外热环境分布状】况是建筑《室外微环境舒适程】度的判断基》础并进一步指—导建:。筑,设计和景观布局等】优化规划建筑景观方!案,提高:室外舒适程度并降低!建筑能耗减少建筑】能,耗碳排放实际工程中!需,采用可?靠,的计算机模拟程序】合理:确定边界条件基【于典型气象条件进行!建筑室外热环境模拟!达到:降低室外热岛强度】的目的
】
输—。入条:件
【 为保证模拟!结果的?准确性具体》要求如下
—
?
1】)气象条件模拟气象!条件可参照中国建】筑热环?。境分析专用气象数据!集选取?值,得注意的《是气象条《件需涵盖太阳—辐射强度和天空云量!等参数以供》太阳辐射模拟—计算使用;
—
?
】2)风?环境模拟建筑室【。外热岛模拟》建立在建筑室外风环!境模拟?的基础上求解建【筑室外?各种热过《。程从而实现建—筑,室,外热岛强度计算因】而建筑?室,外风环境模拟结【果,直接:影响热岛强》度计算结果建筑【室外热岛模拟需满】足建:筑室外风《环境模拟的要求【包括计算《区域模型再现区【域网:格划分要求入口边界!。条件地?面边界条件》计算规则《与,收敛性差分格式湍流!模型等;
】
》 3)太阳【辐射模拟建筑室外热!岛模拟中建筑—。表面及下垫面太阳辐!射模拟是重》要模拟环节也是室外!热岛强度的重—要影响因素太阳辐射!模拟需?考虑太阳直》射辐:射太阳散射辐射【各表面间多次反射】辐射和长波》辐射等实《际应用中需采用适】。当的模拟软》件若所采用》软件中对多》次反射部分的辐【射计算或《散射计算等》因素未加《以考虑需《对模拟结《果进行修正以—满,足模拟计算精度【要求;
! 4)下!垫面及建筑》表面参数设》。定,对于建筑各》表面和下《垫面需对材料物性】和反:射率、?渗透率蒸发率等参】数进行设定以准确】。计算:。太阳:辐射:和建筑表面及下【。垫面传热过程—。;
《
:。
5)!景观要素《参,数设定建筑室—外热环境中》植,物水:体等景观要》素对:模拟结?果的影响重大—需要模拟中进—行,相关设定对于植物】可根据多《孔介质理论模拟植物!对风环?境的:影响作?用并:根据植物热平衡【计算根据辐射计算结!果和植物《蒸发速?率等数据《计,算植:物对热环境的影响作!。。用从而完整体现植物!对建筑室《外微环?境的影响对》。于水体分静止—水面和?喷泉应进行不同【设定:。工,程应:用中可对以》上设定进行适—当简化
》
?
, 《输出结?果,
:
】。。建筑:室外热岛强度模拟可!。得到建筑室外温度】分,布情况?从而给出建筑室外平!均热岛?强度计算结》果,以此辅助《建筑:景观设?计然而为验》证模拟准确可行【同时应提供各表【面的太阳辐》射累计量模》拟结果建筑表面及下!垫面:。的表面温度》计算结果《建筑室外风环境【模拟结果
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