?
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5m/s;【
! 2 》 冬季风速放大【系,数不大于2
【
:
输入】条件1建议参—考COS《。T(欧?洲,。科技研究领域—合作:组织)和AIJ【(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2《m高度应划分1【0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Du—rbin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 5003!3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Cm—in(?%)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》(l:x)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5【000?lx
?
》 《 1)北京—。经度116.31】7°纬度39.【95°;
【
《 ? 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C】IE全?。阴天模型《(,C,IEOverc【a,stSky);
】
?
— :4)室外天然光【临界照度值50【00lx;》
?
:。
》。 5?)参考平面距室内】地面:800mm高—的水平面;
】
》 ? 6:),网格间?距不超过10—00mm(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! CFD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t》s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/m2)【;
】 《 α—。w围:护结构外表面换热】系数[W/(m【2,·K)]可取—23W/(m—2·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 】1,1,/89?1及公共建》筑节能设计》标准:DB 11/6【。87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 50】118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 30!96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
《