?
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C—O,ST:(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—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D:urbin模型或M!MK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 50033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C—mi:n,(%)和室》内天然光临界—照,度(:l,x)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500】。0lx?
】 1)北京经!度116.3—17°纬度39.9!。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C!IE全阴《天模型(CI—EOverca【s,tSky);
!。
?。 4【)室外天然光临界】照度:值5000lx【;
】 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 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/m2—);
《
》 , 《 : :αw围护结构外表面!换热系数[》。W/(m2·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!1/891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:。 ,5,011?8和声环境质量【标准GB 309】。6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【G,B 3096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《1.2?m)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
《