某中庭式商业建筑中送下回气流组织模拟及分析研究

摘要

采用玻璃屋顶的中庭式商业建筑由于温室效应和烟囱效应的叠加，使得建筑内形成了独特的热环境，对工作区域人们的舒适性产生了重要影响，同时，中庭这种高大的建筑空间易产生大量的渗透负荷，带来空调能耗的增加，上述原因使得中庭式建筑气流组织布置越来越受到人们的重视。本文参考层式送风在建筑内采用中送下回式（论文中又称中送风）气流组织布置，对降低中庭式建筑内空调能耗，改善建筑内人的舒适性有着积极的作用。
　　本文的研究对象是南京某商场，该商场为顶部带有玻璃屋顶的中庭式建筑，本文的工作内容有:首先，文章对CFD的基础理论和气流组织评价指标作了简单介绍，为后文的研究作了铺垫;其次，对目标商场的空调运行参数进行现场测试，测试内容包括室外温度、室内温度、空调送风温度、空调送风风速等，在现场测试数据的基础上，然后利用数值模拟软件Airpak对目标商场进行合理简化，以实测数据作为边界条件进行建模，通过数值运算得出模拟结果，将模拟结果与现场实测数据进行对比，验证了数值模型的正确性，也说明了CFD的方法研究气流组织分布是可行的;最后，结合目前建筑内气流组织分布及存在的问题，本文提出在中庭四周走道区域采用中送下回的气流组织布置，利用数值模拟的方法，对多组工况下的送风高度、送风温度、送风风速分别进行模拟，得出不同工况下的气流组织分布，然后结合气流组织评价指标分析对比模拟结果，确定出在该气流组织布置下的最佳送风参数，模拟结果显示最佳参数为送风高度2.2m，送风温度19℃，送风速度1.2m/s。文中还将商场采用中送下回气流组织布置下的流场分布与原气流组织下的流场分布进行对比，对比表明，在中送风的情况下，建筑内温度场的分布更为均匀，人们的舒适性更高。
　　由于文中采用了简化模型，没有考虑到现实建筑内部结构以及微气候的复杂性，故模拟结果与现实存在一定差距。本文研究的目的旨在提供一种气流布置策略，为今后的相关设计提供思路与方法的参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 中庭式建筑概述

1．2．1 中庭式建筑简介

1．2．2 中庭式建筑的分类

1．2．3 中庭式建筑的特点

1．3 气流组织方式以及研究方法

1．3．1 常见的气流组织方式

1．3．2 层式送风

1．3．3 气流组织研究方法

1．4 国内外相关研究综述

1．5 本文的研究课题对象、内容及意义

第二章 数值模拟理论介绍及气流组织评价

2．1 控制方程

2．2 湍流流动的基本模型

2．3 模拟湍流的方法

2．4 AIRPAK简介

2．5 气流组织评价指标

2．5．1 基本评价指标

2．5．2 热舒适性及相关指标

2．5．3 有效送风评价性指标

2．5．4 气流分布性能指标

2．5．5 污染物排除有效性指标

2．6 本章小结

第三章 建筑现场测试及验证模型对比

3．1 现场测试

3．2 验证模型的建立与模拟结果分析

3．3 实测值与模拟值的比较

3．3．1 数据处理与对比

3．3．2 实测值与模拟值的比较误差分析

3．4 本章小结

第四章 中送风空调流场的数值模拟及结果分析

4．1 模型的建立

4．2 模型的数值解法

4．2．1 网格划分

4．2．2 收敛准则与松弛因子

4．3 不同送风高度下的气流组织模拟结果及分析

4．4 不同送风温度下的气流组织模拟结果及分析

4．5 不同送风速度下的气流组织模拟结果及分析

4．6 中送风气流组织与原气流组织布置对比分析

4．7 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢