城市街道峡谷气流对周边建筑物自然通风的影响研究

摘要

随着城市交通的快速发展，大中城市的机动车保有量在逐年增加，而机动车尾气排放造成的污染也日益严重。街道峡谷是指城市中道路及周围连续建筑物形成的城市大气边界层下垫面中的狭长低谷。城市街道峡谷的特殊地理条件以及微气候的特征会影响污染物的传输扩散。自然通风作为一项具有很大潜力的节能技术，在建筑通风中得到了广泛的应用。街道峡谷周边临街建筑通过自然通风将室外空气引入室内，然而在街道峡谷内污染物扩散的情况下，室外空气可能被污染，建筑自然通风可能会将污染空气引入室内，从而恶化室内空气品质。 本文以上海市某街道为模型，介绍了城市街道峡谷内污染物扩散的特点和扩散模式，用CFD模拟的方法模拟分析了城市街道峡谷内流场的分布及污染物浓度场的分布，并讨论了影响街道峡谷内污染物扩散的主要因素。然后探讨了自然通风条件下室内外污染物的演化关系，并分析了影响室内污染物浓度的主要因素。

目录

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声明

第1章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.2.1实地观测法

1.2.2数值模拟法

1.3本文的研究工作

第2章街道峡谷污染物扩散模式及主要的汽车尾气污染物

2.1街道峡谷的分类

2.2街道峡谷的流场

2.3街道峡谷内污染物的扩散模式

2.3.1应用模式

2.3.2物理模拟

2.3.3 CFD模式

2.4 主要的汽车尾气污染物

2.4.1一氧化碳

2.4.2氮氧化物

2.4.3碳氢化物

2.4.4光化学烟雾

2.4.5可吸入性颗粒物

2.5汽车尾气排放标准简介

第3章自然通风的理论基础

3.1自然通风的实现方式

3.1.1利用热压实现自然通风

3.1.2利用风压实现自然通风

3.1.3风压与热压共同作用下的自然通风

3.1.4机械辅助式自然通风

3.1.5双层围护结构Double-Skin Facade

3.2自然通风的策略形势

3.2.1单侧通风

3.2.2穿越式通风

3.2.3烟囱效应

3.3 自然通风研究方法

3.3.1实验法

3.3.2数值模拟法

第4章街道峡谷内污染物扩散的模拟研究

4.1街道峡谷建筑模型

4.1.1街道峡谷几何模型

4.1.2计算域的确定

4.2污染源强的估算

4.3气体流动控制方程

4.4 CFD求解条件

4.4.1 Airpak求解过程

4.4.2湍流模型的选择

4.4.3网格的划分

4.4.4边界条件的设置

4.5模拟计算结果分析

4.5.1流场的模拟结果分析

4.5.2污染物浓度场的模拟结果分析

4.5.3模拟结果与实际测试结果的对比

4.6影响街道峡谷内污染物扩散的主要因素分析

4.6.1风速对街道峡谷内污染物扩散的影响

4.6.2街道峡谷结构对污染物扩散的影响

4.7本章小结

第5章 自然通风时室内外污染物的关系

5.1室内外污染物浓度演化的数学模型

5.2室内外污染物关系的模拟分析

5.2.1模型概况

5.2.2污染源的设置

5.2.3边界条件的选取

5.2.4模型的简化

5.2.5模拟结果分析

5.3影响室内污染物浓度变化的主要因素

5.3.1风速对室内污染物浓度的影响

5.3.2室外污染物浓度对室内污染物浓度的影响

5.3.3窗墙比对室内污染物浓度的影响

5.3.4开窗形式对室内污染物浓度的影响

5.4本章小结

第6章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果