住宅建筑利用自平衡风口自然通风数值模拟研究

摘要

住宅建筑自平衡新风设备的应用，给室内人员提供适量新风换气量。但新风设备全天不间断运行带来噪声的同时也造成能源的浪费。对于有着丰富自然风资源的西安，若依靠城市风压形成的自然通风满足室内人员新风换气量的需求具有一定的经济价值。本文主要采用数值模拟的方法，以西安某小区为对象进行以自平衡风口为通道的自然通风研究。
　　建筑物的朝向和间距等建筑群的平面布局形式以及建筑物自身结构对城市风环境的影响，使得每栋建筑物表面的风压差系数有很大的差异。因此在进行室内气流组织和换气量分析之前有必要对小区风环境进行研究。
　　本文首先分析了夏冬两季主导风作用下，整个小区的风环境，并对小区风环境进行评价，结果认为该主导风作用下小区建筑间的巷道风不会影响人员的正常生活。以小区大环境研究的结果，结合伯努利方程分析了不同风向作用下每栋楼两侧的风压差系数，并进一步分析了每户的理论换气量。
　　在夏冬两季主导风向作用下，选取处于自然通风最不利位置的1#和处于自然通风较为有利的5#楼各房进行室内气流组织和实际换气量分析。研究结果认为在自然风压作用下，1#楼的大部分房间换气量小于规范要求值，而5#楼部分房间换气量过余。
　　然后对于不能满足换气量要求的房间进行改进时，分析了不同开风口的面积、安装位置以及进风口角度对室内气流的影响，并最终确定各房间在该工况下合理的开口面积，风口安装位置以及进风角度。并利用合理的开口面积和进风角度校核计算了处于自然通风不同位置楼气流组织和换气量情况。
　　最后对比分析机械排风与优化后的自然通风室内换气量和气流组织，进一步证明自然通风的可行性。