建筑室内自然通风特性的数值模拟研究

摘要

自然通风技术节能、环保,因此符合建筑领域节能减排的要求。在自然通风的利用中,一个重要问题是自然通风流量系数及通风量的计算。由于建筑物处在一定的环境中,环境中的风向会发生一些变化,要准确地计算或预测自然通风量是一件十分复杂的工作,研究室内通风的流量系数和通风流量的估算就成为一个值得研究的重要课题。本文对单体房间和多区域房间的自然通风进行了研究。
　　 在单体房间室内通风方面,本文构建了单体房间模型,利用Fluent软件借助CFD数值模拟方法,选用Renormalization group(RNG)k-ε湍流模型,对单体房间各风攻角情况下的自然通风进行了模拟研究。总结了单体房间自然通风流量系数与风攻角的关系规律。在此基础上,提出了综合流量系数法和单开口流量系数法两种估算房间通风量的方法,并将根据两种方法得到的通风量估算值与CFD模拟值以及孔口模型计算值进行了比较分析。综合流量系数法和单开口流量系数法为新建建筑物室内通风量的估算提供了定量计算的依据。
　　 在多区域自然通风方面,首先对内部有隔墙的多区域房间自然通风进行了模拟计算,研究了多区域房间内部隔墙上的开口位置、开口率变化对室内自然通风量的影响。提出了采用单开口流量系数估算多区域房间自然通风量的方法。该方法以计算通风量的简化宏观模型为基础,结合气流在房间的外墙及室内的各个开口形成的风攻角,根据单开口流量系数与风攻角的关系估算通风量值。论文对单开口流量系数法的通风量估算值与CFD模拟值进行了比较。这种方法为今后研究多区域房间的通风量估算提供了一种思路。