用于风洞测量建筑模型表面静压及风压系数的装置及方法

摘要

本发明公开了一种用于风洞测量建筑模型表面静压及风压系数的装置及方法，属于建筑技术领域。本发明包括风洞，风洞外部分别设有用于测量参照高度动压值的第一德怀尔测压计和用于测量建筑物表面测试点相对参照高度的静压值的第二德怀尔测压计；第一德怀尔测压计连接有第一皮托管，第一皮托管的全压管穿过风洞的地板延伸至参照高度；第一皮托管的静压管通过气管连接于第一德怀尔测压计；第二德怀尔测压计通过气管连接第二皮托管的静压管，第二皮托管的全压管穿过风洞的地板延伸至参照高度；第二德怀尔测压计通过气管连接末端呈“V”形的静压测试管。本发明中建筑模型可做成实心建筑模型，丰富了可测的建筑类型尤其住宅类或低预算建筑的通风测试。

说明书

技术领域

本发明涉及制冷装置领域，特别涉及一种用于风洞测量建筑模型表面静压及风压系数的装置及方法。

背景技术

风压系数是研究预测计算建筑内自然通风不可缺少数据。传统用于测量静压和风压系数时建筑模型必须是空心的，而且建筑模型需要有足够的内部空间来容纳大量的金属管插头和将其连接到测压计的塑料软管，这样的建筑模型尺寸较大，在一个有限的风洞测试工作区域内只能放置数量有限的建筑模型，对于有限数量的建筑模型不能反应周围建筑物和基地环境对风压系数的影响，这导致测量结果不准确，不能用于测试城市的规划项目和大型开发项目。

用于传统测量静压和风压系数方法的建筑模型造价高，风洞测量费用昂贵，不适用于类似于住宅类或低预算建筑的通风测试和研究。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种用于风洞测量建筑模型表面静压及风压系数的装置及测试方法。本发明测试装置，测试方便，且能反应周围建筑物和基地环境对风压系数影响因素，适于类似于住宅类或低预算建筑的通风测试和研究。

本发明的技术方案为：

一种用于风洞测量建筑模型表面静压及风压系数的装置，包括风洞1，所述风洞1外部分别设有用于测量参照高度动压值的第一德怀尔测压计4和用于测量建筑物表面测试点相对参照高度的静压值的第二德怀尔测压计10；所述第一德怀尔测压计4连接有第一皮托管3，所述第一皮托管3的全压管穿过风洞1的地板延伸至参照高度；所述第一皮托管3的静压管通过气管5连接于第一德怀尔测压计4；所述第二德怀尔测压计10通过气管5连接第二皮托管6的静压管，所述第二皮托管6的全压管穿过风洞1的地板延伸至参照高度；所述第二德怀尔测压计10通过气管5连接静压测试管8，所述静压测试管8末端呈“V”形。

作为优选方案，所述静压测试管8末端的“V”形夹角为100-130°。V”形夹角在该范围内，测量的准确度较高；V”形夹角过大或过小均会影响测试结果的准确度。

进一步地，所述静压测试管8末端的“V”形夹角为120°。经验证，当“V”形夹角为120°，即，静压测试管8末端与测试点夹角为30°时，测量最精准，误差非常小。

作为优选方案，所述静压测试管8由不锈钢细管制成。

进一步地，所述静压测试管8可移动设置。静压测试管8可移动设置便于测量不同测试点的静压及风压系数。

作为优选方案，所述气管5为塑料软管。气管5为塑料软管，便于连接。

作为优选方案，所述参考高度为当地气象站或机场测量记录风的高度或测量记录风频数据的高度。

作为优选方案，所述参考高度为10米。

采用所述用于风洞测量建筑模型表面静压及风压系数的装置测试建筑模型外表面测试点风压系数的方法：将实心建筑模型放置于所述风洞1内部，所述静压测试管8的末端垂直的接触建筑模型外表面的测试点7；第二德怀尔测压计10测得的建筑模型外表面测试点7的相对参照高度的静压值除以第一德怀尔测压计4测得的建筑模型外表面测试点7的参照高度动压值，即为建筑模型外表面测试点7的风压系数。

作为优选方案，测试过程中，为了保持静压测试管8末端垂直的接触接触建筑模型外表面的测试点7，采用固定胶带9将静压测试管8固定于建筑模型中待测建筑物的顶部或侧面。将静压测试管8固定，可完全保证测试过程中静压测试管8的末端与测试点垂直的接触。

本发明的有益效果为：

本发明用于风洞测量建筑模型表面静压及风压系数的装置中，静压测试管末端呈“V”形，静压测试管不需穿过建筑模型内部，只接触建筑模型的外表面。这样，建筑模型可以做成大比例小尺寸实心建筑模型，不但大大减少制造建筑模型的时间和费用，并且在一个有限的风洞测量工作区域内可以放置数量众多的建筑模型，可模拟或营造出受到周边建筑物影响的风场更加准确，使风洞测试结果更加准确和可靠。极大的扩大了风洞测试和研究的范围和功能。

另外，本发明的装置，只用一个静压测试管可以测量多个小尺寸建筑模型并可在一个建筑模型上测量多个不同测量点，大大提高了风洞测试的功能和效率。

本发明提高了风洞用于建筑通风测试研究的能力，丰富了可测的建筑类型尤其住宅类或低预算建筑的通风测试和研究。与现有技术相比，本发明具有适用范围广、工作效率高、使用成本低、数据更准确的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明用于风洞测量建筑模型表面静压及风压系数的装置的结构示意图；其中虚线圆圈中为部分放大图；

图2为热带中密度住宅开发模型；

图3为图2模型中住宅58的平面图及其18个开窗位置图；

图4为图2模型中住宅58的3号及18号开窗风向上测得的风压系数图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种用于风洞测量建筑模型表面静压及风压系数的装置，包括风洞1，风洞1外部分别设有用于测量参照高度动压值的第一德怀尔测压计4和用于测量建筑物表面测试点相对参照高度的静压值的第二德怀尔测压计10。

第一德怀尔测压计4连接有第一皮托管3，第一皮托管3的全压管穿过风洞1的地板延伸至参照高度；第一皮托管3的静压管通过气管5（塑料软管）连接于第一德怀尔测压计4。测试时，第一皮托管3的全压孔对准气流方向。

第二德怀尔测压计10通过气管5（塑料软管）连接第二皮托管6的静压管，第二皮托管6的全压管穿过风洞1的地板延伸至参照高度；测试时，第二皮托管6的全压孔对准气流方向。第二德怀尔测压计10通过气管5连接静压测试管8，静压测试管8末端呈“V”形；静压测试管8末端的“V”形夹角为100-130°。V”形夹角在该范围内，测量的准确度较高；V”形夹角过大或过小均会影响测试结果的准确度。最优选的，静压测试管8末端的“V”形夹角为120°。经验证，当“V”形夹角为120°，即，静压测试管8末端与测试点夹角为30°时，测量最精准，误差非常小。为了便于测量不同测试点的静压及风压系数，静压测试管8可移动设置；当测试某个测试点的风压系数时，将静压测试管8固定在建筑模型的顶部或侧面，以保证测试过程中静压测试管8的末端与测试点垂直的接触。另外，静压测试管8由直径为1.6mm的不锈钢细管制作而成，该静压测试管体积小重量轻，可直接用固定胶带9固定，固定方式简便快捷。当然，静压测试管8的直径也可调整。

其中，参考高度为当地气象站或机场测量记录风的高度或测量记录风频数据的高度。本实施例中，参考高度为10米。

采用用于风洞测量建筑模型表面静压及风压系数的装置测试建筑模型外表面测试点风压系数的方法：将实心建筑模型放置于风洞1内部，静压测试管8的末端垂直的接触建筑模型外表面的测试点7；第二德怀尔测压计10测得的建筑模型外表面测试点7的相对参照高度的静压值除以第一德怀尔测压计4测得的建筑模型外表面测试点7的参照高度动压值，即为建筑模型外表面测试点7的风压系数。

测试过程中，为了保持静压测试管8末端垂直的接触接触建筑模型外表面的测试点7，采用固定胶带9将静压测试管8固定于建筑模型中待测建筑物的顶部或侧面。将静压测试管8固定，可完全保证测试过程中静压测试管8的末端与测试点垂直的接触。

应用实施例

图2为热带中密度住宅开发模型，图3为图2模型中住宅58的平面图及其18个开窗位置图。采用本发明用于风洞测量建筑模型表面静压及风压系数的装置对该建筑模型中住宅58的18个开窗的风压系数；其中，开窗3和开窗8对于18个风向上的风压系数如图4所示（其他的开窗风压系数省略）。根据当地的风频数据和所有开窗上风压系数，通过计算机的自然通风软件算出住宅58内的通风情况，计算出住宅58的通风情况如表1所示。

表1模型中住宅58的通风情况