室外风环境模拟计算报告123.docx

1、室外风环境模拟计算报告123 新项目室外风环境模拟报告 新项目室外风环境模拟计算报告 PKPM-CFD 风模拟件分析软 计：件算软 科院学研究国中建筑 单位：开发 份技建研科股有司限公Software Cradle Co., Ltd. 作：单位合 能海上韵建司公限技筑科有2015.10.19 Ver1.00 用应：版本 1 新项目室外风环境模拟报告 室外风环境模拟分析报告 项目名称： 新项目 项目地址： 建设单位： 设计单位： 参与单位： 规范标准参考依据： 1、绿色建筑评价标准（GB/T 50378-2014） 2、民用建筑设计通则（GB 50352-2005） 3、绿色建筑评价技术细则 2

2、 新项目室外风环境模拟报告 一、 项目概述1.1 计算模型概况统计对象 统计值 统计对象 统计值 申报用地面积（）0.00 建筑占地面积（）10000.00 地上建筑面积（） 0.00 地下建筑面积（） 0.00 绿化面积（）0.00 人行区域面积（） 12466.66（含空地） 建筑栋数（栋） 4 周边建筑栋数（栋） 5 1.2 建筑物概况 图 1 建筑群平面图，红线内建筑为目标建筑 建筑物名称 计算性质 建筑物底标高（m） 建筑物高度（m） 3# 目标建筑 0.00 118.90 3 新项目室外风环境模拟报告 建筑物名称 计算性质 ） m建筑物底标高（ m）建筑物高度（建筑1 周边遮挡0.

3、00 11.00 1# 目标建筑 0.00 156.20 4# 目标建筑0.00 11.00 2# 目标建筑 0.00 95.70 建筑2 周边遮挡0.00 10.00 3 建筑 周边遮挡0.00 10.00 建筑4 周边遮挡 0.00 10.00 5 建筑周边遮挡 0.00 10.00 二、指标要求）中有关室外风GB/T 50378-2014针对室外风环境评价依据为绿色建筑评价标准（ 环境的条目要求。 2.1规范的评价要求 ）中有关室外风环境的具体要求如下：绿色建筑评价标准（GB/T 50378-2014 场地内风环境有利于室外行走、活动舒适和建筑的自然通风。评分规则如下：4.2.6 ，且室

4、外风速放大系5m/s1 冬季典型风速和风向条件下，建筑物周围人行区风速低于，再分；除迎风第一排建筑外，建筑迎风面与背风面表面风压差不超过5Pa数小于2，得2 1分。得22 过渡季、夏季典型风速和风向条件下，场地内人活动区不出现涡旋或无风区，得 分。0.5Pa，得150%分；以上可开启外窗室内外表面的风压差大于 2.2模拟条件设置要求 、室外风环境模拟的边界条件和基本设置需满足以下规定：1范；以目标建筑为中心，半径5H3%1）计算区域：建筑覆盖区域小于整个计算域面积 H为建筑主体高度；围内为水平计算域。建筑上方计算区域要大于3H； 10高度应划分个网格或以上；1.5m2）网格划分：建筑的每一边人

5、行高度区或2m 模型。MMKDurbin）湍流模型选择：标准3k-模型。高精度要求时采用模型或 4 新项目室外风环境模拟报告 三、 模拟概述3.1 模拟原理简述建筑物室外通风过程的数值模拟研究主要有节点法、数学模型法和计算流体力学法。计算流体力学（CFD）针对某一区域或房间（计算领域），建立质量、能量及动量守恒等基本微分方程，根据周边环境，设定合理的边界条件，然后利用划分的风格，对微分方程进行离散，将微分方程离散为代数方程，通过迭代求解，得到空气流动状况。采用CFD对自然通风模拟，主要用于自然通风风场布局优化和室内自然通风优化分析。 由于建筑物周围的流动往往是湍流，模拟中常采用标准-模型及其它

6、湍流模型方程。涉及到的控制方程主要包括：连续性方程、动量方程、能量方程，-模型方程可以写成如下通用形式： 该式中的可以是速度、湍流动能、湍流耗散率以及温度等。其具体表现形式如下表： 5 新项目室外风环境模拟报告 3.2 风速放大系数计算公式= V2/V1 风速放大系数 10米高度开阔地的风速，即工况风速；式中：V0： V1: 1.5米高度开阔地的风速； 1.5米处最大风速；V2: 人行区,1/n=0.28 n: 由项目所处的环境类型决定。该项目所处的环境类型是大城市中心 3.3 计算工况设置表工况名 季节 风向 风向（中文）风速（m/s 频率（%） 值来源冬季工况 冬季N 北 6.6 23.0

7、 暖通规范夏季工况 夏季S 南 4.6 17.0 暖通规范 过渡季工况 过渡季S 南 4.6 17.0 暖通规范 3.4 用户设置计算目标表工况名 风速过大控制 不产生无风区与旋涡区建筑迎背风面压差 控制外窗内外表面压差控制 6 新项目室外风环境模拟报告 风速要 求应达标面积比 风速要求 不出现无风的面积比 无旋涡的面积 比压差要求 应达标面积比 压差限值 应达到的面积比（个 数比）冬季工 况5m/s 95% 不判断 不判断不判断 0.1m/s 95% 95% 不判断 不判断 0.5pa 50% 过渡季 工况 不判断不判断 0.1m/s 95% 95% 不判断不判断 0.5pa 50% 3.5

8、 计算范围及网格大小设置 计算域与网格划分设置图 2 计算域设置计算域划分 实际模型大小（红线） 标准要求最小计算域大 小 实际计算域大小（长 X m） 196.2 5H） 781.0（784.6 ）宽 Y （m 155.5 781.0（5H）781.0 ）m （）（高 ZH 156.2 468.6（ 3H）624.8 网格划分设置网格设置项 标准要求 本项目设置总网格个数（万） 无要求 86 m m m 最小网格尺寸（）无要求 1.0m 1.0m 1.0m 7 新项目室外风环境模拟报告 网格设置项 标准要求 本项目设置 m m ） m 最大网格尺寸（无要求 3.0m 3.0m 3.0m 3.

9、6 参与迎背风面压差判断的建筑设置 冬季工况工况参与建筑风压压差判断的建筑列表3.6.1 3 参与风压判断的建筑物（红色为参与判断建筑物）图 参与建筑迎背风面风压差判断的建筑物名称 未参与建筑迎背风面风压差判断的建筑物名称、3#1#4#2# 5 4、建筑、建筑、建筑建筑12、建筑3 四、模拟结果 冬季工况的模拟结果 4.1 8 新项目室外风环境模拟报告 冬季工况自然通风的基本情况：冬季、北向、平均风速6.60m/s 。 4.1.1 冬季工况的人行活动区域风速计算结果 （1）整个计算区域风速结果 处风速原始云图冬季工况整个计算域1.5m图 4 冬季工况计算区域风速统计表 ）风速范围（m/s该风速

10、范围内的人行区域面积 （）占总面积百分比（%） 03.8 5287.30 42.4 3.87.6 5614.13 45.0 7.611.1 1565.23 12.6 （2）人行活动区域的风速结果 9 新项目室外风环境模拟报告 风速云图1.5m图 5 冬季工况人行区域 冬季工况人行活动区域风速统计表 m/s风速范围（） 该风速范围内的人行区 域面积（）人行活动区域总面积 （）占总面积百分比（%） 05 7272.32 12466.66 58.3 5 5194.34 12466.66 41.7 汇总 =58.3% 5m/s风速的面积比 图 6 冬季工况1.5m风速达标示意图 10 新项目室外风环境

11、模拟报告 注：绿色代表风速5.0m/s，红色代表风速5.0m/s 冬季工况在人行活动区域最大风速判断表 工况季节实际计算值 限值 人行区风速最大值 （m/s）风速达标的面积比例 人行区最大风速限m/s） 值（风速达标的面积比例限值 冬季 11.0 58.3% 5.0 95.0% 判断人行区风速5.0m/s的面积比例为58.3%，故未达到“建筑周围人行区风速5.0m/s的面积比例95.0%”的要求 4.1.2 冬季工况的风速放大系数计算结果 7 冬季工况风速放大系数达标图图 冬季工况风速放大系数判断表 工况季节 计算条件 实际计算值 限值米高处工况10 m/s风速V0（）米高处开阔1.5V1地的

12、风速 m/s（）米高处考察1.5区域的最大风 m/sV2速（）风速放大系数 风速放大系数限值 冬季6.6 3.9（实值（实值11.02.8 2.0 11 新项目室外风环境模拟报告 ） 3.880上图黄，11.029 线圈内） 判断 2.0”的要求风速放大系数为2.8，未达到“室外风速放大系数v1 = 6.60 * 0.150.28 = 3.880 注： = v2 / v1 = 11.029/ 3.880 = 2.8 风速放大系数 冬季工况的建筑风压计算结果4.1.3 冬季工况迎风面风压图图 8 冬季工况背风面风压图 9 图 冬季工况建筑迎背风面压差数值表 12 新项目室外风环境模拟报告 建筑名

13、称建筑迎风面平均风压（Pa） 建筑背风面平均风压（Pa） 建筑迎背风面的平均风 ）压压差（Pa3# 12.5 -28.9 41.4 1# 24.0 -16.2 40.2 4# 16.5 13.3 3.2 2# 23.7 -47.2 70.9 汇总 5.0栋建筑不满足压差的要求有3 冬季工况建筑迎背风面压差判断表 工况季节建筑迎背风面平均风压压差的最） 大值（Pa建筑迎背风面平均风压压差限值 Pa）（冬季 70.9 5.0 判断故达到了标准所有建筑的迎背风面平均风压的压差值均不大于限值， 要求 冬季工况判断汇总表4.1.4 指标限值 实际计算值 规范限值人行区最大风速（m/s） 11.0 5.0

14、 风速放大系数2.8 2.0 %） 未出现无风的面积比（- - 未出现漩涡的面积比（%）- - 建筑迎背风面平均风压压差的最 Pa）大值（70.9 5.0 窗口内外表面压差达标的面积比 %（）夏季工况无风区数值表- - 判断 最大风速判断，故未达到“建筑周围人58.3%5.0m/s的面积比例为人行区风速 95.0%”的要求。的面积比例行区风速5.0m/s无风区旋涡区判断 无要求 风速放大系数判断 ”的要求。，未达到“室外风速放大系数风速放大系数为2.80.1 12360.00 12466.66 99.1 不属于无风 汇总 未产生无风面积比=99.1% ，超过95.0%，故认为未产生无风区 14

15、 新项目室外风环境模拟报告 处风速矢量示意图夏季工况1.5m图 11 夏季工况旋涡区数值表m） 旋涡半径（该半径范围内的人行区域面积（） 人行活动区域总面积（） 占总面积百分比 （%） 备注无漩涡 12466.66 12466.66 100% 无漩涡 有漩涡0.00 12466.66 0% 有漩涡汇总 95.0%，故认为未产生旋涡区未产生旋涡面积比=100.0% ，超过 夏季工况无风区旋涡区判断表 工况季节实际计算值 限值 人行区总面积（） 不属于无风的面积 （）不属于无风的面积 无旋涡的面积（） 无旋涡的面积比例 不属于无风的面积比限值 无旋涡的面积比限值 夏季 12466.66 12344

16、.99 99.0%12466.66 100.0%95.0% 95.0% 判断未产生无风区面积比例为99.0%，达到了“场地内人活动区域不产生无风区面积比95.0%”的要求； 未产生旋涡区面积比例为100.0%，达到了“场地内人活动区域不产生涡旋面积比95.0%”的要求。 夏季工况判断汇总表4.2.2 指标限值 实际计算值 规范限值 人行区最大风速（m/s）- - 风速放大系数 - - 未出现无风的面积比（ ）%99.0% 95.0% 15 新项目室外风环境模拟报告 未出现漩涡的面积比（%）100.0% 95.0% 建筑迎背风面平均风压压差的最 Pa）大值（- - 窗口内外表面压差达标的面积比

17、）（%- 50.0% 判断 最大风速判断 无要求 无风区旋涡区判断，达到了“场地内人活动区域不产未产生无风区面积比例为99.0%”的要求；未产生旋涡区面积比例为95.0%生无风区面积比”，达到了“场地内人活动区域不产生涡旋面积比100.0%95.0% 的要求。风速放大系数判断 无要求 建筑风压判断 无要求 窗口风压压差判断- 过渡季工况的模拟结果4.3 。过渡季工况自然通风的基本情况：过渡季、南向、平均风速4.60m/s 4.3.1 过渡季工况的无风区与旋涡区计算结果 处无风区示意图1.5m 12 图过渡季工况 16 新项目室外风环境模拟报告 过渡季工况无风区数值表m/s风速范围（） 该风速范

18、围内的人行区域面积（） 人行活动区域总面积（） 占总面积百分比 ）（% 备注00.1 106.66 12466.66 0.9 属于无风0.1 12360.00 12466.66 99.1 不属于无风汇总 95.0%，故认为未产生无风区，超过未产生无风面积比=99.1% 处风速矢量示意图图 13 过渡季工况1.5m 过渡季工况旋涡区数值表旋涡半径（m） 该半径范围内的人 行区域面积（）人行活动区域总面积（） 占总面积百分比 ）（% 备注无漩涡 12466.66 12466.66 100% 无漩涡有漩涡 0.00 12466.66 0% 有漩涡汇总 95.0%，故认为未产生旋涡区未产生旋涡面积比=

19、100.0% ，超过 过渡季工况无风区旋涡区判断表 工况季节实际计算值 限值人行区总面积（） 不属于无风的面积 （）不属于无风的面积 无旋涡的（）面积 无旋涡的面积比例 不属于无风的面积比限值 无旋涡的面积比限 值 过渡季 12466.66 12344.99 99.0% 12466.66 100.0%95.0% 95.0% 判断”95.0%99.0%，达到了“场地内人活动区域不产生无风区面积比未产生无风区面积比例为 的要求；”的，达到了“场地内人活动区域不产生涡旋面积比100.0%95.0%未产生旋涡区面积比例为 要求。 17 新项目室外风环境模拟报告 过渡季工况判断汇总表4.3.2 指标限值

20、 实际计算值 规范限值 人行区最大风速（m/s） - - 风速放大系数- - 未出现无风的面积比（%） 99.0% 95.0% 未出现漩涡的面积比（%）100.0% 95.0% 建筑迎背风面平均风压压差的最 Pa）大值（- - 窗口内外表面压差达标的面积比 %（）- 50.0% 判断 最大风速判断 无要求 无风区旋涡区判断，达到了“场地内人活动区域不产未产生无风区面积比例为99.0%”的要求；未产生旋涡区面积比例为95.0%生无风区面积比”，达到了“场地内人活动区域不产生涡旋面积比100.0%95.0% 的要求。风速放大系数判断 无要求建筑风压判断 无要求窗口风压压差判断 - 五、 结论工况 风速过大 风速放大系数 无风区 旋涡区建筑表面压差 窗口内外表面压差 冬季工况 未达标 未达标 不判断不判断 达标不判断 夏季工况 不判断 不判断达标 达标 不判断- 过渡季工况 不判断 不判断 达标 达标不判断 - 冬季工况未达到“建筑周围人行区风速5.0m/s的面积比例95.0%”的要求； 冬季工况未达到“室外风速放大系数2.0”的要求； 冬季工况达到了迎背风面平均风压的压差值5.0Pa的要求，得1分； 夏季工况、过渡季工况达到了“场地内人活动区域无风区面积比95.0%且涡旋面积比95.0%”的要求，得2分。 18