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西安地区商业建筑中庭室内气流组织数值模拟及其优化

盛嘉宾  
【摘要】:如何保证良好的室内空气环境已经引起了人们越来越多的关注。中庭空调气流组织对室内热舒适性以及建筑能耗具有重要的影响,因此本文以西安地区某商场中庭为研究对象,采用商用FLUENT软件对其喷口送风和置换通风的空调方式进行了数值模拟,探究了冬夏两季定风量通风工况下,气流组织形式、送风角度以及周围连通区域等对中庭室内热环境的影响,并通过实验验证CFD数值模拟的有效性与可靠性。本文的主要结论分为以下几方面:1.夏季供冷工况下,喷口送风时下部人员活动区的温度分布较为均匀,在人员活动区的上部空间会形成明显的温度分层现象。对比两种通风方式,说明:(1)置换通风下的天窗温度高于喷口送风下的天窗温度,此时可打开排风口的排风机,以减少室内冷负荷,置换通风的节能性更佳;(2)置换通风下热源附近会形成明显的热羽流;(3)置换通风下人员活动区的风速更均匀,并且温度较低,对比PMV与PPD发现置换通风人员工作区的热舒适性更好;(4)冬季供热时,喷口送风下室内温度分布较为均匀,垂直温差并不明显。2.喷口送风角度对人员活动区的温度场、速度场以及热舒适性均有一定的影响。根据不同的送风角度的工况对比发现,夏季喷口供冷时,送风角度为7°时人员工作区的热环境最佳,因此该中庭的最佳喷口送风角度为偏上7°。3.考虑到置换通风下中庭内正压不足,因此将中庭周围设置为有渗透发生。经CFD模拟发现,中庭室内除人员活动区有明显的温度分层外,人员活动区上部空间几乎没有温度分层现象。4.经缩小比例模型试验实测结果与CFD模拟结果对比,各采集点的温度模拟值与实测值之差较小,验证了CFD法在模拟中庭室内热环境的有效性和可靠性。


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