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树木对建筑小区风压环境影响的模拟研究

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2019-11-25 10:21 热度:

   【摘 要】实现降低建筑物能源消耗的方式之一是从建筑方案的设计阶段的源头考虑建筑物的风压环境。创造优良的建筑风压环境,有助于实现城市小区的可持续发展。论文阐述了 CFD(计算流体动力学)数值模拟工具在分析树木对建筑小区风压环境影响的一般流程,并通过案例说明了树木对建筑室外风压环境的影响。

  【关键词】树木;室外风压环境;CFD;模拟

树木对建筑小区风压环境影响

  1引言

  目前,CFD数值模拟技术广泛用于温度场、压力场的模拟及预测。论文通过数值模拟,预测城市小区在不同树木种植方案的条件下的压力场及速度场,并以此提出了用于改善建筑风压环境的具体方案。根据《绿色建筑评价标准》(GB/

  T50378-2014)和《中国生态住宅建筑技术评估手册》(以下简称“评价标准”和“评估手册"相关指标,应用CFD数值模拟技术,模拟己初步成型的规划方案的风压环境,并得出具体指标。模拟出的室外风压环境不能满足手册及标准的要求时,可通过种植绿色树木改善建筑物室外的风压环境。

  2基于CFD模拟树木在改善建筑小区风压环境ф的应用

  21建筑物风压环境评价指标

  依据“评价标准”和"评估手册”中对室外风压环境的具体要求,即根据当地的风玫瑰图,模拟预测该地典型特征气象条件下的风压环境,并使其满足建筑物周围风速小于 5m/s(行人区垂直 1.5m 处),并使建筑的前后压差不大于 5Pa(冬季),或保证 75%以上的建筑(板式)前后保持 2Pa 左右的压力差,以避免局部发生死角和漩涡,达到保证室内能进行有效的自然通风的目的。

  2. 2 基于 FLUENT 模拟树木在改善建筑小区风压环境中的应用流程

  对于室外风压环境,通过应用 CFD 数值模拟技术,模拟、预测、判断、改善与评价建筑小区的室外风压环境[1]。论文的分析对象为已初步成型的设计方案建筑物的室外风压环境,运用 FLUENT6.3 软件对建筑室外风压环境进行模拟分析。若分析结果不能满足建筑风压环境评价标准的具体指标,则采用种植绿色树木(采用不同的布置形式)的方式来改善建筑风压环境,以此满足室外风压环境评价标准及手册的指标。

  2. 3 案例分析通过一个具体案例来介绍 FLUENT6.3 数值模拟软件模拟、预测、判断、改善建筑小区风压环境的具体操作方法,案例的模拟工况为夏季。

  3 室外风压环境的改善

  通过软件模拟显示:方案 1 不能满足“评价标准”和“评估手册”中的指标,因此,需采用种植绿色树木的方式优化建筑小区风压环境。依据树木种植的不同区域,提出 2 种绿色树木种植方案(见图 6),用于改善建筑小区风压环境。(1)在空气速度较高的楼宇间种植树木;(2) 在空气速度较高的迎风面种植绿色树木。改善后的模拟结果如图 7~图 10 所示。

  根据模拟结果可以看出:在行人区垂直 1.5m 处,方案 3 的最高风速为 5.53m/s;方案 4 的最高风速为 4.89m/s。从评价标准判断,方案 4 满足建筑物室外风压环境指标中对风速的要求,方案 3 不满足。为了判断改善后方案 4 是否同时满足对风压力差的要求,对修改后方案 4 的建筑前后分别取相对应压力测点。从压力测点的数据得出:方案 4 能保证 76.923%的板式建筑前后维持在 2Pa 左右的压差,因此,满足标准及手册中的指标。

  4 结论

  面对越来越差的建筑室外风压环境,如何改善建筑室外风压环境日益受到重视。论文提出的通过绿树改善小区风压环境的方法为城市建筑小区规划提出了一种新的思路,从而为人类营造更加优良的小区风环境。

  【参考文献】

  【1】GB/T 50378—2014 绿色建筑评价标准[S].

  【2】中国建筑科学研究院,等.中国生态住宅技术评估手册 [K].北京:中国建筑工业出版社,2003.

  【3】夏春海,朱颖心,林波荣.方案设计阶段建筑性能模拟方法综述[J].暖通空调,2007,37(12):32-40.

  《树木对建筑小区风压环境影响的模拟研究》来源:《工程建设与设计》,作者:梁朋雲,杨双亮。

文章标题:树木对建筑小区风压环境影响的模拟研究

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