文档介绍：建筑周边微环境设计
建筑周边微环境风、热、光、声
风环境设计
模拟方法及工程应用 建筑周边空气流动及风压分布分析及优化
热环境设计
李晓锋 建筑周边温、湿度及长、短波辐射分析及优化
光环境设计
清华大学建筑学院 建筑单体自然采光及建筑自遮挡、互遮挡问题分析
清华大学建筑节能研究中心 声环境设计
交通等环境噪声的影响分析及治理
一、建筑周边风环境设计风环境设计策略
实际意义:建筑周边空气流动情况对小区内 冬季防风设计,避免局部风速过大(北风和西北
的微气候有着重要的影响。风盛行)
要利于人们行走方便
局部地方风速太大则可能对人们的生活、行动造成不便;
抑制高层风速,避免冷风渗透、加大冬季采暖负荷以
在某些地方如果形成旋涡和死角,就有可能造成污染物及损坏玻璃等不利情况的发生
聚集,不利于人体健康;
利于夏季自然通风(南风和东南风盛行)
夏季建筑前后压差过小不利于建筑的风压自然通风; 尽可能保持畅通风道,避免某些地方出现旋涡和死角
冬季建筑前后风压差过大会增加建筑冷风渗透能耗。 保证建筑两侧有足够压差,以利于自然通风
住区风环境的评价及其标准
室外舒适概念(舒适的风速<5m/s)
中国生态住宅技术评估手册(2003版)
具体要求是: 根据当地的风玫瑰图,对风环境进
风级描述风速风的效果
Beaufort (m/s) 行典型气象条件的模拟预测,优化规划设计方案。
2 微风 – 脸上能感觉到风达到:
3 温和的风 – 头发会被吹乱(1);
4 中等风 – 灰尘被扬起,纸张被吹乱(2)冬季保证建筑物前后压差不大于5Pa;
5 清新的风 – 身体能感觉到风的压力(3)夏季保证75%
6 强风 – 撑伞很困难左右的压差,从而保证室内有效的自然通风;
7 接近大风 – 行走觉得不方便
( )夏季小区内部风场是否有较大面积局部旋涡
8 大风 – 一般可以阻止前进 4
和死角,不利于热量及污染物的排放;
9 强烈的大风 – 人会被吹倒
1
建筑绕流的风洞实验
优点:准确可靠
如何对室外风环境
缺点:费用高、周期长
进行分析评价与优化?
方法一:风洞实验
方法二:数值模拟
东京都,池袋(,东京大学)
建筑绕流的数值模拟建筑绕流的数值模拟
优点:成本低、时间短
putational Fluid Dynamics 计算流体动力学
缺点:可靠性需要验证
计算机上做实验,求解流体流动控制方程
结果可视化
根据数学物理
模型编制CFD 计算机运算
软件
建筑周边的空气流动(标准K-ε模型)
建筑周边空气流动的模拟方法建筑绕流的模拟方法研究
紊流边界层剥离再附着
CFD两方程模型:
涡流应用最广泛的方法,多种改进k-ε模型供选择应用
流入边界条件涡流
CFD零方程模型
建筑绕流流动特点:
简单快速的CFD方法,研究和发展新模型
)流动现象复杂,包括来流撞击、迎风角处流场剥离、
顶部回流再附着、后部回流等诸多现象,难于模拟 区域模型方法
)流动一般为高Reynolds数脱离CFD的快速场分布分析方法
)物体有尖锐角,难于处理,容易引起数值振荡从复杂到简单,从准确到粗略
2
风环境设计:工程实例模拟说明
广东中山市某住宅小区 根据当地的风玫瑰图确定不同季节室外典
北京回龙观C02小区型风速情况,以此作为模拟分析的条件
北京回龙观C06小区 例如,对北京而言,
秋、冬季主导风向为北风,平均风速3m/s,典
奥运场馆周边风环境分析
型风速约5m/s(指出现频率较高的风速)
体育馆结构外表面受力分析
春、夏季主导风向为南风,,
工程实例:小区效果图
实例一、
广东中山市某住宅小区
室外风环境模拟展示
分析实例: 分析实例:
室外人员活动区域的风速分析建筑自然通风的风压分析
某 某
住住
区区
m m
高高
速压
度力
等等
高高