室外风环境模拟计算报告123.docx

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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SoftwareCradleCo.,Ltd.

作：

单位合能海上韵建司公限技筑科有2015.10.19Ver1.00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/T50378-2014）

2、《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）

3、《绿色建筑评价技术细则》

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

0.00

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/T50378-2014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/T50378-2014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21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：

建筑的每一边人行高度区或2m模型。

MMKDurbinε）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κ-ε模型及其它湍流模型方程。

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，κ-ε模型方程可以写成如下通用形式：

φ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

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．

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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

<5Pa

每栋平均压差均达标

不判断

50%

≥

夏季工况

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Xm）

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

mmm最小网格尺寸（××）

无要求

1.0m××1.0m1.0m

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

mm×）m最大网格尺寸（×

无要求

3.0m

3.0m×3.0m×

3.6参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

该风速范围内的人行区域面积（㎡）

占总面积百分比（%）

0~3.8

5287.30

42.4

3.8~7.6

5614.13

45.0

7.6~11.1

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（%）

0~5

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10m/s风速V0（）

米高处开阔1.5V1地的风速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11.0

2.8

<2.0

11．

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）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*0.15^0.28=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（Pa

3#

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

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2.8<2.0

建筑风压判断

故达到了标所有建筑的迎背风面平均风压的压差值均不大于限值，准要求。

窗口风压压差判断

无要求

夏季工况的模拟结果4.2

。

夏季工况自然通风的基本情况：

夏季、南向、平均风速4.60m/s

夏季工况的无风区与旋涡区计算结果4.2.1

13．

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处无风区示意图夏季工况图101.5m

风速范围（m/s）

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（%）

备注

0~0.1

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

未产生无风面积比=99.1%，超过95.0%，故认为未产生无风区

14．

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

12344.99

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）（%

--

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1.5m12图过渡季工况16．

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过渡季工况无风区数值表

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）（%

备注

0~0.1

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=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．

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过渡季工况判断汇总表4.3.2

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%

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．