住宅建筑室内自然通风的数值模拟与实验研究.pdf

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【硕士】住宅建筑室内自然通风的数值模拟与实验研究 授予学位：硕士 学位授予单位：天津大学 学位年度：2009 在世界各国的一次能源消费中，发达国家建筑终端能耗约占总能耗的30％～50％，在我国，建筑能耗约占全国能源消费总量的28％。建筑节能技术越来越受到人们的重视，充分利用建筑的自然通风是降低建筑能耗的有效技术途径。在建筑设计中，良好室内自然通风的设计，不仅能够降温除湿而且还能给室内带来新鲜健康的空气。
研究自然通风室内流场分布特性是良好的自然通风设计的前提。自然通风下室内流场属于湍流流场。在研究自然通风下室内流场分布情况时，一般采用数值模拟与实验测量两种方法。论文以天津市某住宅小区高层住宅的两种户型为研究对象，利用CFD技术模拟软件Fluent对其自然通风条件下的流场进行了数值模拟，结合风洞实验对CFD模拟的结果进行了验证。另外利用了水槽实验对流场进行了流动显示。
论文首先采用了k-epsilon Realizable、RSM、LES三种计算模型，对A、B两种户型在0．5m／s速度的南向、东南向、西南向三种外来风情况下，室内自然通风条件下流场分布情况进行了模拟。并对两种户型进行功能区划分，以各功能区的风速平均值为指标进行了分析。随后，在风洞实验对数值模拟的验证过程中，依据CFD模拟的结果，在室内流场的主流方向布置测点，采用热线风速仪对测点的X．Y平面上的风速值进行了测量，通过对实验测量值与CFD模拟值的比较分析，得出LES计算模型与实验测量值吻合性最好的结论。在水槽实验中，利用水流代替气流，通过水流的在模型内部的流场情况，近似的模拟出了自然通风条件下室内气流的流向情况。另外，在数值模拟的基础上，引入室内平均空气龄指标，对两种户型的通风性能进行了比较分析，得出了在自然通风的性能上，A户型要优于B户型的结论。