李洪珠

( 筑博設(shè)計股份有限公司，廣東 深圳 518000 )

兩種開窗形式的室內(nèi)自然通風(fēng)效果模擬對比分析

李洪珠

( 筑博設(shè)計股份有限公司，廣東 深圳 518000 )

不同的開窗方式對室內(nèi)自然通風(fēng)影響較大，本文以深圳某辦公建筑為例，采用數(shù)值模擬方法計算傳統(tǒng)外開上懸窗和隱藏式豎向開窗情況下室內(nèi)風(fēng)速分布，進而對比分析其自然通風(fēng)效果，為建筑優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。

上懸窗；豎向開窗；自然通風(fēng)；數(shù)值模擬

建筑自然通風(fēng)可以減少空調(diào)系統(tǒng)的使用時間，降低能耗，為室內(nèi)提供新鮮空氣，有利于人體的生理和心理健康[1，2]。不同的開窗方式可以對室內(nèi)的氣流組織造成完全不同的效果。在建筑設(shè)計中，根據(jù)項目情況選擇合適的開窗方式，可以提高用戶使用舒適度，提升建筑品質(zhì)，同時節(jié)約能源。傳統(tǒng)的開窗方式有推拉窗、平開窗、上懸窗等，目前的高層辦公建筑較多采用上懸窗開窗方式。

在深圳某辦公樓的設(shè)計過程中，建筑設(shè)計人員提出一種豎向開窗方式，如圖1所示。在玻璃幕墻上采用條狀開口，并為了立面效果采用鋁板，并起到遮陽效果。為了對比兩種不同開窗方式的優(yōu)劣，本文采用數(shù)值模擬方法進行對比分析，為深圳某辦公建筑設(shè)計提供依據(jù)。

1 數(shù)學(xué)模型

本報告采用計算流體力學(xué)(CFD)方法進行模擬，所用軟件為FLUENT 13.0。

模擬中采用標準κ-ε模型求解建筑周邊的湍流流動，涉及到的控制方程主要包括：連續(xù)性方程、動量方程、能量方程，可以寫成如下通用形式：

圖1 隱藏式豎向開窗示意圖

圖2 模擬模型圖

圖3 室內(nèi)風(fēng)速云圖對比

式中各項依次為瞬態(tài)項、對流項、擴散項和源項，其中ρ為密度，t為時間，u為速度矢量。

2 模擬結(jié)果及分析

2.1 計算幾何模型

根據(jù)深圳某辦公建筑的室外風(fēng)環(huán)境模擬結(jié)果，將得到的建筑立面風(fēng)壓差作為室內(nèi)自然通風(fēng)模擬的邊界條件，本項目標準層為開敞式辦公，且分為上懸窗、隱藏式豎向開窗兩種工況，其模型如圖2所示。

2.2 模擬結(jié)果分析

兩種工況的室內(nèi)各平面風(fēng)速云圖如圖3所示。

經(jīng)過計算，豎窗開窗工況房間自然通風(fēng)換氣次數(shù)為17.6次/h，上懸窗工況房間自然通風(fēng)換氣次數(shù)為13.2次/h。由圖3結(jié)果對比可知，豎窗開窗方式室內(nèi)風(fēng)速大于上懸窗開窗方式，且室內(nèi)空氣分布均勻。

豎窗開窗方式室內(nèi)風(fēng)速沿高度方向，變化不大；上懸窗方式東北側(cè)空氣流動較好，西南側(cè)空氣幾乎靜止，沿高度方向，空氣風(fēng)速有小幅增加，但增量不大。

表1 人的舒適感與風(fēng)速之間的關(guān)系

名稱風(fēng)速(m/s)人的感受無風(fēng)0

人的舒適感與風(fēng)速之間的關(guān)系如表1。上述兩個工況室內(nèi)空氣皆是軟風(fēng)，但工況2中二分之一左右的空間處于無風(fēng)情況。

3 對比分析結(jié)論

本文通過模擬計算得到上懸窗和豎向開窗方式下的深圳某辦公建筑標準層室內(nèi)風(fēng)速分布，可以得出以下結(jié)論：在相同的室外條件下，豎向開窗方式風(fēng)速略大，且室內(nèi)空氣分布比較均勻，室內(nèi)舒適度略好于上懸窗情況。

[1] 鐘立軍，曾藝軍.建筑的自然通風(fēng)設(shè)計淺析[J].重慶大學(xué)學(xué)報，2004，26(2):8-21

[2] 賈慶賢，趙榮義，許為全，等.吹風(fēng)對舒適性影響的主觀調(diào)查與客觀評價[J].暖通空調(diào)，2000，30(3):15-17

更正啟事：

作者馬冰奇于2016年3月2日發(fā)來郵件：“我的文章《相變蓄冷技術(shù)在食品冷鏈中的應(yīng)用與進展》，請將我的地址(哈爾濱商業(yè)大學(xué)能源與建筑工程學(xué)院，黑龍江省哈爾濱市松北區(qū)學(xué)海街1號，150028)改為(哈爾濱石油學(xué)院，黑龍江省哈爾濱市松北區(qū)松浦路297號，150027)?！币蜞]件沒有說明是修改來稿中的作者單位，編輯部誤以為是修改贈刊郵寄地址，為此該文刊出時作者單位仍誤為哈爾濱商業(yè)大學(xué)能源與建筑工程學(xué)院。

特此鄭重更正：本刊2016年第3期刊登的《相變蓄冷技術(shù)在食品冷鏈中的應(yīng)用與進展》一文中，作者的單位為哈爾濱石油學(xué)院。

——《制冷》期刊編輯部

The Numerical Simulation of Indoor Natural Ventilation with Two Windows Opening Forms

LI Hongzhu

( Zhubo Design Group CO.，LTD，Shenzhen，518000，China )

It is obvious that indoor natural ventilation depends immediately on windows opening forms.This paper study indoor air distribution with the top-hung window or the vertical opening，and then analysis the effect of natural ventilation with comparative，in order to provide data basis for designing.

Top-hung window；The vertical opening；Natural ventilation；The numerical simulation

2017-1-20

李洪珠(1985-)，女，碩士，工程師，綠色建筑咨詢。Email：lihongzhu88888@163.com

ISSN1005-9180(2017)02-053-04

TU834 文獻標示碼：B

10.3969/J.ISSN.1005-9180.2017.02.011