中庭式高層住宅建筑的熱壓通風特性及預測模型研究.pdf

1、中庭式高層住宅建筑是現(xiàn)代民用建筑的一種特殊形式。其一方面使住宅建筑能夠充分利用煙囪效應實現(xiàn)熱壓自然通風,提高住戶室內(nèi)的熱舒適性,有效減少空調能耗；另一方面,由于中庭空間具有明顯的對外開放性,以及與各住戶之間的聯(lián)系性,其熱環(huán)境容易受到外界大氣環(huán)境及建筑內(nèi)部諸多因素的耦合影響,呈現(xiàn)出復雜的流場及溫度場變化規(guī)律。
　　 本文首先總結了中庭式高層住宅建筑的歷史發(fā)展、作用與研究現(xiàn)狀。針對中庭式高層住宅建筑提出了一個具有代表性的“通用原型”

2、。一方面根據(jù)相似理論,以阿基米德數(shù)為主要準則數(shù)進行相似關系計算,并對其進行比例為1/25的熱浮力模型實驗；另一方面采用雷諾應力方程模型(RSM),對熱壓作用下的中庭式高層住宅建筑通風現(xiàn)象進行數(shù)值模擬,研究中庭式住宅建筑熱壓通風的共性規(guī)律。然后建立住宅內(nèi)部熱壓通風氣流環(huán)路的數(shù)學預測模型,并利用模型實驗和數(shù)值模擬的結果驗證。最后利用數(shù)學預測模型,計算與評估多條件耦合下的建筑熱環(huán)境,分析主要的影響因素,得到中庭式住宅建筑的熱壓通風特性。研究結

3、果表明:
　　 (1)數(shù)學預測模型計算值與模型實驗、數(shù)值模擬數(shù)據(jù)吻合良好,說明基于網(wǎng)絡模型和多區(qū)域模型結合的宏觀描述數(shù)學模型能夠較精確地預測中庭式住宅建筑的流場與溫度場分布,尤其對于中庭空間內(nèi)部。
　　 (2)住戶室內(nèi)熱壓通風現(xiàn)象的產(chǎn)生主要受自身和上游住戶的室內(nèi)熱源強度影響,從而發(fā)生室內(nèi)熱環(huán)境的變化。而中庭空間則相反,受下游住戶的室內(nèi)熱源強度和通風量的影響。
　　 (3)熱壓通風氣流總是沿著“室外大氣環(huán)境-住戶室