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室外风环境

室内外通风

城市热岛

室内气流组织

室内空调模拟考量空调设备与室内隔间设计的相互关系,并导入人体发热、设备发热及日照负荷等因素,藉由设定设备的送风及温度参数来检视设备的数量是否能满足空间的需求。
办公楼室内空调解析

解析概要

 

  近年来,在办公楼・教室等长时间在有人工作学习的室内环境里,室内空调的利用在不断增加,需要更为注重空调设计。 到现在为止,空调的利用主要是以空调直接制造冷风・热风,通过空气循环改变室内温度的形式为主。但是这种形式的空调,会使长时间待在室内的人由于室内温度不均和被空调的风直吹而感到不适,也有可能会出现对身体健康有害等影响。 为了改善这一状况,可以有效的制造舒适的室内环境空调的利用在不断增加。  

  此建筑设计案例, 利用WindPerfect分析夏季室内冷热环境和PMV(Predicted Mean Vote)指数,掌握室内舒适度和确认辐射式空调的有效性为目的。

解析模型・解析条件

 

(解析空间尺度・总网格数)18.0m×10.0m×3.0m、664,232 (图1)
※解析对象的模型设定为某一办公楼的办公室,天花板上设置了辐射板
(解析条件)
・季节: 夏季・多云(室外温度33.4℃)
・辐射板温度: 16℃ (图2)
・室内发热量条件设定 (图3、图4、图5)
照明发热(4500W)
人体发热1450W(50W/人,设定29人)
机器发热1450W(50W/台,设定29台)
・与室外相接的墙・玻璃窗的传热系数条件设定
墙0.9W/(㎡・K)
玻璃窗2.6W/(㎡・K)
・各负荷的设定位置、如图3、图4、图5所示。
・此案例为1200秒(20分钟)后的结果。

  在计算平均热感觉指数(PMV)时,各参数设定值为;辐射率0.5、相对湿度60%、活动量(met)1.0、着衣量(clo) 0.6。PMV指数是用-3~+3之间的值来评价舒适状态的指标,-3为冷、+3为热、0意味着室内热环境为最佳热舒适状态。

图1 解析模型
图2 辐射板位置
图3 照明发热负荷位置
图4 墙・窗传热负荷设定位置
图5 人体・机器负荷发热设定位置
 
解析內容

 

・室内气流速度最大为0.5m/sec。(图6、图7)
※风速超过0.5m/sec时身体会感觉到空气的流动。
・室内温度为25~28℃,和设定温度(26℃)几乎相同。
・平均热感觉指数(PMV)分布为0~1之间,基本上为中立值(舒适状态)。
  从以上模拟结果可以看出、辐射式空调可以减少室内气流速度与温度的不均匀性,同时也可以使室内环境保持在最佳热舒适状态(PMV=0)。

  如此案例所示,利用WindPerfect可以有效的掌握利用室内空调时的室内气流・温度变化,以及室内环境的人体舒适度(PMV)。另外,可以很容易的变更发热负荷、时间段等参数值,做出不同环境状态下的模拟解析。

图6 速度分布+速度向量图
图7 速度分布+速度向量图(FL+1m)
图8 温度分布図
图9 温度分布図(FL+1m)
图10 PMV分布図
图11 PMV分布図(FL+1m)
图12 温度等値面表示 (25℃)
图13 表面温度分布
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