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室外风环境

室内外通风

城市热岛

室内气流组织

受风场、日照、材质导热与绿化模拟与评价,给予建筑设计方案的改善建议。空气温度热量来源主要为太阳幅射经地面吸收后传至空气之中,藉由模拟太阳幅射及风场流动对基地环境形成的温度场做分析,并给予建筑设计方案的改善建议。
高层建筑物烟囱排气模拟

解析概要

 

  本文讨论的城市问题是污染物扩散,属于室外风环境,高层污染物扩散损坏建筑物本身、影响周边建筑物和楼顶直升飞机场的使用,通过模拟分析调整烟囱位置能够改善这些情况。本案使用的是WindPerfectDX的风环境解析功能,解析对象是独栋高层建筑物,模拟分析高层污染物扩散需注意:1. 高层风速较高;2. 高层乱流现象;3. 烟囱排出的气体温度高。
  本案模拟结果显示风量不同的烟囱在排气后有不同扩散趋势,高层排气受地形影响小,受高处气流运动影响大。气流组织与建筑物和烟囱的相对位置也有关系,建筑物自身也会影响气流走向。气体温度、速度以及对建筑物表面温度的影响会间接导致建筑物的损害。
   从建筑形态设计的角度出发,可以通过调整烟囱位置改善,或增减烟囱数量及形态。

  高层建筑物会在楼顶上设置较大的排气烟囱用来排气。由于高层建筑物楼顶处的风速相对较高,从烟囱排出的高温气体受高层乱流影响,有可能会使周边预想不到的地方(墙壁等)产生过热现象。由于高温会导致受热部变色以及产生裂痕等影响、所以对此危害有必要做出相应的对策。

解析內容

 

  通过分析“速度向量+温度等值面”,从模拟结果可得知对于排气量的速度和温度较高的气体将影响到的区域,通过分析“表面温度+温度等值面”,便可进一步掌握气体温度对建筑物表面的影响程度,如虽然烟囱面积小,但烟囱周围的3-5倍范围内建筑表面不同程度地受到高温影响。通过“粒子轨迹分布图”,从模拟结果中可观察到气流组织的具体走向,上下风处分流明显,在下风处形成涡流。
   也就是说,高层建筑物周围(尤其是高处)的气流通常处于风速较高的状态,由于建筑物自身影响形成的分离流使下风处容易产生乱流。风量不同的烟囱在排气后,一部分排出的高温气体会由于浮力上升然后扩散到大气中,还有一部分会停留在被卷入到建筑物屋顶周围的涡流里导致墙壁受损。
   因此为了建筑物自身,周边建筑物以及楼顶的直升飞机场等不受烟囱排出的热气影响,烟囱位置的分配是非常重要的,烟囱和建筑物的关系影响气流组织,进而影响气流对建筑物造成的损害。

速度向量+等值面(温度)
表面风速+风速等値面
表面温度+等値面(温度)
粒子轨迹分布图
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