【摘 要】
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为了优化高大采光中庭空间及回廊的热环境,有效保证人体热舒适并达到节能降耗的目的,就必须实现对其室内采光中庭空间及回廊区域热环境的准确预测。对于采光中庭这一类高大空间建筑而言,其室内空间及回廊区域热环境受室外气候、区域环境和局部空调系统调节的影响很大,因此不同采光中庭空间及回廊的热环境分析,应根据研究对象的室外气候、区域环境、室内空调系统等进行科学的分析,利用现场数据实测、CFD数值模拟等手段进行分
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为了优化高大采光中庭空间及回廊的热环境,有效保证人体热舒适并达到节能降耗的目的,就必须实现对其室内采光中庭空间及回廊区域热环境的准确预测。对于采光中庭这一类高大空间建筑而言,其室内空间及回廊区域热环境受室外气候、区域环境和局部空调系统调节的影响很大,因此不同采光中庭空间及回廊的热环境分析,应根据研究对象的室外气候、区域环境、室内空调系统等进行科学的分析,利用现场数据实测、CFD数值模拟等手段进行分析,以达到优化目的。本文以常州市某带有采光中庭空间的大型商业建筑为对象,对该建筑中庭空间及回廊热环境参数进行现场测量和数值模拟,进行实测和模拟的验证分析。并以该建筑为模型,利用CFD软件,对四个纬度位置、三种区域环境以及十种不同空调送、回风组合方式分别进行数值模拟,自外而内研究不同因素对高采光中庭空间及回廊热环境的影响因素,并针对性提出优化措施。通过对比分析,得出以下几点结论。首先,由高纬度到低纬度地区高大采光中庭空间及回廊热环境竖直方向上温度分层现象逐渐明显,温度分层现象受温度和太阳辐射强度影响较大。其次,建筑所在区域形成良好的通风廊道以及对建筑屋顶进行绿化处理,均可以有效降低研究对象屋顶表面温度,前者下降约9～15℃,降幅在24.5%左右,由屋顶传入中庭空间的热量降低约48.4%;后者下降约6～10℃左右,降幅在10.56%左右,由屋顶传入中庭空间的热量降低约16.1%。两者均能明显降低建筑表面温度,减少由屋顶传热室内空间的热量,进一步降低室内中庭空间上部的温度,对垂直方向温度分层的现象有一定的优化作用。最后,以研究对象为例,在回风口设置在每层空调机房侧墙上方时,一层采用侧送风,二层至六层采用上送风的组合方式使五层和六层温度降低1.5℃～2.0℃,每层平面1.5m处风速基本在0.75m/s以下,以温湿指数为评价标准下,室内人体温湿指数均在23.0～24.9的舒适区间,对中庭空间及回廊区域的热环境有更好的优化效果,该工况下五层和六层温度下降约1.0℃,一层温度上升约0.5℃,中庭空间及回廊的温度梯度降幅约25%,在保证人体舒适度的前提下,可降低耗电量约8%;在回风口设置在中庭空间顶部四周时,中庭空间及回廊区域气流有明显的上升运动,该情况下,一层至三层为上送风、四层至六层为侧送风的组合方式对中庭空间及回廊热环境有一定的优化效果,室内人体温湿指数均在23.0～24.9的舒适区间,但回廊1/4区域风速大于0.5m/s,对人体造成一定的不适感。以上结论为具有采光中庭空间的高大空间建筑的区位选择提供了一定的参考价值,同时为不同气候条件下,高大空间建筑室内采光中庭空间及回廊热环境的改善和节能提供一定依据。
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