广州市某人民医院易址新建项目室内自然通风模拟分析报告.doc

1、室内自然通风模拟报告 广州市第十二人民医院易址新建项目室内自然通风模拟分析报告工程地点：广东省广州市建设单位：广州市第十二人民医院编制单位：编制日期：1 模拟概述1.1 项目概况拟建项目位于黄埔区东部、广深沿江高速北侧、丹水坑路以西。项目将医院建设成为一所集综合医疗、教学、科研、职业病防治为一体的三级综合性医院。项目整体规划病床数800床，本期建设600床。项目总用地面积为103518。本项目拟结合黄埔区供地时间拟分两期建设，其中一期总用地面积55144，二期总用地面积约48374。图1 项目建筑平面图1.2 通风概述自然通风是在压差推动下的空气流动，根据压差形成的机理，自然通风可以分为风压作

2、用下的通风和热压作用下的通风。根据本项目室外风环境情况可知，夏季建筑前后压差都在 3Pa左右，本报告则选取背风侧建筑最不利楼层作为分析对象，分析在风压作用下室内各房间的通风换气情况以及整体的通风效果。在具有良好的外部风环境的地区，风压可作为实现自然通风的主要手段。风洞试验表明：当风吹向建筑时，因受到建筑的阻挡，会在建筑的迎风面产生正压。而当气流绕过建筑的各个侧面及背面，会在相应位置产生负压，如图2所示。图1.2 建筑物在风力作用下的压力分布+ 附加压力为正； 附加压力为负（a）平屋顶建筑（立剖面）；（b）倾角 30坡屋顶建筑（立剖面）；（c）倾角 45坡屋顶建筑（立剖面）；（d）建筑平面图风压

3、通风就是利用建筑的迎风面和背风面之间的压力差实现空气的流通。压力差的大小与建筑的形式、建筑与风的夹角以及建筑周围的环境有关。1.3 参考依据本项目主要参照资料为：广东省绿色建筑评价标准DBJ/T 15-83-2017绿色建筑评价技术细则委托方提供的本项目的平面图、建筑专业设计图纸、设计效果图等图纸资料民用建筑设计通则GB 50352-2005 委托方提供的其他相关资料1.4 评价方法现今国内外对自然通风状况分析所采用的方法主要有网络法和 CFD 模拟。网络法是从宏观角度对自然通风进行分析，主要用于自然通风建筑设计初期的风量预测。它利用质量、能量守恒等方程计算风压和热压作用下的自然通风量。 但由

4、于网络法不考虑房间内部的空气流动形态对自然通风效果的影响，所以无法给出房间内部的空气详细流动情况分析。CFD 模拟是从微观角度，针对某一区域 或房间，利用质量、能量及动量守恒等基本方程对流场模型进行求解，分析其空气流动状况。采用 CFD 对自然通风模拟，主要用于自然通风风场布局优化和室内流场分析，以及对象中庭这类高大空间的流场模拟，通过 CFD 提供的直观详细的信息，便于设计者对特定的房间或区域进行通风策略调整，使之更有效的实现自然通风。本报告采用计算流体力学（CFD）法对项目的自然通风效果进行分析评价。1.5 评价说明广东省绿色建筑评价标准DBJ/T 15-83-2017 第8.2.10条对

5、建筑的室内风环境状况提出了明确的要求：建筑设计和构造设计有促进自然通风的措施，在自然通风条件下，保证主要功能房间换气次数不低于2次/h 为基本要求。2 技术路线2.1 湍流模型CFD 方法是针对流体流动的质量守恒、动量守恒和能量守恒建立数学控制方程，其一般形式如下表所示：该式中的可以是速度、湍流动能、湍流耗散率以及温度等。针对不同的方程，其具体表现形式如表。表2.1 计算流体力学的控制方程名称变量连续性方程100x 速度y 速度z 速度湍流动能湍流耗散温度表中的常数如下：， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 由 计算其中 。如果 ，则 ， 其中 ， ， 尽管室内自然通风流速较低，但在复杂

6、的边界条件下，室内气流呈现为湍流状态。本项研究中采用 k-e 湍流模型，该模型已经得到了大量工程应用的验证，可靠性高。2.2 数理模型本报告根据建筑设计图纸等其它相关资料建立建筑室内自热通风模型。2.2.1 分析区域室内自然通风模拟计算模型主要参考项目的建筑设计图纸进行建立，本报告主要分析本项目参评建筑各层室内整体的流场分布及通风换气情况。2.2.2 室外风环境状况建筑表面风压如下图所示。图2.1 整体表面迎风侧压力分布图2.2 整体表面背风侧压力分布2.2.3 计算曲线Vent2016数值模拟代数方程的终止标准按连续性方程与动量方程残差为1.0E-2，但由于计算量较大，根据经验，往往根据测点

7、值变化不大时，就可认为计算准确。计算曲线及观测点的值（以二层为例）如图2.3所示。 图2.3 参评建筑二层数值模拟计算曲线3 模拟结果分析本项目一层六层平面布局相似，七层十二层布局相似，因此本次模拟计算二层与七层平面通风环境，分析通风最不利层达标情况1）二层图3.1 首层风速矢量图上图所示为首层主要功能房间人行高度处的风速流线分布图，等值线间距为0.263m/s。图3.2 首层风速云图上图所示为首层人行高度处的风速分布色阶图。从图中可以看出：迎风侧进风气流形成有效气流风速分布在0.00m/s4.21m/s范围之内。2）七层图3.3 七层风速矢量图上图所示为七层主要功能房间人行高度处的风速流线分

8、布图，等值线间距为0.244m/s。图3.4 七层风速云图上图所示为七层人行高度处的风速分布色阶图。从图中可以看出：迎风侧进风气流形成有效气流风速分布在0.00m/s3.90m/s范围之内。4 换气次数面积比例统计二层分类体积(m3)面积(m2)换气次数(1/hr)第2层户:1-F4948.31649.467.332003房间190.3442.302001房间256.0656.902001房间625.38138.9757.482002房间190.342.2902041空房间338.9275.32469.212036空房间427.7695.0602013办公-普通办公室1040231.12152

9、.172109办公-普通办公室51.6611.4802105办公-普通办公室68.315.1870.922090空房间123.2127.3874.632088空房间128.0728.46155.012077空房间173.9638.6602068办公-普通办公室193.2442.9402065办公-普通办公室199.6244.3631.862064办公-普通办公室202.545202062办公-普通办公室204.1245.365.222046办公-普通办公室277.3861.6496.312034办公-普通办公室447.0599.3402006办公-普通办公室1941.7431.4922.422

10、001办公-走廊3794.5843.21103.972069办公-普通办公室175.0438.9124.92063空房间197.143.8256.582053办公-普通办公室25456.44227.392050空房间268.8559.7438.872039办公-普通办公室363.9780.8856.092038办公-普通办公室382.1984.93160.782037办公-普通办公室392.3187.1839.862035办公-普通办公室439.1797.5969.512033办公-普通办公室449.6399.9285.842027办公-普通办公室568.62126.3692.052026办公

11、-普通办公室539.22119.83204.732025办公-普通办公室575.26127.8387.942023办公-普通办公室695.64154.5925.682021办公-普通办公室714.67158.8143.922019办公-普通办公室791.96175.99163.932017办公-普通办公室875.43194.54575.112011办公-走廊1439.4319.861153.992010办公-普通办公室1507334.8882.912099空房间96.8321.5256.792016办公-走廊955.58212.3539.172015办公-走廊1000.7222.38220.6

12、72014办公-走廊1027.8228.41117.542008办公-走廊1742.6387.2460.022004医院-门诊2955.3656.7299.592002办公-走廊3666.6814.8154.92032办公-走廊437.5297.2337.762030办公-走廊489.61108.872.672007办公-走廊1885.8419.07188.792110空房间45.5410.1202070办公-其它183.8740.8665.942108空房间52.9211.7602107空房间53.6211.91489.112106办公-普通办公室66.9514.88293.762104空房

13、间69.1215.36126.62103办公-其它66.6714.8296.222102办公-普通办公室71.8215.9621.722101空房间83.1118.4754.032100办公-普通办公室92.120.4714.772098空房间99.922.2115.212097空房间105.5823.468.252096空房间104.223.1687.352095空房间11325.1102094空房间114.4525.43235.272093空房间114.4725.4494.492092空房间115.5625.6846.512091空房间114.4725.44126.342089空房间130

14、.1428.9247.452087空房间127.828.426.162086办公-其它129.7428.83140.612085办公-其它130.3928.98139.462081空房间142.2931.6225.742084办公-其它142.5831.6874.312083空房间145.832.436.312082办公-普通办公室148.7633.0645.82079办公-其它161.7135.940.232080办公-普通办公室162.0836.0202078办公-走廊164.4236.5478.72076办公-普通办公室166.6737.0443.782075空房间162.8636.19

15、89.222074空房间162.8636.1931.872073办公-普通办公室177.3839.42101.732072空房间180.840.187.792066办公-其它192.4942.7846.962061办公-其它202.2244.9479.172060办公-普通办公室217.6248.3624.182058办公-普通办公室212.8547.347.862059空房间207.0946.025.942057办公-普通办公室228.9650.8831.452055办公-普通办公室23652.44597.752054空房间246.2454.7221.12051空房间255.2356.725

16、0.822052办公-普通办公室249.6155.4731.762049办公-普通办公室265.0458.960.522048办公-普通办公室276.561.4461.192047办公-普通办公室269.6959.93189.392045办公-普通办公室282.7162.8266.792044办公-普通办公室282.7162.8272.632042空房间318.0670.6802040办公-普通办公室378.8184.182.042031办公-走廊505.92112.43146.672029办公-走廊547.29121.62122.512028办公-普通办公室554.31123.184.872

17、022办公-普通办公室656.36145.86192.312020办公-走廊713.63158.5857.52018办公-普通办公室837.31186.07249.612012办公-普通办公室1056.8234.8332.052009办公-走廊1606.6357.010.132005办公-普通办公室2285.7507.9317.762003办公-普通办公室2908.7646.3962.18换气次数大于2/h的面积比换气次数大于2/h的面积11437.70 总面积12413.30 面积比例RR92.14 %七层分类体积(m3)面积(m2)换气次数(1/hr)第7层户:1-A8183.12578.

18、3130.296033办公-其它59.912.4888.276031办公-普通办公室73.7315.3645.926027办公-普通办公室88.718.48185.756026办公-普通办公室91.7819.1244.046025办公-普通办公室94.9419.78365.356016空房间212.5644.2894.656011医院-病房509.52106.1560.956008医院-病房686.4143107.216002医院-病房2082.5433.86135.376001医院-病房2213.7461.266.76014空房间265.3355.2885.856013空房间341.8471

19、.2235.966037空房间38.027.92526.486036办公-其它44.069.180.646035空房间47.479.89469.046034空房间48.5810.1219.36032空房间68.4514.2606030办公-其它73.4915.3117.096023空房间125.926.2315.616022医院-病房15131.4672.546021医院-病房155.232.33315.76020办公-普通办公室182.0237.9266018办公-普通办公室198.3841.33112.846017办公-普通办公室208.3243.4109.126012空房间453.999

20、4.5845.016006办公-走廊794.42165.51105.466005办公-走廊903.43188.21148.926004办公-走廊916.51190.94218.046003办公-走廊1245.6259.49156.78换气次数大于2/h的面积比换气次数大于2/h的面积2554.85 总面积2578.29 面积比例RR99.09 %5 结论建议通过对本项目室内自然通风状况进行模拟，结论如下：1) 本项目平面布局和朝向有利于自然通风；2) 主要功能房间迎风侧有较大面积开口，能够通过迎风侧进风气流形成有效气流，其中，二层换气次数在2次/h以上的房间面积占到主要功能房间面积的92.14 %，六层换气次数在2次/h以上的房间面积占到主要功能房间面积的99.09%。最不利层二层换气次数在2次/h以上的房间面积占到主要功能房间面积的92.14 %，得12分。13