高大空間建筑空調(diào)氣流組織模擬分析

劉海燕，周 前，宋艷蘋，靳俊杰，趙鶴源

(河南城建學(xué)院 能源與建筑環(huán)境工程學(xué)院，河南 平頂山 467036)

近年來，隨著我國建筑科技的日益發(fā)展，高大空間建筑層出不窮。調(diào)查表明，我國高大空間建筑能耗浪費(fèi)嚴(yán)重，屬于建筑能源消耗的高密度領(lǐng)域[1]。與此同時(shí)，人們對(duì)建筑環(huán)境室內(nèi)的舒適度要求也越來越高。高大空間建筑有別于小型室內(nèi)空間的相對(duì)均勻氣流和溫度分布，大空間往往呈現(xiàn)變化較大的分布特點(diǎn)[2]。高大空間空調(diào)系統(tǒng)氣流組織設(shè)計(jì)目前尚無非常成熟的理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)論,需借助氣流數(shù)值分析和模型實(shí)驗(yàn),從而發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的氣流組織方案[3]，數(shù)值模擬已經(jīng)變成研究高大空間氣流組織的最常用方式之一[4-6]。

目前，高大空間建筑常用的送風(fēng)方式主要有上送下回、側(cè)送下回、分層空調(diào)、置換通風(fēng)等。其中，分層空調(diào)往往用于空間容積大于10 000 m3、高度10 m以上的建筑[7]；置換通風(fēng)由于系統(tǒng)管道復(fù)雜，并易產(chǎn)生積塵等問題，應(yīng)用較少；在10 m以下的高大空間建筑中使用較多的是上送風(fēng)和側(cè)送風(fēng)方式[8]。本文采用數(shù)值模擬方法，利用CFD軟件模擬側(cè)送下回送風(fēng)方式下高大空間建筑內(nèi)的氣流組織情況，通過對(duì)比分析不同條件下室內(nèi)氣流組織的特點(diǎn)，為高大空間建筑的空調(diào)設(shè)計(jì)提供參考。

1 建立物理模型及方案

1.1 建筑物物理模型

建立長(zhǎng)45 m(x方向)、寬30 m(y方向)、高8 m(z方向)的大空間建筑模型，其中以南外墻和東內(nèi)墻的交界處底部為空間坐標(biāo)系的原點(diǎn)。用途為大會(huì)議室,會(huì)議室設(shè)置29排座位，每排分為左側(cè)、中間及右側(cè)三部分，左右側(cè)各長(zhǎng)6 m，中間長(zhǎng)11 m，三部分之間為過道。……