PDF《建筑环境设计模拟分析软件 DeST》

风系统全年运行能耗的高低. 目前空调风系统设计主要是针对典型工况进行的单工况点设计, 按照典型工况下的房间 风量需求,计算通风管网的各段风管尺寸、压力损失,确定最不利支路,然后按照最不利支 路的全压损失选择风机.但按照这种方法设计的风系统,运行中有时存在着风量分配不均, 甚至送风口吸风等现象,使得风系统无法实现设计要求,从而不能控制室内的温度湿度,导 致有些房间过冷,而有些房间过热. 究其原因, 单工况设计方法有以下局限性: 没有考虑房间内压力以及自然通风和渗透对 房间能够实现的送风量的影响;

没有考虑三通部件的特性对送风支管送风量的影响, 无法计 算设计方案下各个风口实现的风量;

对变风量系统没有考虑系统工况变化时的情况. 另一方面, 单工况设计方法由于无法获得风系统全年运行状况, 不能对不同风系统方案 的能耗进行比较,无法对不同方案的经济性进行分析. 为了进一步认识空调风系统的实际运行效果, 就要在热分析的基础上进一步对建筑自然 通风和机械通风进行联合模拟分析. 1.2 建筑通风的描述模型 在建筑通风的研究领域和工程设计中,人们往往习惯把建筑通风分为两种情况单独考 -

3 - 虑:自然通风和渗透;

空调的机械通风.这种习惯并不完全基于自然风和机械风的区别,实 际上,由于驱动力受到自然条件限制,自然通风往往采用机械辅助的形式,例如英国新议会 大厦、蒙特福德大学机械馆、新卡里多尼亚的 Tjbaou 文化中心、德国法兰克福商业银行, 建筑师利用风压和热压这样的自然动力驱动通风, 通过合理的建筑结构以及机械辅助设施优 化自然通风,从而达到舒适、生态、节能的效果 [4] .另一方面,任何空调通风系统都是在整 个建筑既定的自然通风和渗透条件下运行的, 自然与机械系统混合通风才是实际建筑通风的 真实情况. 从气流流动的机理来看,自然通风和渗透、空调的机械通风的本质是一样的,压力差的 存在是空气流动的根本原因,只是在产生压力差的原因上,两者有所不同.自然通风和渗透 最主要的动力是风压和热压, 有时也借助机械设备产生的压头. 空调的机械通风则主要是靠 风机产生的压头来推动气流运动. 无论何种原因产生的气流, 在建筑内部都将与室内空气混 合,这些气流经过缝隙、开口、管道通达各处,相互影响同时也受到外界的影响. 综上所述,对建筑通风的模拟,应该采用自然通风、空调机械通风同时描述的统一的模 型.本文将介绍在 DeST 中全面考虑自然通风和渗透以及空调的机械通风的通风模拟方法, 并以实例说明其应用.

2 文献综述 2.1 自然通风的模拟现状 目前在自然通风与渗透计算问题上,应用最广泛的是多区域网络模型方法. 多区域网络模型是将建筑内部各个空间(或者一空间内各个区域)视为不同节点,在同 一区域(节点)内部,假设空气充分混合,其空气参数一致;

同时将门、窗等开口视为通风 支路单元, 从而由支路和节点组成流体网络. 计算中, 每一时间步长内各节点温度保持不变, 空气流动满足定常流伯努利方程,各节点内空气满足质量守恒定律. 多区域网络模拟从宏观角度进行研究, 把整个建筑物作为一个系统, 把各房间作为控制 体,用实验得出的经验公式反映房间之间支路的阻力特征,利用质量守恒、能量守恒等方程 对整个建筑物的空气流动、压力分布进行研究. 多区域网络模型经过近