室外風環(huán)境模擬計算報告

室外風環(huán)境模擬報告廣東醫(yī)科大學附屬醫(yī)院海東院區(qū)（一期工程）室外風環(huán)境模擬計算報告計算軟件：風環(huán)境模擬分析軟件PKPM-CFD開發(fā)單位：中國建筑科學研究院建研科技股份有限公司合作單位：SoftwareCradleCo.,Ltd.上海韻能建筑科技有限公司應用版本：20170920室外風環(huán)境模擬報告室外風環(huán)境模擬分析報告項目名稱：廣東醫(yī)科大學附屬醫(yī)院海東院區(qū)(一期工程)項目地址： 廣東湛江 建設單位： 廣東醫(yī)科大學附屬醫(yī)院設計單位：中南建筑設計院股份有限公司規(guī)范標準參考依據(jù)：1、《綠色建筑評價標準》(GB/T50378-2014)2、《民用建筑設計通則》(GB50352-2005)3、《綠色建筑評價技術(shù)細則》室外風環(huán)境模擬報告一、項目概述計算模型概況統(tǒng)計對象統(tǒng)計值統(tǒng)計對象統(tǒng)計值申報用地面積（以）0.00建筑占地面積（以）100000.00地上建筑面積（以）0.00地下建筑面積（以）0.00綠化面積（以）0.00人行區(qū)域面積（以）154456.54（含空地）目標建筑棟數(shù)（棟）11周邊建筑棟數(shù)（棟）1建筑物概況圖1建筑群平面示意圖（區(qū)域紅線內(nèi)為目標建筑）建筑物名稱計算性質(zhì)建筑物底標高』）建筑物高度（m）建筑2目標建筑0.0037.30建筑3目標建筑0.0017.40建筑4目標建筑0.0049.60建筑5目標建筑0.0049.60建筑6目標建筑0.0019.30室外風環(huán)境模擬報告建筑物名稱計算性質(zhì)建筑物底標高（m）建筑物高度（m）建筑7目標建筑0.0027.60建筑8目標建筑0.0027.60建筑9目標建筑0.0049.60建筑10目標建筑0.0049.60建筑11周邊遮擋0.0012.70建筑12目標建筑0.005.30建筑13目標建筑0.0054.90二、指標要求針對室外風環(huán)境評價依據(jù)為《綠色建筑評價標準》（GB/T50378-2014）中有關(guān)室外風環(huán)境的條目要求。規(guī)范的評價要求《綠色建筑評價標準》（GB/T50378-2014）中有關(guān)室外風環(huán)境的具體要求如下：4.2.6場地內(nèi)風環(huán)境有利于室外行走、活動舒適和建筑的自然通風。評分規(guī)則如下：1冬季典型風速和風向條件下，建筑物周圍人行區(qū)風速低于5m/s，且室外風速放大系數(shù)小于2,得2分；除迎風第一排建筑外，建筑迎風面與背風面表面風壓差不超過5Pa，再得1分。2過渡季、夏季典型風速和風向條件下，場地內(nèi)人活動區(qū)不出現(xiàn)渦旋或無風區(qū)，得2分；50%以上可開啟外窗室內(nèi)外表面的風壓差大于0.5Pa，得1分。模擬條件設置要求1、室外風環(huán)境模擬的邊界條件和基本設置需滿足以下規(guī)定：1）計算區(qū)域：建筑覆蓋區(qū)域小于整個計算域面積3%；以目標建筑為中心，半徑5H范圍內(nèi)為水平計算域。建筑上方計算區(qū)域要大于3H；H為建筑主體高度；2）網(wǎng)格劃分：建筑的每一邊人行高度區(qū)1.5m或2m高度應劃分10個網(wǎng)格或以上；3）湍流模型選擇：標準》￡模型。高精度要求時采用0口比血模型或￥^模型。三、模擬概述室外風環(huán)境模擬報告3.1 模擬原理簡述建筑物室外通風過程的數(shù)值模擬研究主要有節(jié)點法、數(shù)學模型法和計算流體力學法。計算流體力學（CFD）針對某一區(qū)域或房間（計算領(lǐng)域），建立質(zhì)量、能量及動量守恒等基本微分方程，根據(jù)周邊環(huán)境，設定合理的邊界條件，然后利用劃分的風格，對微分方程進行離散，將微分方程離散為代數(shù)方程，通過迭代求解，得到空氣流動狀況。采用CFD對自然通風模擬，主要用于自然通風風場布局優(yōu)化和室內(nèi)自然通風優(yōu)化分析。由于建筑物周圍的流動往往是湍流，模擬中常采用標準K-￡模型及其它湍流模型方程。涉及到的控制方程主要包括：連續(xù)性方程、動量方程、能量方程，K-￡模型方程可以寫成如下通用形式：［）+=drv（V*”征由學）十S該式中的很可以是速度、湍流動能、湍流耗散率以及溫度等。其具體表現(xiàn)形式如下表:名稱變量S連續(xù)性方程100又速度U%?區(qū)dPd（du\d一至十默一瓦卜詼41y速度V% 區(qū)―十斗電］十金8/5x1Bv}8v+i'Sw>4麗z速度W壓y=尹一用8Paf3a-J141一穌湍流動能k比串留q~ps湍流耗散￡fc k溫度TZ十四Pr0rSf室外風環(huán)境模擬報告C==0.08+5Clr室外風環(huán)境模擬報告C==0.08+5Clr=1.42,Cl=1.6Sj=tank(7^=0.7；Cjj才Q-n㈤點其中飛=1一?？谌绻??聲然.,Cjj才Q-n㈤點￡?X—;其中門=SidE,小.=4一芟，#=8012k:風速放大系數(shù)計算公式風速放大系數(shù)二V2/V1VI=VO（1.5/10）1/n式中：V0：10米高度開闊地的風速，即工況風速；V1:1.5米高度開闊地的風速；V2:人行區(qū)1.5米處最大風速；n:由項目所處的環(huán)境類型決定。該項目所處的環(huán)境類型是大城市中心,1/n=0.28計算工況設置表工況名季節(jié)風向風向（中文）風速（m/s）頻率（％）值來源冬季工況冬季NNE北東北2.719.0暖通規(guī)范夏季工況夏季SSE南東南2.312.0暖通規(guī)范過渡季工況過渡季SSE南東南2.312.0暖通規(guī)范用戶設置計算目標表工況名風速過大控制不產(chǎn)生無風區(qū)與渦旋建筑迎背風面壓差控制外窗內(nèi)外表面壓差控制6

室外風環(huán)境模擬報告風速要求應達標面積比風速要求不出現(xiàn)無風的面積比無渦旋的面積比壓差要求應達標面積比壓差限值應達到的面積比（個數(shù)比）冬季工況<5m/s三95% W5Pa每棟平均壓差均達標 三50%夏季工況 >0.1m/s三95%三95% >0.5pa三50%過渡季工況 >0.1m/s三95%三95% >0.5pa三50%計算域及網(wǎng)格劃分設置圖2計算域與網(wǎng)格劃分設置計算域設置計算域劃分實際模型大?。t線）標準要求最小計算域大小實際計算域大小長X(m)798.4381.5(5H)1796.4寬Y(m)505.8381.5(5H)1507.2高Z(H) (m)76.3228.9(3H)305.2網(wǎng)格劃分設置網(wǎng)格設置項標準要求本項目設置總網(wǎng)格個數(shù)（萬）無要求70

室外風環(huán)境模擬報告網(wǎng)格設置項標準要求本項目設置最小網(wǎng)格尺寸(mXmXm)無要求2.0mX2.0mX2.0m最大網(wǎng)格尺寸(mXmXm)無要求7.0mX7.0mX7.0m參與迎背風面壓差判斷的建筑設置圖3參與風壓判斷的建筑物(紅色為參與判斷建筑物)參與建筑迎背風面風壓差判斷的建筑物名稱未參與建筑迎背風面風壓差判斷的建筑物名稱建筑5、建筑7、建筑8、建筑9、建筑12、建筑13建筑2、建筑3、建筑4、建筑6、建筑10、建筑11四、模擬結(jié)果冬季工況的模擬結(jié)果冬季工況自然通風的基本情況：冬季、北東北向、平均風速2.70m/s。冬季工況的人行活動區(qū)域風速計算結(jié)果(1)整個計算區(qū)域風速結(jié)果

圖4冬季工況整個計算域1.5m平面高度處風速原始云圖冬季工況計算區(qū)域風速統(tǒng)計表風速范圍（m/s）該風速范圍內(nèi)的人行區(qū)域面積（mD占總面積百分比（％）0~1.457625.7337.31.4?2.879289.0151.32.8?3.717541.8011.4（2）人行活動區(qū)域風速結(jié)果

室外風環(huán)境模擬報告風革［a/a：室外風環(huán)境模擬報告風革［a/a：圖5冬季工況人行區(qū)域1.5m平面高度處風速云圖冬季工況人行活動區(qū)域風速統(tǒng)計表風速范圍（m/s）該風速范圍內(nèi)的人行區(qū)域面積（mD人行活動區(qū)域總面積（mD占總面積百分比（％）0~5154456.54154456.54100.0三50.00154456.540.0匯總風速＜5m/s的面積比=100.0%10

室外風環(huán)境模擬報告冬季工況在人行活動區(qū)域最大風速判斷表工況季節(jié)實際計算值限值人行區(qū)風速最大值（m/s）風速達標的面積比例人行區(qū)最大風速限值（m/s）風速達標的面積比例限值冬季3.7100.0%<5.0三95.0%判斷人行區(qū)風速＜5.0m/s的面積比例為100.0%，故達到了“建筑周圍人行區(qū)風速＜5.0m/s”的要求注：根據(jù)用戶自定義，建筑周圍人行區(qū)風速＜5.0m/s的面積比例三95.0%即判定為達標。冬季工況的風速放大系數(shù)計算結(jié)果11

室外風環(huán)境模擬報告圖7冬季工況1.5m平面高度處風速放大系數(shù)達標圖冬季工況風速放大系數(shù)判斷表工況季節(jié)計算條件實際計算值限值10米高處工況風速V0(m/s)1.5米高處開闊地的風速V1(m/s)1.5米高處考察區(qū)域的最大風速V2(m/s)風速放大系數(shù)風速放大系數(shù)限值冬季2.71.6（實值1.587）3.7（實值3.693）2.3<2.0判斷風速放大系數(shù)為2.3,未達到“室外風速放大系數(shù)＜2.0”的要求注：v1=2.70*0.15"0.28=1.587風速放大系數(shù)=v2/v1=3.693/1.587=2.3冬季工況的建筑風壓計算結(jié)果12室外風環(huán)境模擬報告■9SSS室外風環(huán)境模擬報告■9SSS圖8冬季工況迎風面風壓圖圖9冬季工況背風面風壓圖冬季工況建筑迎背風面壓差數(shù)值表建筑名稱建筑迎風面平均風壓（Pa）建筑背風面平均風壓（Pa）建筑迎背風面的平均風壓壓差（Pa）建筑5-1.0-4.23.213

室外風環(huán)境模擬報告建筑名稱建筑迎風面平均風壓（Pa）建筑背風面平均風壓（Pa）建筑迎背風面的平均風壓壓差（Pa）建筑71.9-3.55.4建筑8-0.6-4.13.5建筑9-1.8-5.94.1建筑123.31.91.4建筑131.3-5.97.1匯總有2棟建筑不滿足壓差W5.0的要求冬季工況建筑迎背風面壓差判斷表工況季節(jié)建筑迎背風面平均風壓壓差的最大值（Pa）建筑迎背風面平均風壓壓差限值（Pa）冬季7.1W5.0判斷建筑7、建筑13的迎背風面平均風壓的壓差值大于限值，故未達到標準的要求冬季工況判斷匯總表指標限值實際計算值規(guī)范限值人行區(qū)最大風速（m/s）3.7<5.0風速放大系數(shù)2.3<2.0未出現(xiàn)無風的面積比（％）未出現(xiàn)渦旋的面積比（％）建筑迎背風面平均風壓壓差的最大值（Pa）7.1W5.0窗口內(nèi)外表面壓差達標的面積比（%）判斷最大風速判斷人行區(qū)風速＜5.0m/s的面積比例為100.0%,故達到了“建筑周圍人行區(qū)風速＜5.0m/s”的要求。無風區(qū)與渦旋判斷無要求風速放大系數(shù)判斷風速放大系數(shù)為2.3,未達到“室外風速放大系數(shù)＜2.0”的要求。建筑風壓判斷建筑7、建筑13的迎背風面平均風壓的壓差值大于限值，故未達到標準的要求。窗口風壓壓差判斷無要求夏季工況的模擬結(jié)果夏季工況自然通風的基本情況：夏季、南東南向、平均風速2.30m/s。夏季工況的無風區(qū)與渦旋計算結(jié)果14

室外風環(huán)境模擬報告圖10夏季工況1.5m平面高度處無風區(qū)示意圖夏季工況無風區(qū)數(shù)值表風速范圍（m/s）該風速范圍內(nèi)的人行區(qū)域面積（皿）人行活動區(qū)域總面積（近）占總面積百分比（%）備注0~0.1202.94154456.540.1屬于無風>0.1154253.60154456.5499.9不屬于無風匯總未產(chǎn)生無風面積比=99.9%，超過95.0%,故認為未產(chǎn)生無風區(qū)注：根據(jù)用戶自定義，未產(chǎn)生無風區(qū)的面積比例三95.0%即判定為達標。15

圖11夏季工況1.5m平面高度處風速矢量示意圖夏季工況渦旋數(shù)值表渦旋半徑（m）該半徑范圍內(nèi)的人行區(qū)域面積（皿）人行活動區(qū)域總面積（近）占總面積百分比（%）備注無渦旋154456.54154456.54100無渦旋有渦旋0.00154456.540有渦旋匯總未產(chǎn)生渦旋面積比=100.0%，超過95.0%,故認為未產(chǎn)生渦旋注：根據(jù)用戶自定義，未產(chǎn)生渦旋的面積比例三95.0%即判定為達標。夏季工況無風區(qū)與渦旋判斷表工況季節(jié)實際計算值限值人行區(qū)總面積（而）不屬于無風的面積5）不屬于無風的面積無旋渦的面積（皿）無旋渦的面積比例不屬于無風的面積比限值無旋渦的面積比限值夏季154456.54154253.6099.9%154456.54100.0%三95.0%三95.0%判斷未產(chǎn)生無風的面積比為99.9%,達到了“場地內(nèi)人活動區(qū)不出現(xiàn)無風區(qū)”的要求；未產(chǎn)生渦旋的面積比為100.0%,達到了“場地內(nèi)人活動區(qū)不出現(xiàn)渦旋”的要求；注：根據(jù)用戶自定義，場地內(nèi)人活動區(qū)不產(chǎn)生無風區(qū)的面積比三95.0%,場地內(nèi)人活動區(qū)不產(chǎn)生渦旋的面積比三95.0%即判定為達標。夏季工況的窗口風壓壓差計算結(jié)果16

室外風環(huán)境模擬報告圖12夏季工況窗口內(nèi)外表面風壓壓差示意圖夏季工況外窗可開啟部分風壓壓差數(shù)值表建筑名稱外窗可開啟部分的總面積（mD外窗內(nèi)外表面風壓壓差范圍（Pa）該壓差范圍內(nèi)的外窗可開啟面積（m?）占可開啟總面積的比例（%）建筑67.200?0.500.000.0%建筑67.20>0.57.20100.0%夏季工況外窗可開啟部分風壓壓差判斷工況季節(jié)實際計算值限值外窗可開啟部分總面積（m2）外窗可開啟部分壓差＞0.5Pa的面積（m）外窗可開啟部分壓差＞0.5Pa的面積比（%）壓差大于限值的面積比限值（%）夏季7.207.20100.0%三50.0%判斷夏季工況達到了“50.0%以上可開啟外窗室內(nèi)外表面的風壓差＞0.5Pa”的要求夏季工況判斷匯總表指標限值實際計算值規(guī)范限值人行區(qū)最大風速（m/s）風速放大系數(shù)未出現(xiàn)無風的面積比（％）99.9三95.0未出現(xiàn)渦旋的面積比（％）100.0三95.0建筑迎背風面平均風壓壓差的最大值（Pa）窗口內(nèi)外表面壓差達標的面積比100.0三50.017

室外風環(huán)境模擬報告(%)判斷最大風速判斷無要求無風區(qū)與渦旋判斷未產(chǎn)生無風的面積比為99.9%,達到了“場地內(nèi)人活動區(qū)不出現(xiàn)無風區(qū)”的要求；未產(chǎn)生渦旋的面積比為100.0%,達到了“場地內(nèi)人活動區(qū)不出現(xiàn)渦旋”的要求。風速放大系數(shù)判斷無要求建筑風壓判斷無要求窗口風壓壓差判斷夏季工況達到了“50.0%以上可開啟外窗室內(nèi)外表面的風壓差＞0.5Pa”的要求過渡季工況的模擬結(jié)果過渡季工況自然通風的基本情況：過渡季、南東南向、平均風速2.30m/s。過渡季工況的無風區(qū)與渦旋計算結(jié)果圖13過渡季工況1.5m平面高度處無風區(qū)示意圖過渡季工況無風區(qū)數(shù)值表風速范圍（m/s）該風速范圍內(nèi)的人行區(qū)域面積（皿）人行活動區(qū)域總面積（近）占總面積百分比（%）備注0~0.1202.94154456.540.1屬于無風>0.1154253.60154456.5499.9不屬于無風匯總未產(chǎn)生無風面積比=99.9%，超過95.0%,故認為未產(chǎn)生無風區(qū)注：根據(jù)用戶自定義，未產(chǎn)生無風區(qū)的面積比例三95.0%即判定為達標。18

圖14過渡季工況1.5m平面高度處風速矢量示意圖過渡季工況渦旋數(shù)值表渦旋半徑（m）該半徑范圍內(nèi)的人行區(qū)域面積（皿）人行活動區(qū)域總面積（近）占總面積百分比（%）備注無渦旋154456.54154456.54100無渦旋有渦旋0.00154456.540有渦旋匯總未產(chǎn)生渦旋面積比=100.0%，超過95.0%,故認為未產(chǎn)生渦旋注：根據(jù)用戶自定義，未產(chǎn)生渦旋的面積比例三95.0%即判定為達標。過渡季工況無風區(qū)與渦旋判斷表工況季節(jié)實際計算值限值人行區(qū)總面積（而）不屬于無風的面積5）不屬于無風的面積無旋渦的面積（皿）無旋渦的面積比例不屬于無風的面積比限值無旋渦的面積比限值過渡季154456.54154253.6099.9%154456.54100.0%三95.0%三95.0%判斷未產(chǎn)生無風的面積比為99.9%,達到了“場地內(nèi)人活動區(qū)不出現(xiàn)無風區(qū)”的要求；未產(chǎn)生渦旋的面積比為100.0%,達到了“場地內(nèi)人活動區(qū)不出現(xiàn)渦旋”的要求；注：根據(jù)用戶自定義，場地內(nèi)人活動區(qū)不產(chǎn)生無風區(qū)的面積比三95.0%,場地內(nèi)人活動區(qū)不產(chǎn)生渦旋的面積比三95.0%即判定為達標。過渡季工況的窗口風壓壓差計算結(jié)果19

室外風環(huán)境模擬報告W4網(wǎng)］圖15過渡季工況窗口內(nèi)外表面風壓壓差示意圖過渡季工況外窗可開啟部分風壓壓差數(shù)值表建筑名稱外窗可開啟部分的總面積（mD外窗內(nèi)外表面風壓壓差范圍（Pa）該壓差范圍內(nèi)的外窗可開啟面積（m?）占可開啟總面積的比例（%）建筑67.200?0.500.000.0%建筑67.20>0.57.20100.0%過渡季工況外窗可開啟部分風壓壓差判斷工況季節(jié)實際計算值限值外窗可開啟部分總面積（m2）外窗可開啟部分壓差＞0.5Pa的面積（m）外窗可開啟部分壓差＞0.5Pa的面積比（%）壓差大于限值的面積比限值（%）過渡季7.207.20100.0%三5