室外风环境模拟分析报告-某⼩区室外风环境CFD模拟分 析报告（详细版）含软件操作过程
某⼩区项⽬室外风环境模拟分析报告（模板）
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20XX-10-10
⽬录
1模拟概述 (1)
1.1项⽬概况 (1)
1.2风环境简述 (1)
1.3参考依据 (3)
1.4评价说明 (3)
2技术路线 (4)
2.1分析⽅法 (4)
2.2湍流模型 (5)
2.3⼏何模型 (7)
2.4参数设置 (8)
2.5⽓候状况 (10)
3 模拟结果分析 (11)
3.1夏季及过渡季 (11)
自动干手器3.2冬季 (15)
化纤抽丝4 结论 (19)
1模拟概述
1.1项⽬概况
本⼯程位于XX市XX街道XX北路以东、新北路以北，地理位置优越，交通便利。拟建10栋⾼层住宅、商业及配套⽤房，地下⾮机动车库及地下机动车库。该地块总⽤地⾯积为20万m2，总建筑⾯积15万m2，计容⾯积2万m2，总建筑占地18万m2，容积率2.2，建筑密度30.3%，绿地率25.3%。 1.2风环境简述
建筑和⾼⼤建筑物会显著改变城市近地⾯层风场结构。近地风的状况与建筑物的外形、尺⼨、建筑物之间的相对位置以及周围地形地貌有着很复杂的关系。
在有较强来流时，建筑物周围某些地区会出现强风；如果这些强风区出现在建筑物⼊⼝、通道、露台等⾏⼈频繁活动的区域，则可能使⾏⼈感到不舒适、甚⾄带来伤害，形成恶劣的风环境问题。在⼀般的⽓候条件下，他们直接影响着城市环境的⼩⽓候和环境的舒适性；⼀旦遇到⼤风，这种影响往往会变成灾害，使建筑外墙局部的玻璃幕墙、窗扇、⾬棚等受到破坏，威胁着室内外的安全。
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建筑合理布局是改善室外⾏⼈区热舒适的关键；主要是避免在寒冷冬季室外⾏⼈区风速加速（西北风情况下），如风巷效应，同时在与西北风垂直⽅向最好增加裙房，加⼤底座尺⼨，避免冲刷效应和边⾓效应等，如图2所⽰。调查统计显⽰：在建筑周围⾏⼈区，若平均风速V>5 m/s的出现频率⼩于10 %，⾏⼈不会有什么抱怨（在10 %⼤风情况下建筑周围⾏⼈区风速⼩于5 m/s，即可认为建筑周围⾏⼈区是舒适的）；频率在10%～20%之间，抱怨将增多；频率⼤于20 %，则应采取补救措施以减⼩风速。另外，⾏⼈在风速分布不均区域活动时，若在⼩于2 m的距离内平均风速变化达70%，即从低风速区突然进⼊⾼风速区，⼈对风的适应能⼒将⼤减。表1是室外不同风速对⼈们活动的影响情况判别表。
图3室外空⽓流动与建筑之间所产⽣的效⽤⽰意图
因此在设计阶段，应对建筑物的室外风环境做出评价，分析建筑之间位置关系对室外风环境的影响。
同时，室外风环境深刻影响建筑室内风环境，特别对建筑防风与⾃然通风有着决定性影响。冬季建筑防风，有效减少⽓流渗透，降低采暖能耗，⽽夏季与过渡季节的⾃然通风则能降低建筑空调能耗。⾃然通风主要有以下3种作⽤：舒适通风、降温通风、健康通风。通过通风增加⼈的舒适度，从⽽提⾼⼈体热舒适感觉；通过建筑周围⽓流将建筑周边以及房间⾥的热量散发到空⽓中去；同时通过通风，为室内提供新鲜空⽓，降低室内⼆氧化碳浓度。 建筑室外风环境模拟分析，主要考虑室外风场以及室外风环境对室内环境影响两⽅⾯内容。
1.3参考依据
地块项⽬室外风环境模拟主要参考资料为：
《绿⾊建筑评价标准》GB/T 50378-2014
《江苏省绿⾊建筑设计标准》DGJ32/T173-2014
《民⽤建筑设计通则》GB 50352-2005
《民⽤建筑绿⾊设计规范》JGJ/T229-2010
《中国建筑热环境分析专⽤⽓象数据集》中国⽓象局⽓息信息中⼼资料室、清华⼤学建筑技术科学系著北京：中国建筑⼯业出版社，2005 ISBN7-112-07274-3
委托⽅提供的项⽬总平⾯图、建筑设计图纸等图纸资料
委托⽅提供的其他相关资料
1.4评价说明
《绿⾊建筑评价标准》GB/T 50378-2014第4.2.6条针对建筑室外风环境状况提出了明确的要求：
4.2.6 场地内风环境有利于室外⾏⾛、活动舒适和建筑的⾃然通风，评价总分
值为6分，并按下列规则分别评分并累计：
1在冬季典型风速和风向条件下，按下列规则分别评分并累计：
1）建筑物周围⼈⾏区风速⼩于5m/s，且室外风速放⼤系数⼩于2，得2分；
2）除迎风第⼀排建筑外，建筑迎风⾯与背风⾯表⾯风压差不⼤于5Pa，得1分；
2 过渡季、夏季典型风速和风向条件下，按下列规则分别评分并累计：
1）场地内⼈活动区不出现涡旋或⽆风区，得2分；
2）50%以上可开启外窗室内外表⾯的风压差⼤于0.5Pa，的1分。
条⽂达标判断条件为：冬季以建筑物周围⼈⾏区1.5 m处实测风速低于5 m/s 判定为达标；夏季场地内⼈活动区不出现涡旋或⽆风区，50%以上可开启外窗室内外表⾯的风压差⼤于0.5Pa。
地块项⽬⼯程位于江苏省如皋市，属于夏热冬冷地区。本报告对项⽬内参评建筑周边风环境状况的评价主要从室外风场分布情况及室外风环境对室内环境影响两⽅⾯内容通过流场、风速、风压三个因素进⾏分析。评价内容如下：
金属表面涂料1)冬季典型风速、风向条件下，建筑物周围⼈⾏区距地 1.5m⾼处，风速
V<5m/s；且室外风速放⼤系数⼩于2；
2)除迎风第⼀排建筑外，建筑迎风⾯与背风⾯表⾯风压差不超过5Pa；
3)过渡季、夏季典型风速和风向条件下，场地内⼈员活动区不出现涡流或⽆
风区；50%以上建筑的可开启外窗室内外表⾯的风压差⼤于0.5Pa。
2技术路线
本报告主要对地块项⽬室外风场分布状况及其对室内⾃然通风的影响进⾏分析，验证其是否满⾜《绿⾊建筑评价标准》GB/T 50378-2014第4.2.6条“场地内风环境有利于室外⾏⾛、活动舒适和建筑的⾃然通风。”
2.1分析⽅法
建筑物室外风环境的评价⽅法，⽬前有风洞试验、⽹络法及数值计算⽅法。
风洞试验是当前建筑室外风环境及风⼯程领域使⽤的主要⽅法，它是通过制作实际建筑物的缩尺模型在⼤⽓边界层风洞中进⾏的，通过必要的⼿段产⽣类似于实际建筑周围的风场，然后通过布置在模型表⾯及其周围的试验仪器测量风速、
风压等相关数据，当前研究内容已经涵盖了建筑物在不同地貌下以及各种体型的⾼层建筑的风压风速分布研究以及不同⾼度⽐和相对位置的变化所产⽣的相互⼲扰影响。但是风洞试验也存在着诸如模型制作费时费⼒，试验周期较长，难以同时研究不同的建筑设计⽅案等缺点，⽽且缩⼩尺⼨的试验模型并不总是能反映全⽐例结构的各⽅⾯特征，另外，在测点布置、同步测压等⼀系列问题上也有很多不⾜有待解决。
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。
近年来随着计算机技术的飞速发展，数值计算已成为评价⽅法的主流。⽽通风过程的数值模拟研究主要有节点法、数学模型法和计算流体⼒学法。计算流体⼒学（CFD ）法因其快速简便、准确有效、成本较低等优点在越来越多的在⼯程问题得到使⽤，并逐渐成为有效的处理⼯程问题的⼿段，受到⼴泛认可。
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 ）模拟技术对地块项⽬周边风环境进⾏模拟，报告中综合考虑流场、风速、风压三个因素，对该项⽬周边的风环境状况进⾏分析评价，并进⼀步为其室内⾃然通风适⽤性及舒适性分析提供参考数据。
2.2湍流模型
模拟中采⽤标准k-ε模型求解项⽬周边的风环境状况，涉及到的控制⽅程主要包括：连续性⽅程、动量⽅程、能量⽅程，可以写成如下通⽤形式：
()()
()S grad div div t
+Γ=+??φφρρφφ
该式中的φ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2所⽰。表 2 计算流体⼒学的控制⽅程
表2中的常数如下：
2
S G t k µ=， ij ij S S S 2=，
+
=j
马德保半球实验i
i j ij x u x u S 21， y T g G T t T B ??=σµβ，ερµµ2k C t =，
0845.0=µC ， 42.11=εC ， 68.12=εC ， 2
2
3tanh
w
u v C +=ε， 85.0=T σ，
7.0=C σ，
εαα=k 由
eff
µµ
αααα=
++--3679
