两种开窗形式的室内自然通风效果模拟对比分析

李洪珠

( 筑博设计股份有限公司，广东 深圳 518000 )

两种开窗形式的室内自然通风效果模拟对比分析

李洪珠

( 筑博设计股份有限公司，广东 深圳 518000 )

不同的开窗方式对室内自然通风影响较大，本文以深圳某办公建筑为例，采用数值模拟方法计算传统外开上悬窗和隐藏式竖向开窗情况下室内风速分布，进而对比分析其自然通风效果，为建筑优化设计提供依据。

上悬窗；竖向开窗；自然通风；数值模拟

建筑自然通风可以减少空调系统的使用时间，降低能耗，为室内提供新鲜空气，有利于人体的生理和心理健康[1，2]。不同的开窗方式可以对室内的气流组织造成完全不同的效果。在建筑设计中，根据项目情况选择合适的开窗方式，可以提高用户使用舒适度，提升建筑品质，同时节约能源。传统的开窗方式有推拉窗、平开窗、上悬窗等，目前的高层办公建筑较多采用上悬窗开窗方式。

在深圳某办公楼的设计过程中，建筑设计人员提出一种竖向开窗方式，如图1所示。在玻璃幕墙上采用条状开口，并为了立面效果采用铝板，并起到遮阳效果。为了对比两种不同开窗方式的优劣，本文采用数值模拟方法进行对比分析，为深圳某办公建筑设计提供依据。

1 数学模型

本报告采用计算流体力学(CFD)方法进行模拟，所用软件为FLUENT 13.0。

模拟中采用标准κ-ε模型求解建筑周边的湍流流动，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：

图1 隐藏式竖向开窗示意图

图2 模拟模型图

图3 室内风速云图对比

式中各项依次为瞬态项、对流项、扩散项和源项，其中ρ为密度，t为时间，u为速度矢量。

2 模拟结果及分析

2.1 计算几何模型

根据深圳某办公建筑的室外风环境模拟结果，将得到的建筑立面风压差作为室内自然通风模拟的边界条件，本项目标准层为开敞式办公，且分为上悬窗、隐藏式竖向开窗两种工况，其模型如图2所示。

2.2 模拟结果分析

两种工况的室内各平面风速云图如图3所示。

经过计算，竖窗开窗工况房间自然通风换气次数为17.6次/h，上悬窗工况房间自然通风换气次数为13.2次/h。由图3结果对比可知，竖窗开窗方式室内风速大于上悬窗开窗方式，且室内空气分布均匀。

竖窗开窗方式室内风速沿高度方向，变化不大；上悬窗方式东北侧空气流动较好，西南侧空气几乎静止，沿高度方向，空气风速有小幅增加，但增量不大。

表1 人的舒适感与风速之间的关系

名称风速(m/s)人的感受无风0

人的舒适感与风速之间的关系如表1。上述两个工况室内空气皆是软风，但工况2中二分之一左右的空间处于无风情况。

3 对比分析结论

本文通过模拟计算得到上悬窗和竖向开窗方式下的深圳某办公建筑标准层室内风速分布，可以得出以下结论：在相同的室外条件下，竖向开窗方式风速略大，且室内空气分布比较均匀，室内舒适度略好于上悬窗情况。

[1] 钟立军，曾艺军.建筑的自然通风设计浅析[J].重庆大学学报，2004，26(2):8-21

[2] 贾庆贤，赵荣义，许为全，等.吹风对舒适性影响的主观调查与客观评价[J].暖通空调，2000，30(3):15-17

更正启事：

作者马冰奇于2016年3月2日发来邮件：“我的文章《相变蓄冷技术在食品冷链中的应用与进展》，请将我的地址(哈尔滨商业大学能源与建筑工程学院，黑龙江省哈尔滨市松北区学海街1号，150028)改为(哈尔滨石油学院，黑龙江省哈尔滨市松北区松浦路297号，150027)。”因邮件没有说明是修改来稿中的作者单位，编辑部误以为是修改赠刊邮寄地址，为此该文刊出时作者单位仍误为哈尔滨商业大学能源与建筑工程学院。

特此郑重更正：本刊2016年第3期刊登的《相变蓄冷技术在食品冷链中的应用与进展》一文中，作者的单位为哈尔滨石油学院。

——《制冷》期刊编辑部

The Numerical Simulation of Indoor Natural Ventilation with Two Windows Opening Forms

LI Hongzhu

( Zhubo Design Group CO.，LTD，Shenzhen，518000，China )

It is obvious that indoor natural ventilation depends immediately on windows opening forms.This paper study indoor air distribution with the top-hung window or the vertical opening，and then analysis the effect of natural ventilation with comparative，in order to provide data basis for designing.

Top-hung window；The vertical opening；Natural ventilation；The numerical simulation

2017-1-20

李洪珠(1985-)，女，硕士，工程师，绿色建筑咨询。Email：lihongzhu88888@163.com

ISSN1005-9180(2017)02-053-04

TU834 文献标示码：B

10.3969/J.ISSN.1005-9180.2017.02.011