寒冷地区住宅的风环境及相关节能设计研究

【摘要】： 在炎热的夏季，良好的通风往往同寒冷季节的日照一样重要。事实上，在我国北方的寒冷地区，良好的室外风环境不仅意味着在冬季盛行风风速太大时不会在小区内出现人们举步维艰的情况，还应该是在炎热夏季能利于室内自然通风的进行。相对于其它成本高、复杂的生态技术，自然通风是一项比较成熟而廉价、朴素的技术措施，它不消耗任何机械能，是一种经济实用的通风方式，它既能满足室内舒适条件，改善室内空气品质，又能实现有效被动式制冷，达到节约能源的目的。 本文从自然通风的理论机理出发，对自然通风技术的研究方法进行了回顾和分析，针对寒冷地区城市住宅建筑的风环境问题，探究如何把自然通风合理应用到寒冷地区的住宅设计中，分析影响寒冷地区住宅建筑室内外风环境的主要因素，多角度探讨节能的最佳途径，研究内容涉及住宅群体设计、住宅单体设计和住宅的细部处理，对其相关的风环境控制问题都作出比较系统的分析和初步总结。 本文还利用CFD软件结合实例模拟了寒冷地区现有的典型行列式排列的住宅群在自然通风条件下的室外风环境状况，通过分析模拟结果探讨并归纳了如何通过总体规划及建筑上的措施来实现良好的通风效果，由此将住宅建筑自然通风设计扩展为室内、外共生环境的创造，在满足住户舒适性的原则下，达到最大限度节能的目的。 建筑风环境的研究和相关节能技术的应用是建筑师缓解现代建筑和自然环境冲突的一个重要手段。为了进一步加强住宅风环境的优化设计，我们有必要对中国目前住宅通风方式进行研究，寻求因地制宜同时符合节能要求的住宅通风方式，从而加快走向健康住宅的步伐，追赶国外发达国家水平。 【关键词】：住宅 风环境 CFD数值模拟 节能
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU241;TU201.5
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1. 绪论8-14
• 1.1 引言8
• 1.2 课题研究的目的和意义8-9
• 1.3 国内外研究与应用的现状9-13
• 1.4 本文研究框架13-14
• 2. 建筑风环境的理论基础和研究方法14-22
• 2.1 建筑自然通风的理论机理14-17
• 2.1.1 风压引起的自然通风14-15
• 2.1.2 热压引起的自然通风15-16
• 2.1.3 风压与热压相结合实现自然通风16-17
• 2.2 建筑风环境的研究方法17-22
• 2.2.1 建筑群风环境的研究方法17-19
• 2.2.2 建筑室内风环境的研究方法19-22
• 3. 寒冷地区住宅风环境的数值模拟与分析22-47
• 3.1 模拟工具 CFD软件简介22-23
• 3.2 模拟对象的选取23-26
• 3.3 计算区域的确定26-27
• 3.4 数值模型及网格划分27-28
• 3.5 模型边界条件的处理28-30
• 3.6 模拟结果与分析30-47
• 3.6.1 室外风速矢量场分析32-39
• 3.6.2 建筑物表面风压分析39-41
• 3.6.3 分析住宅群的间距41-45
• 3.6.4 优化布局45-47
• 4. 寒冷地区住宅风环境控制策略47-83
• 4.1 住宅小区平面总体规划47-54
• 4.1.1 建筑朝向47-48
• 4.1.2 建筑间距48-51
• 4.1.3 控制建筑群布局51-54
• 4.2 住宅周边环境设计54-56
• 4.3 单体和构造设计56-82
• 4.3.1 建筑造型设计56-57
• 4.3.2 建筑体型与自然通风57-60
• 4.3.3 建筑开口设计60-63
• 4.3.4 平面户型设计63-74
• 4.3.5 室内空间设计74-75
• 4.3.6 厨房和卫生间设计75-76
• 4.3.7 相关构造设计76-82
• 4.4 本章小结82-83
• 5. 结论与展望83-85
• 致谢85-86
• 参考文献86-90
• 图表目录90-93
• 发表论文及获奖情况93

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