室外温度对热压自然通风的影响研究

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1、室外温度对热压自然通风的影响研究徐小虎XUXiao-hu（广东机电职业技术学院电气学院，广州510550）摘要：在忽略风压影响的情况下，对于有稳定内热源的建筑，室外温度对建筑物自然通风的影响是十分显著的。本文采用计算流体力学(CFD)方法，对具有固定热源强度的典型民用建筑的自然通风进行数值模拟分析，得出不同室外温度下的密度场分布、压力场分布，并得出中和面高度及换气次数的变化规律。通过分析可知，对于双面通风形式，随着室外温度的升高会导致室内外密度差减小，阻碍室外空气与室内空气的交换，不利于房间的自

2、然通风。.jyqk×3m×3m。窗尺寸为1.2m×1m（高×宽），室外压力为标准大气压1.013×105Pa。2.2计算域及边界条件流场计算域的选择对流场数值模拟的合理性有很大影响，合理选择计算域不仅能保证流动充分发展还可以减轻计算机硬件负担，大大缩短计算时间[7]。确定本文模拟的计算域为：来流入口到模型迎风面距离为4L，背风面到出口距离为8L，计算域长度为建筑模型长度的13倍，宽度为建筑模型的9倍，模型两侧分别为42固定不变，模拟在双面通风条件下室外温度变化对室内自然通风的影响。表1为不同室外

3、温度工况的参数设定。3.1速度场分布由图4不同室外温度工况的室内速度场分布可以看出：①房间的速度场的分布规律并没有因室外温度的变化而发生改变。②随着室外温度的升高，室内空气流速有所减小，表明室外温度的升高阻碍了室内空气的流动。③窗口处的高速区的速度值随着室外温度的升高而有所减小，可以看出室外温度的升高使得室外空气流入室内的阻力有所增加。3.2密度场分布由图5不同室外温度工况的室内密度场分布可以看出：①房间内空气密度存在明显的分层现象，随着竖直高度的增加，空气密度逐渐增大。②室外气流流入室内，随着

4、室外温度的升高，室内空气密度有所增大，从而使得室内外空气密度差减小，阻碍室内外空气的交换。3.3压力场分布由图6可以看出，不管室外温度如何变化，各计算工况的压力场具有相同的压力变化规律：①房间压力存在明显的分层现象，室内压力小于室外压力，房间上部压力大于底部的压力值。②室内压力随着室外温度的升高有所增大，使得室内外压差减小，从而我们可以得出室外温度的升高不利于地面空气升腾，是不利于室内的自然通风的。3.4中和面分布由表2中和面高度随室外温度的变化我们可以看出：①室外温度的升高，会使房间的中和面有

5、所上升，说明在不同的典型季节室外温度下，房间中和面的高度是不同的，夏季的中和面高度大于过渡季节的中和面高度。②中和面高度有所上升，说明双侧开口增加了房间气流的扰动，有利于房间上下部分的气流混合，使得室外气流温度的变化影响到了中和面的高度。3.5换气次数由表3不同室外温度工况下的换气次数可以看出，室外温度的增加，使得房间的换气次数减小，并且随着室外温度的升高，温度变化对房间换气次数的影响有所减弱。从而可以得出在双面通风条件下，室外温度的升高同样阻碍了房间污浊气体与室外新鲜气体的交换，不利于房间的自

6、然通风。4结论综上所述，可以得出以下结论：①在双面通风的条件下，室外温度的升高，会使房间的中和面有所上升，说明在不同的典型季节室外温度下，房间中和面的高度是不同的，且双侧开口增加了房间气流的扰动，有利于房间上下部分的气流混合。②在双面通风条件下，室外温度的升高阻碍了室内外空气交换，不利于房间的自然通风。③对于过渡季节，由于室外温度较低，可以充分利用自然通风来实现房间降温，同时补充室内新鲜空气。④在夏季，白天室外温度较高时，应采用空调来满足室内温度需求；当夜间室外温度降低时，可以考虑利用自然通风降

7、低房间围护结构和家具的蓄热量，以减少第二天空调的启动负荷。.jyqk]．北京：中国建筑工业出版社，1994．