应用计算流体力学评估美国典型居住建筑自然通风性能
2021-11-01薛清文武文涛
东北电力大学学报 2021年5期
薛清文,武文涛
(田纳西州立大学 土木与建筑工程系,3500 John Merritt Blvd-Torrence Hall,Nashville,TN 37209,USA)
建筑自然通风可以减少能源消耗并改善室内空气质量.但自然通风的性能会受到城市布局和建筑设计元素的影响[1-2].城市布局因素包括周围建筑和树木.Ramponi等[2]发现考虑周边建筑时,建筑自然通风量比仅考虑单体建筑低至少30%.树木对建筑自然通风量的影响在于其本身具有防风的作用,会减少建筑物中的空气流动[3].城市形态对单体建筑内风压和热压共同驱动下自然通风的影响还需要进一步的研究.
建筑设计元素包括窗户,外遮阳,天窗和内门等.Wang等[4]的研究发现,窗户类型会影响自然通风量的大小.但是,对于具有多个外窗的建筑的自然通风性能还需要进一步的研究.Lee等[5]的初步研究表明,自然通风建筑物中的空气温度和气流模式高度依赖于遮阳装置的配置.外遮阳装置对自然通风的影响尚需要深入的探讨.Liu等[6]研究证明打开天窗通风口可以将风速增大到两倍.内门的开启和关闭状态分别对应多区域和单区域通风模式.这些建筑元素都对自然通风效率有着重要的影响,很有必要进行深入的探讨.
评价自然通风性能最重要的指标之一是通风量,一般通过压差法或者示踪气体法进行测量获得[7-8].另一个预测通风量的方法是应用计算流体力学[9-11].本研究应用计算流体力学评估美国典型居住建筑的自然通风效果.研究目标是量化城市布局和建筑设计元素对单……
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