具有上部侧墙开口和顶部开口的大空间建筑
室内热环境特性的比较
王昕 黄晨 黄武刚 杨建刚
摘要： 采纳CFD数值模拟和现场实测的前期研究功效，针对具有上部侧墙开口和屋顶顶部开口两种上部开口形式的大空间建筑，利用PHOENICS数值模拟软件模拟了室内采纳分层空调时各不同喷口高度、上部开口面积及其高度、下部开口面积等几何结构参数，和室内负荷、上部开口背压、上部开口进风速度等运行参数多种组合工况下的室内热环境，讨论和分析了这两种上部开口形式工况下垂直温度散布、空调区平均温度、上部开口排风温度、上部开口排风量及室内排热量的不同。
关键词： 大空间建筑 室内热环境 数值模拟 上部侧墙开口 屋顶顶部开口 1 引言
几乎所有大空间建筑因通风和结构的要求上部均设有开口。上部开口
大致有上部侧墙开口和屋顶顶部开口两种形式。采纳分层空调时，上部开口的形式和位置的不同对空调能耗和室内热环境特性的阻碍亦不尽相同，且不同较明显。从全年转变的室外气温看，除冬季上部开口排风会增加室内负荷外，夏日或多或少地能够利用上部开口处的高温排风带走室内部份负荷，过渡季节那么可关闭空调系统仅靠自然通风排走室内负荷，因此研究大空间建筑分层空调时上部开口等诸因素对室内热环境特性的阻碍尤其重要。
本文在开发和应用数值模拟预测大空间建筑室内温度场和速度场的研究基础上[1]~[3]，选用目前比较典型的侧喷送风方式，并将具有上部侧墙开口或具有顶部开口两种不同上部开口形式的大空间建筑作为研究对象，以夏日现场实测工况为分析基础[4]，重点讨论了这两种不同上部开口形式在不同工况下分层空调时的室内热环境特性的区别。其中在顶部开口的工况模拟中部份借用了侧墙开口工况的实测结果。 2 计算条件
建筑模型
图1为数值模拟用某体育馆简化模型。建筑柱型部份直径68m，高18m，屋顶呈扁球体，净高为8m，左右双侧为阶梯型观众席，室内采纳中侧送风，由38个喷口组成环形对中喷射，其中28个短程喷口倾斜12°布置，负责观众席空调，10个长程喷口水平布置，负责场内中央的空调。回风度纳以台阶均匀回风为主、侧墙回风为辅的方式。模拟要紧
基础参数见表1夏日游乐活动实测日工况[4]。上部开口形式别离模拟为上部侧墙开口或屋顶顶部开口。工作区入室大门及渗透裂缝那么模拟为下部开口。 数学模型及其边界条件
表1 夏日现场实测日工况
送风量：s 回风量：s 送风温度：℃
室外气温：℃
环形外走廊平均温度:32℃ 下开口进风温度：28℃
日射量：767W/m2 人体负荷： 照明负荷：45kW
具有上部侧墙开口和顶部开口的大空间建筑室内热环境特性的比较
