1、PKS3M新項目室外風環境模擬報告新項B室外風環境模擬計算報告計算軟件：風模擬分析軟件PKPM-CFD開發單位：中國建筑科學研究院建研科技股份有限公司合作單位：SoftwareCradleCo.,Ltd.上海韻能建筑科技有限公司應用版本：Ver1.002015.10.19PKS3M新項目室外風環境模擬報告室外風環境模擬分析報告新項目項目名稱項目地址建設單位設計單位參與單位規范標準參考依據：1、綠色建筑評價標準(GB/T50378-2014)2、民用建筑設計通則(GB50352-2005)3、綠色建筑評價技術細則PKS3M新項目室外風環境模擬報告項目概述1.1計算模型概況統計對象統計值統計對象統

2、計值申報用地面積（m2）0.00建筑占地面積（m2）10000.00地上建筑面積（m2）0.00地下建筑面積（m2）0.00綠化面積（m2）0.00人行區域面積（）12466.66（含空地）建筑棟數（棟）4周邊建筑棟數（棟）51.2建筑物概況圖1建筑群平面圖，紅線內建筑為目標建筑建筑物名稱計算性質建筑物底標高（R）建筑物高度（m）3#目標建筑0.00118.90建筑物名稱計算性質建筑物底標高（m>建筑物高度（m）建筑1周邊遮擋0.0011.001#目標建筑0.00156.204#目標建筑0.0011.002#目標建筑0.0095.70建筑2周邊遮擋0.0010.00建筑3周邊遮擋0.00

3、10.00建筑4周邊遮擋0.0010.00建筑5周邊遮擋0.0010.00新項目室外風環境模擬報告PKS3M二、指標要求針對室外風環境評價依據為綠色建筑評價標準（GB/T50378-2014）中有關室外風環境的條目要求。2.1 規范的評價要求綠色建筑評價標準（GB/T50378-2014）中有關室外風環境的具體要求如下：4.2.6場地內風環境有利于室外行走、活動舒適和建筑的自然通風。評分規則如下：1冬季典型風速和風向條件下，建筑物周圍人行區風速低于5m/s,且室外風速放大系數小于2,得2分；除迎風第一排建筑外，建筑迎風面與背風面表面風壓差不超過5Pa,再得1分。2過渡季、夏季典型風速和風向條件

4、下，場地內人活動區不出現渦旋或無風區，得2分；50町上可開啟外窗室內外表面的風壓差大于0.5Pa，得1分。2.2 模擬條件設置要求1、室外風環境模擬的邊界條件和基本設置需滿足以下規定：1）計算區域：建筑覆蓋區域小于整個計算域面積3%以目標建筑為中心，半徑5H范圍內為水平計算域。建筑上方計算區域要大于3H;H為建筑主體高度；2）網格劃分：建筑的每一邊人行高度區1.5m或2m高度應劃分10個網格或以上；3）湍流模型選擇：標準k-£模型。高精度要求時采用Durbin模型或MMKI型。PKS3M新項目室外風環境模擬報告三、模擬概述3.1 模擬原理簡述建筑物室外通風過程的數值模擬研究主要有節點

5、法、數學模型法和計算流體力學法。計算流體力學（CFD針對某一區域或房間（計算領域），建立質量、能量及動量守恒等基本微分方程，根據周邊環境，設定合理的邊界條件，然后利用劃分的風格，對微分方程進行離散，將微分方程離散為代數方程，通過迭代求解，得到空氣流動狀況。采用CFD對自然通風模擬，主要用于自然通風風場布局優化和室內自然通風優化分析。由于建筑物周圍的流動往往是湍流，模擬中常采用標準k-£模型及其它湍流模型方程。涉及到的控制方程主要包括：連續性方程、動量方程、能量方程，k-£模型方程可以寫成如下通用形式：-+爐'金日中）+S該式中的。可以是速度、湍流動能、湍流耗散率以及

6、溫度等。其具體表現形式如下表:名存變量連續性方程100X速度U拉嚙adPd-1比ctr、如£"、。五1+f北小1y速度V竺"dydxdu+廣二K+l口琮2速度W再靖二冉一竺dzdx謂:dv'+i廣dw卜壁濟籥湍即黛砥四/G*十G-西流散b串崛kk溫度T2十冬Pr0r工PKS3M新項目室外風環境模擬報告S-/口耳=眼+副，/=小翳,人=兇三Cj=。,。845；C、=1.42,CJf=1.68f=tankV-rcry=0,85：J曠+m廣a-1.39294-1092905521<r+2.3929/q3929上計算%=0.7p其中%,=L（K如果“

7、1;/叮，則%=%為1一393"成一印%）R：一正而一乂工其申？=$修的=4.3S,/?=0.0123.2 風速放大系數計算公式風速放大系數=V2/V1VI=V0（1.5/10）5式中：V0:10米高度開闊地的風速，即工況風速；V1:1.5米高度開闊地的風速；V2:人行區1.5米處最大風速；n:由項目所處的環境類型決定。該項目所處的環境類型是大城市中心，1/n=0.283.3 計算工況設置表工況名季節風向風向（中文）風速（m/s）頻率（%值來源冬季工況冬季N北6.623.0暖通規范夏季工況夏季S南4.617.0暖通規范過渡季工況過渡季S南4.617.0暖通規范3.4 用戶設置計算目標

8、表工況名風速過大控制不產生無風區與旋渦區建筑迎背風面壓差控制外窗內外表面壓差控制6PKS3M新項目室外風環境模擬報告風速要求應達標面積比風速要求不出現無風的面積比無旋渦的面積比壓差要求應達標面積比壓差限值應達到的面積比（個數比）冬季工況<5m/s>95%不判斷不判斷不判斷<5Pa每棟平均壓差均達標不判斷>50%夏季工況不判斷不判斷>0.1m/s>95%>95%不判斷不判斷>0.5pa>50%過渡季工況不判斷不判斷>0.1m/s>95%>95%不判斷不判斷>0.5pa>50%3.5 計算范圍及網格大小設置圖2計算

9、域與網格劃分設置計算域劃分實際模型大小（紅線）標準要求最小計算域大小實際計算域大小長x（m196.2781.0(5H)784.6寬y(m155.5781.0(5H)781.0高Z(H)(m)156.2468.6(3H)624.8網格劃分設置網格設置項標準要求本項目設置總網格個數（萬）無要求86最小網格尺寸（mxmxm）無要求1.0mx1.0mx1.0m網格設置項標準要求本項目設置最大網格尺寸(mxmxm)無要求3.0mx3.0mx3.0m新項目室外風環境模擬報告PKS3M3.6.1冬季工況工況參與建筑風壓壓差判斷的建筑列表3.6 參與迎背風面壓差判斷的建筑設置圖3參與風壓判斷的建筑物(紅色為參

10、與判斷建筑物)參與建筑迎背風面風壓差判斷的建筑物名稱未參與建筑迎背風面風壓差判斷的建筑物名稱3#、1#、4#、2#建筑1、建筑2、建筑3、建筑4、建筑5四、模擬結果4.1 冬季工況的模擬結果PKS3M新項目室外風環境模擬報告冬季工況自然通風的基本情況：冬季、北向、平均風速6.60m/s4.1.1 冬季工況的人行活動區域風速計算結果(1)整個計算區域風速結果圖4冬季工況整個計算域1.5m處風速原始云圖冬季工況計算區域風速統計表風速范圍(m/s)該風速范圍內的人行區域面積(irf)占總面積百分比(%03.85287.3042.43.87.65614.1345.07.611.11565.2312.6

11、(2)人行活動區域的風速結果PKS3M新項目室外風環境模擬報告圖5冬季工況人行區域1.5m風速云圖冬季工況人行活動區域風速統計表風速范圍（m/s）該風速范圍內的人行區域面積（m2）人行活動區域總面積（m2）占總面積百分比（%057272.3212466.6658.3<55194.3412466.6641.7匯總風速5m/s的面積比=58.3%圖6冬季工況1.5m風速達標示意圖10PKS3M新項目室外風環境模擬報告注：綠色代表風速<5.0m/s,紅色代表風速5.0m/s4.1.2冬季工況的風速放大系數計算結果冬季工況在人行活動區域最大風速判斷表工況季節實際計算值限值人行區風速最大值(

12、m/s)風速達標的面積比例人行區最大風速限值(m/s)風速達標的面積比例限值冬季11.058.3%<5.0>95.0%判斷人行區風速<5.0m/s的面積比例為58.3%,故未達到“建筑周圍人行區風速<5.0m/s的面積比例)95.0%”的要求圖7冬季工況風速放大系數達標圖冬季工況風速放大系數判斷表工況季節計算條件實際計算值限值10米高處工況風速V0(m/s)1.5米高處開闊地的風速V1(m/s)1.5米高處考察區域的最大風速V2(m/s)風速放大系數風速放大系數限值冬季6.63.9（實值11.0（實值2.8<2.0113.880)11.029,上圖黃線圈內）判斷風

13、速放大系數為2.8,未達到“室外風速放大系數<2.0”的要求新項目室外風環境模擬報告注：v1=6.60*0.15A0.28=3.880PKS3M風速放大系數=v2/v1=11.029/3.880=2.81.1.3 冬季工況的建筑風壓計算結果圖8冬季工況迎風面風壓圖圖9冬季工況背風面風壓圖冬季工況建筑迎背風面壓差數值表12PKS3M新項目室外風環境模擬報告建筑名稱建筑迎風面平均風壓（Pa）建筑背風面平均風壓（Pa）建筑迎背風面的平均風壓壓差（Pa）3#12.5-28.941.41#24.0-16.240.24#16.513.33.22#23.7-47.270.9匯總有3棟建筑不滿足壓差5.

14、0的要求冬季工況建筑迎背風面壓差判斷表工況季節建筑迎背風面平均風壓壓差的最大值（Pa）建筑迎背風面平均風壓壓差限值（Pa）冬季70.9<5.0判斷所有建筑的迎背風面平均風壓的壓差值均不大于限值，故達到了標準要求1.1.4 冬季工況判斷匯總表指標限值實際計算值規范限值人行區最大風速（m/s）11.0<5.0風速放大系數2.8<2.0未出現無風的面積比（-未出現漩渦的面積比（%）-建筑迎背風面平均風壓壓差的最大值（Pa）70.9<5.0窗口內外表面壓差達標的面積比（%-判斷最大風速判斷人行區風速5.0m/s的面積比例為58.3%,故未達到“建筑周圍人行區風速5.0m/s的面

15、積比例）95.0%”的要求。無風區旋渦區判斷無要求風速放大系數判斷風速放大系數為2.8,未達到“室外風速放大系數2.0”的要求。建筑風壓判斷所有建筑的迎背風面平均風壓的壓差值均不大于限值，故達到了標準要求。窗口風壓壓差判斷無要求4.2 夏季工況的模擬結果夏季工況自然通風的基本情況：夏季、南向、平均風速4.60m/s4.2.1 夏季工況的無風區與旋渦區計算結果13PKS3M新項目室外風環境模擬報告圖10夏季工況1.5m處無風區示意圖夏季工況無風區數值表風速范圍（m/s）該風速范圍內的人行區域面積（nf）人行活動區域總面積（irf）占總面積百分比（%）備注00.1106.6612466.660.9

16、屬于無風>0.112360.0012466.6699.1不屬于無風匯總未產生無風面積比=99.1%,超過95.0%,故認為未產生無風區14PKS3M新項目室外風環境模擬報告圖11夏季工況1.5m處風速矢量示意圖夏季工況旋渦區數值表旋渦半徑（m>該半徑范圍內的人行區域面積（m2）人行活動區域總面積（irf）占總面積百分比（%）備注無漩渦12466.6612466.66100%無漩渦有漩渦0.0012466.660%有漩渦匯總未產生旋渦面積比=100.0%,超過95.0%,故認為未產生旋渦區夏季工況無風區旋渦區判斷表工況季節實際計算值限值人行區總面積O）不屬于無風的面積（不屬于無風的面

17、積無旋渦的面積（m2）無旋渦的面積比例不屬于無風的面積比限值無旋渦的面積比限值夏季12466.6612344.9999.0%12466.66100.0%>95.0%>95.0%判斷未產生無風區面積比例為99.0%,達到了“場地內人活動區域不產生無風區面積比）95.0%”的要求；未產生旋渦區面積比例為100.0%,達到了“場地內人活動區域不產生渦旋面積比）95.0%”的要求。4.2.2 夏季工況判斷匯總表指標限值實際計算值規范限值人行區最大風速（m/s）-風速放大系數-未出現無風的面積比（%）99.0%>95.0%15PKS3M新項目室外風環境模擬報告未出現漩渦的面積比（%）1

18、00.0%>95.0%建筑迎背風面平均風壓壓差的最大值（Pa）-窗口內外表面壓差達標的面積比（%->50.0%判斷最大風速判斷無要求無風區旋渦區判斷未產生無風區面積比例為99.0%,達到了“場地內人活動區域不產生無風區面積比）95.0%”的要求；未產生旋渦區面積比例為100.0%,達到了“場地內人活動區域不產生渦旋面積比）95.0%”的要求。風速放大系數判斷無要求建筑風壓判斷無要求窗口風壓壓差判斷-4.3 過渡季工況的模擬結果過渡季工況自然通風的基本情況：過渡季、南向、平均風速4.60m/s4.3.1 過渡季工況的無風區與旋渦區計算結果圖12過渡季工況1.5m處無風區示意圖16PK

19、S3M新項目室外風環境模擬報告過渡季工況無風區數值表風速范圍（m/s）該風速范圍內的人行區域面積（nf）人行活動區域總面積（irf）占總面積百分比（%）備注00.1106.6612466.660.9屬于無風>0.112360.0012466.6699.1不屬于無風匯總未產生無風面積比=99.1%,超過95.0%,故認為未產生無風區圖13過渡季工況1.5m處風速矢量示意圖過渡季工況旋渦區數值表旋渦半徑（m>該半徑范圍內的人行區域面積（m2）人行活動區域總面積（irf）占總面積百分比（%）備注無漩渦12466.6612466.66100%無漩渦有漩渦0.0012466.660%有漩渦匯總未產生旋渦面積比=100.0%,超過95.0%,故認為未產生旋渦區過渡季工況無風區旋渦區判斷表工況季節實際計算值限值人行區總面積O）不屬于無風的面積（不屬于無風的面積無旋渦的面積（m2）無旋渦的面積比例不屬于無風的面積比限值無旋渦的面積比限值過渡季12466.6612344.9999.0%12466.66100.0%>95.0%>95.0%判斷未產生無風區面積比例為99