水世界CFD模拟报告20140808.docVIP

辽宁铁岭星悦南岸?综合商业区（一期） 水世界项目 计算流体 2014年0月 1 项目概述 1 2 模型的建立 2 2.1建筑三维模型 2 2.2建筑模型的简化 2 2.3戏水大厅的空调系统 3 3 模拟基准参数设置依据 5 3.1围护结构传热系数 5 3.2空调工况设计参数 5 3.3送回风风口参数设置 6 4 模拟与分析 9 4.1冬季工况 9 4.1.1人员活动区域空调舒适性模拟分析 9 4.1.2屋面围护结构结露模拟分析 13 4.1.3侧壁面围护结构结露模拟分析 16 4.2夏季工况 19 4.2.1人员活动区域空调舒适性模拟分析 19 5 模拟结果分析及优化建议 24 5.1戏水大厅的气流组织 24 5.2戏水大厅的温度分布 24 5.3戏水大厅围护结构结露分析 25 5.4屋面防结露送风系统方案优化 26 5.5结论和建议 31 1 项目概述 星悦南岸综合商业区水世界项目位于铁岭市铁岭新城东南部，总建筑面积29000余平方米，水世界游乐场东部设有滑水塔南部设置有漂流池 图2.1 水世界建筑三维模型图 滑水塔，更衣区和漂流池都设置了单独的空调通风系统，发电机房为独立空间，与中间的戏水大厅的空调系统干扰很小。 目前能够较为准确预测评价暖通空调设计效果的手段有两个：模型实验和CFD(Computational Fluid Dynamics)，即计算流体动力学数值模拟。模型实验是通过应用相似比法则，建立与水世界模型一模一样的等比缩放模型，然后在相同的气候环境下，设置相似的边界条件，进行各个参数的测试。优点是与实际工况接近，数值推算准确，但费时费力，不能在短时间得出数值。 相比之下，CFD软件模拟运用计算机的超快运算速度，建立虚拟三维模型，应用有限元方程进行单元化的集成运算，具有模拟设备简单、投资低、计算速度快、计算空间不受限制、资料获取完整的优点，对于水上乐园这种大空间建筑，运用CFD软件可以有限的解决实际问题。 水世界戏水大厅模拟分析有两类问题： 戏水大厅人员活动区域的舒适性，指0~2m空间内的温度，风速是否在设计值范围内。 戏水大厅外围护结构的内部结露状况，校验设计能否满足大部分区域不结露。 将模拟结果与原设计值进行比较，提出优化建议和改进措施。 2 模型的建立 2.1建筑三维模型本报告针对水世界戏水大厅，进行相关工况的有限元模拟分析，所参考模型为建筑设计方与2014年3月24日提供的水世界三维模型以及二维CAD图纸，该水上乐园的戏水大厅建筑高度23.8米余平方米 2.2建筑 图2.2 水世界建筑立面图 模型简化原则： 图2.3 戏水大厅送回风系统原理图1 图2.4 戏水大厅送回风系统原理图2 3 模拟参数设置.1围护结构传热系数 表3.1 主要围护结构传热系数 围护结构 传热系数（W/ m2 K） 外墙 0.38 屋面（） 屋面（非透明） 0.33 侧墙面（） 侧墙面（非透明） 0.33 围护结构参数说明： W/ ㎡·K，屋面的双层真空玻璃导热系数为1.2 W/ ㎡·K，而对于导热系数较大的金属框架结构，由于导热系数难以确定，在后文有详细的针对金属框架防结露建议措施。 3.2空调工况设计参数 表3.2 冬季设计参数表 空调室外计算温度 -23.5 空调室内设计温度 29 顶棚送风温度 51.8 人行区域风柱送风温度 3 地板送风温度 3 回风温度 29 表3.3 夏季 空调室外计算（干球）温度 31.1℃ 空调室外计算（湿球）温度 25 人行区域送风柱送风温度 地板送风温度 回风温度 表3.2和表3.3为冬夏季设计参数表，其中室外工况参数根据铁岭当地气象参数确定，冬季空调室外计算温度是按历年平均不保证1天时间的原则对日平均温度进行筛选计算所得，该值可以基本保证设计符合要求。 国际游泳池设计标准水温为26~28，最高不超过 33。人体出水面时，故室内空气设计温度应高于池水温度 1~2。.3送回风风口参数设置 图3.1所示的戏水大厅人员活动区域风口布置图，按照施工设计图纸进行风口编号，设置对应面的风量，出风口位于2.4米以上的高位，回风口位于0.6米的低位。 图3.1 泳池大厅低位风口布置图 图3.2所示戏水大厅顶部的四根高温送风柱，设置对应的风口，其中风口向上倾斜15°，风口风量风速设计参数详见风口参数表。 图3.2 泳池大厅高位风口布置图 表3.4的戏水大厅风口参数表，所有的风口流速均满足设计的送风量要求，如图3.1的风口布置图，设计时尽可能的让送风和回风可以均匀覆盖整个戏水大厅的大部分区域，但局部由于建筑设计所限，送风口和回风口存在聚集可能导致局部进出口附近区域流速过高，有待模拟结果进一步确认。 表3.4 风口参数表 风口编号 数量 风口迎风面积（