利用CFD软件对某门厅进行模拟及运行测试效果分析

建筑物的门厅是进入建筑物的必经之地，其空气品质对整个建筑物的影响远远超出了它的面积在建筑物中的比重，因此门厅的空调效果直接影响了人员对建筑物的评价和印象，而门厅大都层高较高，面积较大，属于大空间建筑，形状又不规则，设计时可借鉴的东西较少，空调系统的设计能否达到预期要求，也成为业主极为担心的问题。

2应用CFD软件模拟大厅

2.1大空间的空调设计，往往由于建筑边界条件比较复杂，设计师对空调系统的计算难度较大，而业主有时对设计方案会采取不信任的态度，给设计师的工作增加了难度。我们针对某工程门厅在正式施工前采用CFD软件进行模拟，`预期演示设计方案效果，以设计方案进行验证和进行优化设计。

.2模拟空间概况

建筑物处于北纬39°48´，门厅面积560m²，高度12.95m，贯通三层，容积7252 m³，一层与展厅相通，属于半开放空间，三面内墙，一面外墙（玻璃幕墙），大门朝向北，对流换热系数设定为:8.7W/( m²·℃)。其中内墙，按中等重量加气混凝土热工特性计算；玻璃幕墙，按双层中空玻璃热工特性计算。当地太阳时为15：00，太阳总辐射照度120w/m²。大厅夏季的设计参数为：温度（24℃）/相对湿度（45%）。

空调送风口布置在一层和二层吊顶空间，风口形式为条缝型风口侧送，整个大厅未设集中的回风口，回风均通过装饰大理石板、顶板等的缝隙回风，选用定风量全空气空调系统，整个门厅的送风量为57900 m³/h，换气次数8次/h。

对于门厅的热源进行了简化，均按单位面积计算，门厅人员0.3人/m²、照明40w/m²(均按设计图纸提供参数)计算，室外温度33.2℃（夏季）。

便于重点计算分析风口附近的气流分布，在送风口部位又细分了网格，门厅共划分网格14.5万个，紊流模型为标准k-ξ模型，解析坐标系采用直角坐标系。

2.3 模拟结果：

2.4模拟效果分析：

从图3可以看出，0.2m/s等速面分布于大部分空调区域，且当速度为0.2m/s时，整个温度场分布在22-23℃之间；

2.4.3从图4可以看出，温度为24℃时，整个速度场处于0.2-0.3m/s之间。

2.4.4从以上分析可以看出，原设计方案合理，能够满足使用要求，所以我们就按照这个方案进行施工。

3实际工程运行结果测试

该工程经过施工调试，已成功运行两年，我公司对该工程进行了跟踪测试，下面一组数据为2003年7月~8月下午3点的测试数据，显示了大厅的室内温度、送风温度随室外温度变化的关系。从送风温度与室外温度的关系曲线可以看出，送风温度与室外温度成反向趋势变化，室外温度越高，送风温度越低，室外温度越低，送风温度越高，空调系统以送风温度的变化来适应负荷的变化，以维持室内温度满足使用要求。从室内温度与室外温度的关系曲线可以看出，不论室外温度如何变化（22℃~37℃），大堂温度均稳定分布在22.4-24.3℃之间，达到设计要求（24℃），且略为偏低，这与我们的模拟效果是相符的，这也进一步证实了CFD软件的模拟效果是真实的，可以信赖的。

4结论

CFD软件在工程中的应用，改善了以往只能根据经验或者做价格昂贵的实验才能预知设计方案效果的弊端，尤其是在大空间建筑物的空调设计中，应用CFD软件来指导设计，优化我们的设计方案，必将提高设计方案的成功指数，也有利于设计师分析方案的不足，及时提出改进措施，减少工程的返工率和不成功因素。

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