重慶市綠色建筑自評估報告性能分析要求-室外風(fēng)環(huán)境數(shù)值分析報告提綱及要求

附錄A.2重慶市綠色建筑自評估報告性能分析要求——室外風(fēng)環(huán)境數(shù)值分析報告提綱及要求 綜合概況◎項目基本信息數(shù)值分析報告中項目基本信息項目應(yīng)包括但不限于：用地性質(zhì)、地塊組成、占地面積、建筑面積、建筑功能、建筑朝向、窗墻比、樓間距及項目周邊情況（如項目地形、高大喬木種植生長、周邊建筑等）等說明?！驑?biāo)準(zhǔn)要求數(shù)值分析報告中標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)包括：對應(yīng)的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)及條款、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的計算要求、評分要求及達(dá)標(biāo)要求?！驍?shù)值分析依據(jù)數(shù)值分析依據(jù)應(yīng)包括但不限于：應(yīng)寫明基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及來源，例如氣象參數(shù)來源、地形參數(shù)、數(shù)值分析所需的建筑信息等。數(shù)據(jù)來源：1）當(dāng)?shù)貧庀笳镜臍庀髷?shù)據(jù)。2）《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》3）《中國建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集》

（GB50736—2012）。*。分析過程可參考《民用建筑綠色性能計算標(biāo)準(zhǔn)》

（JGJ/T449—2018）要求進(jìn)行。中國氣象局氣象信息中心資料室，清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系.中國建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005. 數(shù)值分析方法◎分析方法數(shù)值分析報告中分析方法應(yīng)包括但不限于：數(shù)值分析采用的分析方法和基本流程。數(shù)值分析方法要求如下。（1）模型選取數(shù)值分析應(yīng)根據(jù)計算對象的特征和計算目的，選擇合適的湍流模型，可采用k-ε模型、k-ω模型等；不建議使用零方程模型。2）差分格式避免采用一階差分格式。3）模擬工況（附表）附表A.2.1模擬工況工況基本情況風(fēng)向風(fēng)速/（m/s）主要評價內(nèi)容工況1夏季主導(dǎo)風(fēng)向平均風(fēng)速ENE1.1自然通風(fēng)工況2過渡季主導(dǎo)風(fēng)向平均風(fēng)速NNW2自然通風(fēng)工況3NNE1.6行人舒適性、防冬季主導(dǎo)風(fēng)向平均風(fēng)速風(fēng)節(jié)能◎數(shù)值分析軟件數(shù)值分析報告應(yīng)包括：數(shù)值分析計算軟件的介紹。常用數(shù)值分析軟件有以下幾種。1）FLUENTCFD商業(yè)軟件 FLUENT，是通用 CFD軟件包，用來數(shù)值分析從不可壓縮到高度可壓縮范圍內(nèi)的復(fù)雜流動。由于采用了多種求解方法和多重網(wǎng)格加速收斂技術(shù)，因而 FLUENT能達(dá)到最佳的收斂速度和求解精度。 FLUENT軟件包含三種算法：非耦合隱式算法、耦合顯式算法和耦合隱式算法， FLUENT軟件包含豐富而先進(jìn)的物理模型，使得用戶能夠精確地數(shù)值分析無黏流、層流和湍流。湍流模型包含 Spalart-Allmaras模型、??-??模型組、??-??模型組、雷諾應(yīng)力模型（RSM）組以及最新的分離渦數(shù)值分析（ DES）和V2F模型等。另外用戶還可以定制或添加自己的湍流模型。（2）PHOENICSPHOENICS是英國CHAM公司開發(fā)的數(shù)值分析傳熱、流動、反應(yīng)、燃燒過程的通用軟件，有 30多年的歷史。網(wǎng)格系統(tǒng)包括：直角、圓柱、曲面（包括非正交和運動網(wǎng)格，但在其VR環(huán)境不可以）、多重網(wǎng)格和精密網(wǎng)格。 PHOENICS可以對三維穩(wěn)態(tài)或非穩(wěn)態(tài)的可壓縮流或不可壓縮流進(jìn)行數(shù)值分析， 包括非牛頓流、多孔介質(zhì)中的流動，并且可以考慮黏度、密度、溫度變化的影響。（3）FluentAirpak

CFDFluentAirpak是面向工程師、建筑師和室內(nèi)設(shè)計師的專業(yè)領(lǐng)域工程師的專業(yè)人工環(huán)境系統(tǒng)分析軟件，特別是 HVAC領(lǐng)域。它可精確地數(shù)值模擬分析所研究對象內(nèi)的空氣流動、傳熱和污染等物理現(xiàn)象， 它可準(zhǔn)確地數(shù)值分析通風(fēng)系統(tǒng)的空氣流動、空氣品質(zhì)、 傳熱、污染和舒適度等問題，并依照 ISO7730標(biāo)準(zhǔn)提供舒適度、 PMV、PPD等衡量室內(nèi)空氣質(zhì)量（ IAQ）的技術(shù)指標(biāo)，從而減少設(shè)計成本，降低設(shè)計風(fēng)險，縮短設(shè)計周期。際上比較流行的商用 CFD軟件。（4）AnsysCFX

FluentAirpak3.0是目前國AnsysCFX包括從固體力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等在內(nèi)的多物理場及多場耦合整體解決方案。AnsysCFX采用基于有限元的有限體積法的數(shù)值方法和自適應(yīng)多網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行數(shù)值計算。

CFX4引進(jìn)了各種公認(rèn)的湍流模型，如 k-模型、低雷諾數(shù) k-模型、

RNGk-模型、代數(shù)雷諾應(yīng)力模型、微分雷諾應(yīng)力模型、微分雷諾通量模型等。AnsysCFX是唯一采用全隱式耦合算法的大型商業(yè)軟件。算法上的先進(jìn)性，豐富的物理模型和前后處理的完善性使AnsysCFX在結(jié)果精確性，計算穩(wěn)定性，計算速度和靈活性上都有優(yōu)異的表現(xiàn)。 模型建立◎模型建立數(shù)值分析報告模型建立時應(yīng)包括但不限于： 物理模型、計算區(qū)域、網(wǎng)格展示和建模說明。模型建立要求如下。（1）建筑模型應(yīng)對目標(biāo)建筑及周圍障礙物進(jìn)行分析， 提供目標(biāo)建筑與周圍環(huán)境布局圖， 體現(xiàn)目標(biāo)建筑及周邊障礙物關(guān)系， 可對建筑外觀進(jìn)行簡化建模。 根據(jù)項目規(guī)劃紅線圖建立地形、 目標(biāo)建筑及其周邊有影響的建筑模型。此外，物理模型構(gòu)建還應(yīng)包括：1）對結(jié)果影響顯著的主要構(gòu)筑物。2）建模域內(nèi)的既存的（或同期建設(shè)的）構(gòu)筑物。3）既存的連續(xù)種植的高度 3m及以上的喬木。4）對既存的（或同期建設(shè)的）構(gòu)筑物或顯著影響氣流的物體忽略或簡化時，應(yīng)予以說明。（2）計算區(qū)域目標(biāo)建筑邊界

H范圍內(nèi)應(yīng)以最大的細(xì)節(jié)要求再現(xiàn)，此外，還應(yīng)滿足以下要求：1）建筑迎風(fēng)截面堵塞比（模型面積 /迎風(fēng)面計算區(qū)域截面積）小于 4%。2）由對象建筑（群）的外緣至各個方向的計算域邊界，需滿足對象建筑高度的

5倍以上，如果建筑和周圍附屬物位于丘陵等地形，須考慮地形信息。3）建筑覆蓋區(qū)域應(yīng)小于整個計算域面積 3%。（3）網(wǎng)格劃分1）建筑區(qū)域內(nèi)人行高度區(qū) 1.5m高度應(yīng)劃分不小于以上第3個網(wǎng)格或更高的網(wǎng)格內(nèi)。

10個網(wǎng)格；重點觀測區(qū)域要在地面2）采用多尺度網(wǎng)格時，應(yīng)確保網(wǎng)格應(yīng)該反映出障礙物周圍流態(tài)特征。模型建立建議如下。1）網(wǎng)格劃分的質(zhì)量要確保計算時能捕捉障礙物（室內(nèi)和室外輪廓接觸處）的流場特征，如穿過門窗的風(fēng)速發(fā)生突變，需要細(xì)密的網(wǎng)格。2）對形狀規(guī)則的障礙物（建筑、地形等）宜使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，網(wǎng)格過渡比不宜大于 1.5。3）進(jìn)行大范圍的 CFD數(shù)值分析，用于評估目標(biāo)建筑和相鄰建筑的風(fēng)環(huán)境時，考慮自然通風(fēng)通道?！蜻吔鐥l件數(shù)值分析報告邊界條件應(yīng)包括但不限于：邊界條件、初始設(shè)置條件、氣象參數(shù)及其他控制參數(shù)的設(shè)定方法說明。邊界條件要求：1）基于當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)環(huán)境，提供當(dāng)?shù)夭煌竟?jié)風(fēng)向、風(fēng)速基礎(chǔ)資料表，至少包括夏季、冬季、過渡季。數(shù)值分析應(yīng)采用季節(jié)性的風(fēng)向和風(fēng)速的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，主導(dǎo)風(fēng)采用平均風(fēng)速和風(fēng)向，垂直方向?0高度為10m。2）入口風(fēng)速的分布應(yīng)符合梯度風(fēng)規(guī)律。根據(jù)項目實際情況給定室外梯度風(fēng)分布，考慮地面粗糙度帶來影響，即? ??=??0()0式中，??—高度為 h處的風(fēng)速，m/s；???0—基準(zhǔn)高度?0處的風(fēng)速，m/s，一般取 10m處的風(fēng)速；??—粗糙度指數(shù)，參考國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)以及我國研究成果，建議不同地貌情況下入口梯度風(fēng)的指數(shù)??取值如附表。附表A.2.2大氣邊界層不同地貌的n值類別適用區(qū)域指數(shù)n梯度風(fēng)高度/mA近海地區(qū)，湖岸、沙漠地區(qū)0.12300田野，丘陵及中小城市、大城市郊B區(qū)0.16350C有密集建筑的大城市區(qū)0.22400有密集建筑群且房屋較高的城市D市區(qū)0.30450數(shù)值分析結(jié)果與結(jié)論◎數(shù)值分析結(jié)果室外風(fēng)環(huán)境數(shù)值分析結(jié)果應(yīng)包括：1）能夠表達(dá)目標(biāo)建筑和周邊遮擋物位置關(guān)系的總平面圖。2）能反映障礙物、建筑和地形等的三維物理模型效果圖。3）不同季節(jié)不同來流風(fēng)速下，場地內(nèi)建筑周圍人行區(qū)1.5m高處（屋頂花園、空中連廊、平臺、露臺等區(qū)域的1.5m高度也應(yīng)作為參考平面）的風(fēng)速分布云圖、風(fēng)速矢量圖、風(fēng)壓分布云圖、平均風(fēng)速和最大風(fēng)速列表。4）模擬計算收斂曲線圖。5）不同季節(jié)不同來流風(fēng)速下，數(shù)值分析得到的建筑首層及以上典型樓層迎風(fēng)面與背風(fēng)面（或主要開窗面）表面的壓力分布云圖。6）冬季來流風(fēng)速下，數(shù)值分析得到的室外活動區(qū)的風(fēng)速放大系數(shù)圖。數(shù)值分析結(jié)果要求：1）云圖要求：壓力云圖和風(fēng)速云圖應(yīng)體現(xiàn)出較明顯的變化，風(fēng)速矢量圖應(yīng)反映出風(fēng)流場的氣流，并對結(jié)果進(jìn)行說明。2）計算收斂性要求：計算應(yīng)在求解充分收斂的情況下停止，即確定殘差變化率不大于0.001?！?qū)Ρ确治龈鶕?jù)數(shù)值分析結(jié)果分析項目室外風(fēng)環(huán)境狀態(tài)， 將風(fēng)速、風(fēng)壓等結(jié)果與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行對比，判斷達(dá)標(biāo)情況。給出室外風(fēng)環(huán)境的優(yōu)化措施與實施過程， 對比分析優(yōu)化后的項目室外風(fēng)環(huán)境狀態(tài)?！蚪Y(jié)論進(jìn)行達(dá)標(biāo)判定，并給出結(jié)論。 審查要點（附表 ）室外風(fēng)環(huán)境附表 室外風(fēng)環(huán)境數(shù)值分析報告專家判斷表編審查要點具體判斷是否滿足號數(shù)值分析依數(shù)值分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有可靠來源，寫明基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1據(jù)及參考的數(shù)據(jù)資料2模型選取數(shù)值分析時采用k-模型、RNGk-模型或其他差分格式模擬工況建筑模型計算區(qū)域網(wǎng)格劃分邊界條件

適用于計算對象模型避免采用一階差分格式有夏季主導(dǎo)風(fēng)向平均風(fēng)速、過渡季主導(dǎo)風(fēng)向平均風(fēng)速和冬季主導(dǎo)風(fēng)向平均風(fēng)速三個典型工況的模擬結(jié)果根據(jù)項目規(guī)劃紅線圖建立地形、目標(biāo)建筑及其周邊有影響的建筑進(jìn)行較為完整的建模對模型建立區(qū)域內(nèi)對結(jié)果影響顯著的主要構(gòu)筑物、既存的（或同期建設(shè)的）的構(gòu)筑物、 3m以上的喬木進(jìn)行了完整的建模，或進(jìn)行了構(gòu)筑物簡化合理性的說明建筑迎風(fēng)截面堵塞比（模型面積/迎風(fēng)面計算區(qū)域截面積）小于4%由對象建筑（群）的外緣至各個方向的計算域邊界，需滿足對象建筑高度的5倍以上建筑覆蓋區(qū)域應(yīng)小于整個計算域面積3%人行高度區(qū)1.5m高度應(yīng)劃分10個網(wǎng)格及以上重點觀測區(qū)域要在地面以上第3個網(wǎng)格或更高的網(wǎng)格內(nèi)采用多尺度網(wǎng)格時，應(yīng)確保網(wǎng)格應(yīng)該反映出障礙物周圍流態(tài)特征數(shù)值分析采用了季節(jié)性的風(fēng)向和風(fēng)速的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主導(dǎo)風(fēng)采用平均風(fēng)速和風(fēng)向，垂直方向h0高度為10m入口風(fēng)速的分布應(yīng)符合梯度風(fēng)規(guī)律，合理選取入口梯度風(fēng)指數(shù)值風(fēng)速入口根據(jù)項目實際情況給定室外梯度風(fēng)分布，考慮地面粗糙度帶來影響；對于未考慮粗糙度的情況，采用指數(shù)關(guān)系式修正粗糙度帶來的影響根據(jù)不同季節(jié)不同來流風(fēng)速，1.5m高處（屋頂花園、空中連廊、平臺、露臺等區(qū)域的1.5m高度也應(yīng)作為參考平面）的風(fēng)速分布云圖、風(fēng)速矢量圖、風(fēng)壓分布云圖。結(jié)果反映冬季典型風(fēng)速和風(fēng)向條件