微气候影响建筑设计的因素:自然通风设计还可以解决一些建筑能耗的节能设计问题,改善城市整体空气质量。自然通风设计是一个复杂而集中的逻辑思维过程,需要综合考虑当地的气候特征以及周边环境、建筑的形态、建筑空间设计、建筑的外维护结构设计等各个方面。同时,自然风在建筑设计中的运用也是一个系统的、综合的过程,需要多个专业领域的协调配合,才能较终实现建筑的较优自然风设计。这些专业领域包括建筑设计、城市规划、景观设计、暖通、土木、建筑工程、环境工程、气象等,跨学科结合工程技术与设计美学是未来建筑规划行业的主要运作机制。WindPerfectDX建筑规划行业的三维CFD软件,模拟建筑大楼风,调节微气候辅助城市设计。重庆城市WindPerfectDX操作流程
建筑组团中影响风环境的因素:利用风廊道模拟来指导建筑设计在未来将具有广阔的应用前景和市场。首先,我国快速城镇化进程给城市环境带来了不可逆转的影响。风环境作为衡量与改善城市舒适度的重要指标,是城市生态规划一个重要的组成部分,它能够使在具体的城市与建筑设计更加落实生态、环保的设计原则。其次,在大规模基础设施建设已基本完成、绝大部分建设用地已饱和的情况下,未来城市规划设计的重点必然是存量环境的精细化更新。风廊道模拟能够以更高效、科学的手段辅助空间形态设计,使得城市更新和建筑设计具扎实的逻辑。第三,随着风廊道模拟技术在国内的推广,必然会建立“方案设计—软件模拟—方案修正”的反馈设计方法,微气候模拟也将逐渐从对于规划结果的“事后验证”转向带领规划的“事先指导”。四川微气候WindPerfectDX教程WindPerfectDX根据设计师的操作习惯优化界面,四步骤进行风环境模拟,简易上手。
风剖面一般采用指数律或对数律两种形式表达。指数律是由Davenport[D]根据大量观测资料总结出来的表达形式,由于使用起来比较简便,广泛应用于工程中,如中国《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、美国规范(ASCE7-05)和日本规范(AJ2004)均采用了指数律。对数律在气象学中应用得比较多,在100m高度范围内使用对数律风剖面能够得出比较满意的结果。指数律和对数律均属于半经验、半理论公式,两种形式计算的结果相差不大。本次模拟采用指数律的表达形式。参考高度取离地10m。10m高度处的风速设置为10m/s,风向设置为(1,0,0)数根据荷载规范取为0.3。荷载规范对不同类型地表的粗糙度规定见表。udf命令见附录。
湍流模型的选择湍流是普遍存在的,层流是个例。对建筑物室外风场的模拟需要考虑湍流的影响。目前对湍流的数值模拟方法见图。湍流数值模拟方法包括直接数值模拟方法(DNS)和非直接数值模拟方法,非直接数值模拟方法包括大涡模拟方法(LES)、Reynolds平均法(RANS)、统计平均方法。湍流的数值模拟方法:Reynolds平均法是目前应用*****的湍流模拟方法,根据对Reynolds应力做出的假定不同,又可分为Reynolds应力模型和涡粘模型,见图。本次模拟**终采用RSM模型进行湍流的模拟(事实上,湍流模型的选择并不是***的,可以进行不同湍流模型之间的对比)。在Fuent里湍流模型的设置见图.WindPerfectDX是专为建筑规划行业开发的三维CFD软件,可进行山地地形风模拟,随地形高度起伏显示风速分布。
建筑形态影响城市微气候:微气候是在具有相同大气候特点的范围内,由于局部地区地形、方位、土壤条件和植被不一致,使得局部地区具有独特的气候状况,主要表现在个别气象要素(温度、湿度和风)的剧烈变化及特殊天气现象(雾、露和霜)的差异。建筑形态是整个城市的物质基础,不同的城市形态对区域能耗有着不同程度的影响。各类街区的建筑物相互遮挡面积、绿化覆盖面积、建筑物层高、建筑密度以及容积率等因素差异较大。这些因素会间接影响区域能耗,如街区尺度越大、密度越低则相应的居民生活和交通能耗越高。。WindPerfectDX建筑规划行业的三维CFD软件,快速模拟大尺度城市通风廊道。四川WindPerfectDX安装教程
WindPerfectDX三维CFD软件可导入建筑﹑道路﹑绿化等分层模型分进行城市热岛解析计算。重庆城市WindPerfectDX操作流程
CFD在解决空气污染中的应用:建筑CFD与通用CFD的主要区别在于满足精确需求。建筑规划行业的从业者的主要时间用于整个规划设计的推敲,风/热环境的模拟分析在设计初期辅助优化设计,因此需要操作简单、结果精确、界面设计符合设计类软件的通识、能够同时对比多个方案、结果表达多样化,尤其是对于建筑及建筑组团的设计,需要能够从人视点感受风/热环境的效果和成因。因此参数繁多、操作复杂的通用CFD不适合建筑规划行业,无法普及这种三维模拟技术对设计的支持。建筑CFD技术结合BIM技术的逐步完善在未来能够为建筑规划行业提供更高效的设计支持。重庆城市WindPerfectDX操作流程
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