近日。工作室苏梅芳等在《Journal of Building Engineering》上发表题为“Evaluating the Thermal Environment of a Large Atrium in a High-Rise Office Building Using Computational Fluid Dynamics”的原创论文。(DOI:https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.111754)《Journal of Building Engineering》是建筑工程领域国际著名SCI刊物,在JCR分区CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY中属于Q1,并为中科院二区TOP期刊,2023年影响因子为6.7。 玻璃屋顶中庭通常会造成垂直热分层,对室内热环境产生重大影响。然而,对复杂中庭热环境的时空变化,尤其是不同运行策略下的时空变化的详细研究仍然有限。我们采用计算流体动力学模拟,并通过实地测量进行验证,分析了中国西安一栋高层办公楼的中庭热环境。我们建立了该建筑的详细三维模型,并使用 OpenFOAM 中的瞬态多区域求解器 chtMultiRegionFoam 进行数值模拟,结合有限体积离散序辐射模型和 k-epsilon 湍流模型来考虑辐射和通风效应。研究的运行策略包括遮阳、空调以及夏季和冬季空调的组合。结果表明:(1) 夏季将遮阳和空调结合使用,降温效果最显著(7.87°C),而单独使用遮阳降温效果有限(0.33°C)。(2)夏季和冬季基线的最高垂直温度梯度分别为 0.096°C/m 和 0.046°C/m。遮阳使上层区域的温度梯度降低了 0.03°C/m,对中层和下层区域的影响最小。空调区几乎不存在热分层现象,但在非空调区的上部区域,热分层增加了约 0.3°C/m。(3) 回归和相关分析表明,环境温度是影响中庭温度的最重要因素,其次是基线案例的高度和辐射。遮阳策略有效降低了辐射的影响。这些研究结果有助于为大型中庭建筑制定可持续的运行策略,优化热舒适度和能源效率。
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