【摘 要】
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自然通风可以营造舒适的室内环境并大量减少空调时间,在创造健康室内环境降低建筑能耗方面具有显著优势。通过国内外自然通风研究综述发现,真实环境自然通风测量数据不足,多个既有通风量计算模型被证实误差较大,且建筑群室内外流场大涡模拟方法尚不成熟,这些都制约着住宅自然通风研究。本研究目的在于1)获得真实住宅环境自然通风的时空数据;2)提高通风量计算模型精度;3)研究真实环境建筑群室内外流场大涡模拟方法,为住
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自然通风可以营造舒适的室内环境并大量减少空调时间,在创造健康室内环境降低建筑能耗方面具有显著优势。通过国内外自然通风研究综述发现,真实环境自然通风测量数据不足,多个既有通风量计算模型被证实误差较大,且建筑群室内外流场大涡模拟方法尚不成熟,这些都制约着住宅自然通风研究。本研究目的在于1)获得真实住宅环境自然通风的时空数据;2)提高通风量计算模型精度;3)研究真实环境建筑群室内外流场大涡模拟方法,为住宅自然通风测量、计算模型发展及大涡模拟方法研究提供支撑,促进住宅自然通风特性研究。因此,本研究通过实地测量、理论分析及数值模拟方法,获得了全面的实验数据,发展了新模型,并对真实环境建筑群室内外流场大涡模拟边界设置方法进行了研究。得到的主要结论有:（1）城市住宅单侧自然通风以热压为主导,而穿堂风以风压为主导。对比了在实验室、风洞、数值模拟中常用的穿堂风通风量测量方法:示踪气体衰减法、风速面积法,压差法及参考位置风速法测量误差依次增大。（2）发展了热压和风压共同作用下的单侧自然通风量计算模型,与实验结果对比平均误差为13%,较多个现有计算模型误差平均提高11%。改进了穿堂风通风量计算模型在真实住宅多区房间中的计算,较既有模型计算误差平均提高27%。（3）依据测量三维风速时间序列计算大涡模拟网格尺度及时间步长,对比了不同入口边界设置方法（平均风速、离散风速、平均风向、脉动风向、湍流生成方法等）对模拟结果的影响,以平均通风量或瞬时风速为考量,分析了不同入口边界设置方法与实验测量的相对误差;为真实环境建筑群室内外流场大涡模拟重要影响因素确定及入口边界条件设置方法提供依据。（4）基于窗口三维风速时空测量,分析了自然通风窗口非稳态非单向流动特征;利用三维风速结合单一示踪气体衰减法测量的通风量,穿堂风通风窗口风速流动方向不一致特性计算户间通风量。结合大涡模拟获得的脉动流场信息,分析了自然通风窗口瞬时流场及多区穿堂风非稳态流动特性,为城市住宅自然通风非稳态特性研究提供奠定基础。
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