435条446条室外热岛强度计算书.docx
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435条446条室外热岛强度计算书
室外热岛强度计算书
项目名称:
项目地址:
建设单位:
设计单位:
自评星级:
★(一星级)
2019年1月
1项目概况3
2标准依据3
3评价要求3
4原理方法3
4.1分析软件3
4.2边界条件设置3
4.3网格设置4
4.4计算公式:
5
4.5输出结果5
5计算参数6
5.1典型气象日气象参数6
6结果分析6
6.1平均热岛强度7
6.2湿球黑球温度8
6.3室外热岛彩图分析9
7结论12
1项目概况
本项目位于福建省宁德市蕉城区,总用地面积33130㎡,总建筑面积112698.54㎡,其中地上建筑面积89564.68㎡,地下建筑面积23133.86㎡,建筑密度25.0%,容积率2.60,绿地面积9939㎡,绿地率30.0%。
2标准依据
1.《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014
2.《福建省绿色建筑设计标准》DBJ13-197-2017
3.《城市热环境设计标准》(JGJ286-2013)
3评价要求
随着城市化的发展,以“热岛效应”为代表的热环境变化已成为影响城市生态环境质量的重要岛效应。
城市热岛效应虽然是客观存在的自然现象,但是可以采取相应的措施进行缓解或改善。
根据《福建省绿色建筑设计标准》DBJ13-197-2017的设计要求:
第4.3.5应采取措施降低热岛强度,场地内户外活动场地有乔木、构筑物等遮阴措施的面积比例不应少于15%;或采用热环境改善措施,并应满足场地内平均热岛强度预测值不大于1.5℃的要求(2分)。
第4.4.6场地内户外活动场地有乔木、构筑物等遮阴措施的面积比例不应少于25%,或采用热环境改善措施,并应满足场地内平均热岛强度预测值不大于1.5℃的要求(2分)。
4原理方法
4.1分析软件
本次热岛效应的模拟采用计算流体力学Tera软件。
软件有大量模型选择:
20多种湍流模型,多种多相流模型,多流体模型,燃烧模型,辐射模型,供了欧拉算法也提供了基于粒子运动轨迹的拉格朗日算法,计算流动与传热时能同时计算浸入流体中的固体的机械和热应力,无论输入参数是否充分和一致,都能保证结果具有较好的收敛效果。
4.2边界条件设置
由于随着高度的增加,风速会增大,而且风速随高度增大的规律还与地面粗糙度有关。
参考《建筑通风效果测试与评价标准》JGJ/T309—2013,采用指数函数梯度风。
不同地层大气边界曲线图
四类地貌(不同地面粗糙度)中平均风速随高度变化的规律:
式中:
、——任何一点的平均风速和高度;
VR、——标准高度处的平均风速和标准高度值,《建筑结构荷载
规范》GB50009-2012规定自然风场的标准高度取10m;
ɑ——地面粗糙度指数,其取值如下表;
地面类型
适用区域
指数ɑ
A
近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区
0.12
B
田野乡村、丛林、丘陵,房屋较稀疏的乡镇和城市郊区
0.16
C
密集建筑群的城市市区
0.22
D
密集建筑群且房屋较高的城市市区
0.30
4.3网格设置
网格参数对网格划分的精度和效果起决定性作用。
网格太密会导致计算速度下降并浪费计算资源;网格太疏导致计算精度不足结果不够准确,合理的网格方案需要考虑对计算域中不同的部分采用不同的网格方案。
考虑以下影响网格划分和网格质量的因素:
建筑附近或者远离建筑的区域:
前者要求网格较密,后者网格密度可以适当减小;
贴近地面的区域:
网格需要加密以捕捉地面摩擦力对近地面层风场的影响;
贴近建筑的区域:
网格需要加密以捕捉建筑表面摩擦力对靠近建筑表面风场的影响;
有明显局部特征的建筑物轮廓:
如较大尺寸的尖角、凹槽、凸起,网格需要加密捕捉局部特征对风场的影响;
建筑的每一边人行区1.5m或2m高度应划分10个网格或以上;重点观测区域要在地面以上第3个网格和更高的网格以内。
4.4计算公式:
4.5输出结果
本报告主要分析建筑周边的热环境状况,以夏季典型时刻的气候条件(风向、风速、气温、湿度等)为依据,模拟住区室外1.5m高处的典型时刻的温度分布情况,要求日平均热岛强度不高于1.5℃。
5计算参数
5.1典型气象日气象参数
时刻
干球温度
(℃)
相对湿度(%)
水平总辐射照度
(W/㎡)
水平散射辐射照度
(W/㎡)
风速(m/s)
主导风向
0
27.1
90
0.00
0.00
1.3
西
1
26.9
90
0.00
0.00
1.0
2
26.7
90
0.00
0.00
0.8
3
26.5
90
0.00
0.00
0.7
4
26.3
89
0.00
0.00
0.5
5
26.2
89
0.00
0.00
0.3
6
26.4
88
30.56
27.78
0.2
7
26.7
86
161.11
97.22
0.0
8
27.3
84
316.67
169.44
0.3
9
28.1
82
475.00
230.56
0.7
10
28.9
79
619.44
280.56
1.0
11
29.7
77
727.78
316.67
1.3
12
30.4
76
783.33
333.33
1.7
13
30.8
75
775.00
333.33
2.0
14
30.9
75
705.56
311.11
2.2
15
30.7
77
586.11
272.22
2.3
16
30.2
78
436.11
216.67
2.5
17
29.7
81
275.00
147.22
2.7
18
29.1
83
125.00
75.00
2.8
19
28.6
85
0.00
0.00
3.0
20
28.2
87
0.00
0.00
2.5
21
27.8
88
0.00
0.00
2.0
22
27.6
89
0.00
0.00
1.5
23
27.3
90
0.00
0.00
1.0
日平均
28.3
84
250.69
117.13
1.4
6结果分析
6.1平均热岛强度
时刻
平均温
度(℃))
太阳辐
射升温
(℃)
长波辐
射降温
(℃)
蒸发换
热降温
(℃)
温度
(℃)
典型气象
温度(℃)
温差(℃)
8:
00
26.1
1.3
4.0
1.6
21.9
24.4
-2.545
9:
00
26.1
2.6
3.9
1.9
22.9
25.4
-2.524
10:
00
26.1
4.1
3.9
2.0
24.3
26.4
-2.075
11:
00
26.1
5.9
3.9
1.9
26.2
27.3
-1.052
12:
00
26.1
7.8
3.9
1.7
28.3
28.2
0.110
13:
00
26.1
9.4
3.8
1.5
30.3
28.9
1.395
14:
00
26.1
10.8
3.7
1.2
32.0
29.4
2.606
15:
00
26.1
11.7
3.8
1.0
33.1
29.7
3.399
16:
00
26.1
12.1
3.7
0.7
33.8
29.6
4.220
17:
00
26.1
12.1
3.7
0.6
33.9
29.3
4.634
18:
00
26.1
11.7
3.7
0.5
33.6
28.8
4.790
平均热岛
强度(℃)
1.28
依据
《城市热环境设计标准》3.3.1条规定指标,按照5.0.2条的公式计算
标准要求
夏季平均热岛强度不应大于1.5℃
结论
满足
6.2湿球黑球温度
时刻
温度
(℃)
空气相对湿度
太阳辐射照度
(W/㎡)
地表短波辐射
(W/㎡)
湿球黑球温度
(℃)
8:
00
21.9
0.9
158.9
35.5
21.1
9:
00
22.9
0.9
254.2
56.8
21.7
10:
00
24.3
0.8
345.8
77.2
22.4
11:
00
26.2
0.7
418.3
93.4
23.5
12:
00
28.3
0.6
465.7
104.0
24.5
13:
00
30.3
0.6
460.5
102.8
25.7
14:
00
32.0
0.5
425.6
95.0
26.6
15:
00
33.1
0.5
358.6
80.1
27.1
16:
00
33.8
0.5
263.9
58.9
27.3
17:
00
33.9
0.5
167.6
37.4
27.2
18:
00
33.6
0.5
85.5
19.1
26.8
最大湿球
黑球强度(℃)
30.48
依据
《城市热环境设计标准》3.3.1条规定指标,按照5.0.1条的公式计算
标准要求
逐时湿球黑球温度不应大于33℃
结论
满足
6.3室外热岛彩图分析
08:
00时热岛强度分析图
09:
00时热岛强度分析图
10:
00时热岛强度分析图
11:
00时热岛强度分析图
12:
00时热岛强度分析图
13:
00时热岛强度分析图
14:
00时热岛强度分析图
15:
00时热岛强度分析图
16:
00时热岛强度分析图
17:
00时热岛强度分析图
18:
00时热岛强度分析图
7结论
本项目采用热环境改善措施,场地内平均热岛强度预测值为1.28℃,满足《福建省绿色建筑设计标准》DBJ13-197-2017第4.3.5条、4.4.6条的相关要求。
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