解读布风管在嬉水乐园项目中的应用

1、项目概况

该项目嬉水乐园位于青海省西宁市,建筑总面积21365m2,其中嬉水区面积8500m2,建筑高度为21m,东西宽度99米,南北最大宽度90米。

2.设计参数

⑴空调室外设计参数

夏季:空调室外计算干球温度:26.5℃,空调室外计算湿球温度:16.6℃,通风室外计算温度:21.9℃,室外计算相对湿度48%,大气压力772.9hPa。

冬季:空调室外计算温度:-13.6℃,通风室外计算温度:-11.4℃,供暖室外计算温度:-7.4℃,室外计算相对湿度45%,大气压力774.4hPa。

⑵室内设计参数

室内设计温度全年为29℃±2,相对湿度全年为65%±5。室内人员最小新风量20m3/h?人。

3.模型的建立

(1)使用的软件

CFD软件是计算流体力学(ComputationalfluidDynamics)软件的简称,是专门用来进行流场分析、流场计算、流场预测的软件。通过CFD软件,可以分析并且显示发生在流场中的现象,在比较短的时间内,能预测性能,并通过改变各种参数,达到最佳设计效果。CFD的数值模拟,能使我们更加深刻地理解问题产生的机理,为初步设计方案提供指导。

对该项目采用CFD模拟主要目的是验证在初步设计的基础上,密闭空间的气流组织情况,速度场、温度场的分布情况。采用渗透加小孔喷射送风方式,对大空间室内区域的气流组织状况
进行计算模拟。

(2)主要的参数设置

①西宁戏水乐园项目,由于建筑结构较大,且风管布局规则,为了缩短计算时间,建模时对空间区域真实结构进行了简化处理,模型尺寸为长×宽×高(X×Z×Y)=90m×100m×21m。

②CFD模拟区域布风管为圆形,所有风管系统均向下送风。由于传输主管不直接对外送风,对空间气流组织无影响,CFD建模时忽略掉传输风管,以简化计算。

③所有风管尺寸及送风参数均参照对应的CAD图纸,送风管管径1422mm,长度320m,安装高度12m,送风风量50000m3/h。

④1#开孔方向为7:30点钟方向,2#开孔方向为4:30点钟方向。

⑤夏季送风温度设置在20℃。

⑥其它边界条件的设置:设置边界条件时考虑外界、人员负荷的影响,在维护结构热流密度基础上增加因人员活动及机器设备带来的额外部分热流量;屋顶增加灯光设备散热带来的额外热流;围护结构参数设定,按照常规建筑墙体进行设定。

⑦选取K-E双方程模型,理想不可压缩气体。


4.计算结果

(1)图1为模型建立图,送风分两支,沿着建筑四周环形布置。回风口设在机房侧,集中回风。

(2)图2、图3显示了夏季制冷工况送风自纤维风管送出后各截面速度分布云图,显示的是气流从送风小孔送出后流动到下方区域的速度分布状况。由云图可见,气流经送出后,进入下方
室内空间区域,开始沉降、卷吸,并衰减,形成诱导送风,加快了空间区域气流间的混合速度,室内中心区域,呈现较为均匀的蓝色。从各方位云图来看,整体云图颜色较为统一,沿长度方向速度分布梯度保持一致。

(3)图4、图5显示了夏季制冷工况送风自纤维风管送出后各截面温度分布云图,显示的是气流从送风小孔送出后流动到下方区域的温度分布状况。由云图可见,气流经送出后,进入下方
室内空间区域,开始沉降、卷吸,并衰减,形成诱导送风,加快了空间区域气流间的混合速度,减小垂直温差,室内中心区域,呈现较为均匀的绿色。夏季制冷工况,工作区温度维持在26℃~30℃。从各方位云图来看,整体云图颜色较为统一,沿长度方向问温度分布梯度保持一致。

5.结语

(1)MX布风管的喷口是均匀密布在风管表面的呈线性分布的小孔,通过孔径大小及孔洞间距的合理布置使风管内静压值保持均匀一致,从而达到均匀送风的目的。通过速度分布图的模拟可知,布风管满足这种大空间大宽度场所,弥补了镀锌铁皮风管+球型喷口这种送风射程只能达到25米至30米缺陷。

(2)通过温度分布图的模拟可知,MX布风管可使室内温度变化均匀,满足设计需求。