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中庭式高层住宅建筑是现代民用建筑的一种特殊形式。其一方面使住宅建筑能够充分利用烟囱效应实现热压自然通风,提高住户室内的热舒适性,有效减少空调能耗;另一方面,由于中庭空间具有明显的对外开放性,以及与各住户之间的联系性,其热环境容易受到外界大气环境及建筑内部诸多因素的耦合影响,呈现出复杂的流场及温度场变化规律。本文首先总结了中庭式高层住宅建筑的历史发展、作用与研究现状。针对中庭式高层住宅建筑提出了一个具有代表性的“通用原型”。一方面根据相似理论,以阿基米德数为主要准则数进行相似关系计算,并对其进行比例为1/25的热浮力模型实验;另一方面采用雷诺应力方程模型(RSM),对热压作用下的中庭式高层住宅建筑通风现象进行数值模拟,研究中庭式住宅建筑热压通风的共性规律。然后建立住宅内部热压通风气流环路的数学预测模型,并利用模型实验和数值模拟的结果验证。最后利用数学预测模型,计算与评估多条件耦合下的建筑热环境,分析主要的影响因素,得到中庭式住宅建筑的热压通风特性。研究结果表明:(1)数学预测模型计算值与模型实验、数值模拟数据吻合良好,说明基于网络模型和多区域模型结合的宏观描述数学模型能够较精确地预测中庭式住宅建筑的流场与温度场分布,尤其对于中庭空间内部。(2)住户室内热压通风现象的产生主要受自身和上游住户的室内热源强度影响,从而发生室内热环境的变化。而中庭空间则相反,受下游住户的室内热源强度和通风量的影响。(3)热压通风气流总是沿着“室外大气环境-住户室内-中庭空间”的方向流动,且流入中庭空间时引起气流扰动。中庭空间内垂直方向上的热压通风量、热量大小及温度值分布具有明显的累积效应,与所处的水平高度位置呈正相关,而相邻两层住户间的热压通风量差值则与自身和上游住户的热量总和呈负相关。(4)室内热源强度和中庭空间横截面积是影响中庭式住宅建筑热环境及热压通风特性最主要的两个因素。而内、外窗面积则只对中庭空间下部区域、建筑底层及顶层住户的热环境改善现象较为明显。