某浅层地下建筑热环境实测与模拟分析

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为实现城市可持续发展和资源有效合理化利用,加快对地下空间的开发已成为各大城市解决城市拥挤问题的必然选择。因此,地铁、地下人行通道、地下商场等地下建筑大量涌现,而随着人们生活水平的提高,地下建筑内部热环境也逐渐被人们所重视。目前,国内外学者关于浅层地下建筑热环境的研究,主要集中于地下商场、地下超市、地铁等这类人口基数大、流动性强的地下建筑,而对地下办公建筑的研究很少。因此,对浅层地下办公建筑热环境进行研究就显得非常必要。
  本文以武汉地区某附建式浅层地下办公建筑为研究对象,采用现场实测的方法,对其进行了为期1年的测试,根据研究对象的不同,整个实验分为整体热环境实测(即以整个浅层地下建筑为研究对象)与单个房间热环境实测(即以某个房间为研究对象)两种工况。整体实测实验结果表明:浅层地下建筑有着冬暖夏凉、夏季湿度高的特点;从短期来看,与地面室外空气温湿度大幅度变化不同,浅层地下建筑室内热环境较为稳定,且温湿度分布较为均匀,受地面室外空气温湿度的影响较小;但是从长期来看,浅层地下建筑内空气温湿度随着地面室外空气温湿度的增大而增大,随着地面室外空气温湿度的减小而减小,呈现同步变化的趋势;夏热冬冷地区浅层地下建筑内空气湿度呈现7月份相对湿度全年最高,12月份相对湿度全年最低这样循环变化的规律;夏季时,浅层地下建筑内空气相对湿度过高,基本处于80%以上,其余季节浅层地下建筑室内相对湿度较为适宜;在夏季对浅层地下建筑进行通风时,除提供人员必须的新风量外,还需要对地下建筑内空气进行除湿;在春、秋季节对浅层地下建筑进行通风时,主要是提供人员活动所必需的新风量;在冬季对浅层地下建筑进行通风时,除提供人员活动所必需的的新风量,还需对新风适当加热,使室内温度处于一个相对适宜的范围。单个房间实测结果表明:浅层地下房间内空气温度适宜,但相对湿度过高;开启左侧窗户时,房间通风换气效果比开启右窗时稍好;现有的机械排风系统可以满足人员对新风的需求,但并不能解决房间内空气湿度过高的问题。
  为进一步分析浅层地下办公建筑内热环境特点,本文以现场实测数据为基础,借助CFD软件分别对整个浅层地下建筑和单个地下房间进行热环境模拟。整体模拟结果显示:浅层地下建筑内空气相对湿度过高,地下建筑内通风走道越长通风效果越差,通风走道内弯曲处越多通风效果越差。单个房间模拟结果显示:地下办公房间内空气湿度过高,空气流速过大。通过改变浅层地下建筑入口位置、将弯曲通道改为直通道和将水平式推拉窗改为平开窗三种方法,可以较好的解决浅层地下建筑内空气相对湿度高和房间内空气流速大的难题,为人员在浅层地下办公房间内办公时提供一个较为舒适的热环境。
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