某火车站高大空间气流组织模拟设计方案_secret

1、某火车站高大空间气流组织模拟设计方案1前言大空间空调气流组织设计是根据舒适性要求需要，设计室内送回风形 式、风速、等参数，通过设置送回风口位置、送风温度、送风速度来达到满 足舒适性要求的效果。在以往的设计过程中，尤其是在多种方案的选择中， 往往需要靠设计师的个人经验， 常常会出现设计不满足要求或者为满足设计 要求导致能源过渡消耗的现象。 随着人们对空调舒适性要求越来越高以及能源问题越来越严重，我们需要选择更好的设计方案，而CFD技术恰恰能够为我们提供很好的辅助作用。本文将以某火车站候车厅空调气流组织为例，阐述CFD技术在方案比选 中的应用。2模拟对象简介本文是对某火车站候车厅进行模拟， 该车站

2、站场总体规模为18台34线，总建筑面积约24万m2其中站房面积约8万m2 5层结构，地上2层，地下3层。地上分别为高架层和火车站台层，高架层内部区域包括两个普通候 车厅和一个磁浮候车厅以及外围进站大厅；地下一层为出站大厅，还设有出 租车及社会车辆停车场；地下二、三层为地铁站台层。模拟区域为高架候车 厅，该火车站高架层为旅客进站及候车区域，其内部布置图如图1所示，其 中磁浮候车厅面积4090m2普通候车厅1的面积8120m2普通候车厅2的 面积为9519m2如图2所示中间由透明玻璃幕墙围成的区域为高架候车区,即需要模拟的区域。1高架层平面布置图图2火车站透视效果图3模型建立候车区的气流组织方式分

3、为门套式送风和座椅送风两种形式，下面针对两种送风方式分别建立模型进行模拟分析。其中座椅送风采用诱导送风方式，候车区座椅下部设置52排座椅送风单元，每排4个，每个单元送风量为2800m3/h。诱导风口的诱导比为1:1，诱导后单元风量为5600m3/h,温度为19.5 C,座椅送风口风速为1m/s。其他部分具体送风参数如表1所示:表1两种送风方案送风量表送风位置送风量（m/h）座椅送风门套送风座椅部分5824000风柱送风180000260000安检亭送风360000360000门套送风0841244总风量11224001461244在AIRPAK中根据CAD图所给尺寸数据进行建模，为了提高计算效

4、率，在保II JI证模拟结果可靠性的前提下需要进行以下适当的简化:1、结构支撑柱所占面积相对与候车区域来说十分微小，且都处于候车区与进站大厅边缘处，不会对气流组织产生影响，在建模时将其省略。2、墙面的倾斜较小，且处于气流组织最外围，不会对室内气流组织产生影响，且斜墙面会大大降低计算的速度，建模时视为垂直墙面。3、因为整个高架层尺寸较大，根据模型对称的特点，为了提高计算速度,在不影响计算结果的前提下，将其作简化处理：计算一半候车大厅通过设置镜像墙来完成整个计算，所以计算模型尺寸为X:72m,Y:29m Z：393m三维效果图如图3所示,图3整体模型三维图4边界条件本文模拟对象所在地区夏季空调室外

5、计算干球温度为35.7 C，冬季空调室外计算干球温度为-4 C。具体边界条件如表2所示:根据设计标准，火车站室内设计参数如表3所示，其中座椅送风组织形式中，根据设计规范，座椅下送风温度为19.5 C。根据夏季冷空气密度较大，有其他风口送风风速为4.5m/s表2边界条件参数表室内设计参数表由于候车厅截面众多，因此选取三个较为典型的截面进行分析，分别为:截面A磁浮候车厅典型截面；截面B:通道典型截面；截面C:普速候车厅典明显沉降作用的特点，夏季送风角度为向上15度。送风风速为座椅送风为1m/s,维名结构热流密度（w/m）南北夕卜墙10东西夕卜墙40普通屋顶11米光天窗130楼板4区域室内设计 温度

6、室内送风 温度磁悬浮候 车厅2628C17C普通候车 厅2628C17C进站大厅2729C19C模果拟结面。截面位置如4示:型截面；其中A截面的上部接触的为采光屋面,B、C截面上部接触的为普通屋温度场模拟结果如下：从以上温度分布图中可以看出，目前所选择的送风参数下，由于采用送风 温度与室内设计温度相差9度的温差送风，而且座椅送风的风速也较大，造成 室内温度有不同程度的偏低，具体对比两种工况的结果有以下结论：门套送风和座椅送风在截面A和截面B的温度相当，但在截面A与截面B上可以看出，座椅送风温度分层更加明显，而在截面C上由于门套送风送风温度较低，冷空气有明显的沉降作用，因此门套送风方案的温度较座

7、椅送风的低 一些，不适感更强烈。速度场模拟结果如下速度分布以上结果显示，由于门套送风方案候车区的风由4.15m高的球形喷口送出,图4模拟截面位置示意图分布图5座椅送风截面A温度分布图6门套送风截面A温度分图7座椅送风截面B温度分布图8门套送风截面B温度分图9座椅送风截面C温度分布图10门套送风截面C温度图11座椅送风截面A速度分布图12门套送风截面A速度分图13座椅送风截面B速度分布图14门套送风截面B图15座椅送风截面C速度分布图16门套送风截面C速度分虽然采取了向上15的送风方案，但是由于送风气流是17C的低温气流，沉降较快，导致空调区风速较大，人处于空调区会有明显的吹风感，同时各个区域 的速度分布差异较大，容易产生不适。根据设计参数进行计算，门套送风的送风量超过座椅送风的送风量达23%，而达到的效果却使处在空调区的人有明显冷感，这充分表明门套方案设计参数 选择过大，导致能量过渡浪费。综上所述，无论从空调区温度和度还是从节能 角度考虑，均应选择座椅送风方案。6结论通过利用CFD技术对该候车厅进行模拟，可以在理论上得出两种方案的优 劣，采用座椅送风的气流组织形式，更有利于人体的舒适性，在空调区域无明 显吹风感，而且更有利于节能。通