火车站高大空间气流组织模拟设计方案样本

某火车站高大空间气流组织模仿设计方案1前言大空间空调气流组织设计是依照舒服性规定需要，设计室内送回风形式、风速、等参数，通过设立送回风口位置、送风温度、送风速度来达到满足舒服性规定效果。在以往设计过程中，特别是在各种方案选取中，往往需要靠设计师个人经验，经常会浮现设计不满足规定或者为满足设计规定导致能源过渡消耗现象。随着人们对空调舒服性规定越来越高以及能源问题越来越严重，咱们需要选取更好设计方案，而CFD技术恰恰可觉得咱们提供较好辅助作用。本文将以某火车站候车厅空调气流组织为例，阐述CFD技术在方案比选中应用。2模仿对象简介本文是对某火车站候车厅进行模仿，该车站站场总体规模为18台34线，总建筑面积约24万m2，其中站房面积约8万m2；5层构造，地上2层，地下3层。地上分别为高架层和火车站台层，高架层内部区域涉及两个普通候车厅和一种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。模仿区域为高架候车厅，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面积8120m2；普通候车厅2面积为9519m2。如图2所示中间由透明玻璃幕墙围成区域为高架候车区，即需要模仿区域。1高架层平面布置图图2火车站透视效果图3模型建立候车区气流组织方式分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仿分析。其中座椅送风采用诱导送风方式，候车区座椅下部设立52排座椅送风单元，每排4个，每个单元送风量为2800m3/h。诱导风口诱导比为1：1，诱导后单元风量为5600m3/h，温度为19.5℃，座椅送风口风速为1m其她某些详细送风参数如表1所示：表1两种送风方案送风量表送风位置送风量（m3/h）座椅送风门套送风座椅某些5824000风柱送风180000260000安检亭送风360000360000门套送风0841244总风量11224001461244在AIRPAK中依照CAD图所给尺寸数据进行建模，为了提高计算效率，在保证模仿成果可靠性前提下需要进行如下恰当简化：1、构造支撑柱所占面积相对与候车区域来说十分微小，且都处在候车区与进站大厅边沿处，不会对气流组织产生影响，在建模时将其省略。2、墙面倾斜较小，且处在气流组织最外围，不会对室内气流组织产生影响，且斜墙面会大大减少计算速度，建模时视为垂直墙面。3、由于整个高架层尺寸较大，依照模型对称特点，为了提高计算速度，在不影响计算成果前提下，将其作简化解决：计算一半候车大厅通过设立镜像墙来完毕整个计算，因此计算模型尺寸为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边界条件本文模仿对象所在地区夏季空调室外计算干球温度为35.7℃，冬季空调室外计算干球温度为-4依照设计原则，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，依照设计规范，座椅下送风温度为19.5℃。依照夏季冷空气密度较大，有明显沉降作用特点，夏季送风角度为向上15度。送风风速为座椅送风为1m/s，其她风口送风风速为4.5m表2边界条件参数表表3室内设计参数表维护构造名称热流密度（W/m2）南北外墙10东西外墙40普通屋顶11采光天窗130楼板4区域室内设计温度室内送风温度磁悬浮候车厅26~2817普通候车厅26~2817进站大厅27~29195模仿成果由于候车厅截面众多，因而选用三个较为典型截面进行分析，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：普速候车厅典型截面；其中A截面上部接触为采光屋面，B、C截面上部接触为普通屋面。截面位置如4示：图4模仿截面位置示意图温度场模仿成果如下：图5座椅送风截面A温度分布图6门套送风截面A温度分布图7座椅送风截面B温度分布图8门套送风截面B温度分布图9座椅送风截面C温度分布图10门套送风截面C温度分布从以上温度分布图中可以看出，当前所选取送风参数下，由于采用送风温度与室内设计温度相差9度温差送风，并且座椅送风风速也较大，导致室内温度有不同限度偏低，详细对比两种工况成果有如下结论：门套送风和座椅送风在截面A和截面B温度相称，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，冷空气有明显沉降作用，因而门套送风方案温度较座椅送风低某些，不适感更强烈。速度场模仿成果如下图11座椅送风截面A速度分布图12门套送风截面A速度分布图13座椅送风截面B速度分布图14门套送风截面B速度分布图15座椅送风截面C速度分布图16门套送风截面C速度分布以上成果显示，由于门套送风方案候车区风由4.15m高球形喷口送出，虽然采用了向上15°送风方案，但是由于送风气流是17℃依照设计参数进行计算，门套送风送风量超过座椅送风送风量达23%，而达到效果却使处在空调区人有明显冷感，这充分表白门套方案设计参数选取过大，导致能量过渡挥霍。综上所述，无论从空调区温度和度还是从节能角度考虑，均应选取座椅送风方案。6结论通过运用CFD技术对该候车厅进行模仿，可以在理论上得出两种方案优劣，采用座椅送风气流组织形式，更有助于人体舒服性，在空调区域无明显吹风