用改进的CTTC模型对住区热环境进行预测VIP专享VIP免费

第1页共13页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共13页利用改进的CTTC模型对住区热环境进行预测与评价摘要：利用改进的CTTC模型并结合CFD模拟方法，可预测和评价住宅小区不同区域内的热环境以及太阳辐射、绿化措施以及建筑布局的影响，对改善住区居住环境起良好的指导作用。本文介绍了改进的CTTC模型及在此基础上模拟预测小区不同区域内逐时气温的方法，同时给出了小区不同区域热环境的评价指标，结合实例进行了模拟计算和评价分析。关键词：CTTC模型CFD热环境太阳辐射绿化措施居住环境1、研究背景随着居住质量的提高，人们在追求生活品质的同时更多要考虑如何使自己健康长寿。住区设计是否以人为本，住区的硬环境与居住者的心理、生理需求吻合与否，将直接影响到人们的生活质量，也正日益成为房地产开发商和购房者共同关心的话题。住宅社区拥有了高品质的室内外人居环境，适宜的温湿度和较低的辐射不仅会给居民室外生活带来舒适与健康，同时也可通过传热、辐射、对流、自然通风等形式降低住宅维护结构的外表温度及室内气温，在提高了居民室内外生活质量的同时，可有效地降低住宅的采暖空调能耗，降低对环境的污染，意义之重大勿容质疑。基于上述问题，很有必第2页共13页第1页共13页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共13页要对住区环境进行分析与评价，其结果将对住区的设计规划提供重要的参考意见。住区建筑热环境的评价内容主要是考察人们在室外生活时切身感受到的如室外温度、湿度、太阳辐射、气流组织和绿化状况等微气候参数。其中温度作为人们感受居住环境好坏的特征参数，综合反映了如住区的太阳辐射及绿化状况等其它因素的作用，对评价住区周围热环境至关重要，也是影响人们在室内外生活质量的主要因素之一。根据所在地区的典型气象温度数据并结合住区建筑布局、下垫面材料、绿化等已知条件，利用改进的CTTC模型并结合用CFD工具模拟而得的住区风场分布数据，可预测小区不同位置小范围内的逐时气温，进行比较并给出评价；所得结果既可为居民选择适合个人习惯的工作生活环境提供参考意见，同时也能为改善小区热环境指明方向。2、计算模拟说明2.1改进的CTTC模型在建筑群集地区，小区不同位置的热环境受相邻位置的建筑材料、结构和布局、小区下垫面、绿化情况、水景设施以及交通和家用等人为排热因素的影响，可能会使局地气温出现热岛或冷岛、滞后或第3页共13页第2页共13页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共13页提前等现象。CTTC（ClusterThermalTimeConstant）集总参数模型把特定地点的温度视为几个独立过程温度效应的迭加，用公式表示如下[1]：（1）这里是局部空气温度变化的基准（背景）温度；是太阳辐射造成的空气温升，是长波辐射造成的空气温降。改进的CTTC模型认为[2]，可以对城市建筑群和气象站分别列出方程如下：（2）（3）根据（2）（3）两式可导出：（4）改进模型中的建筑群空气温度（）就可以用气象温度加上气象站和建筑群两地因太阳辐射和长波辐射造成温差的差值来表示。气象站处的空气温度是经过逐时精确测量的，这样就可以避免因为基准温度选取不准而导致的误差。第4页共13页第3页共13页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共13页从以色列的Swaid和Hoffman1986年对耶路撒冷三个建筑群的实验以及澳大利亚的Elnahas和Williamson1993年对阿德莱德市阿德莱德大学北平台校区的两个“峡谷”的实验来看，利用CTTC模型预测的空气温度和测量的空气温度显示出了很好的吻合性。为了能更准确地计算住区不同位置的建筑群空气温度，笔者针对CTTC模型主要提出了以下改进[3]，并编制成计算机模拟程序：1)将二维模型扩展为三维模型，使空气温度所对应的计算区域更为合理；2)考虑了建筑壁面即“峡谷”两侧的太阳辐射，使之更符合实际情况；3)完善了三维的建筑天空视角系数的计算方法；4)根据北京的调研情况，修正了住宅小区人为热量（包括家庭排热及交通排热）的计算方法；5)重新考虑了住宅小区内绿化的作用，并把水景设施的影响也纳入到模...