基于ENVI-met的住区室外热环境模拟探析——以上海市中心城区为例

选取上海中心城区典型多层住宅区为样本案例,通过现场实测和模拟分析相结合的方法,探讨绿化要素对住区热环境的影响。首先,对样本住区进行微气候实测,并选取夏季典型气象日实测数据进行研究;其次,利用ENVI-met微气候模拟软件对样本住宅区进行室外热环境模拟计算,并在模拟前通过理论验证模型分析确定合适的边界条件及垂直网格形式;最后,将实测数据与模拟结果进行对比,探讨ENVI-met软件应用于住区尺度室外热环境分析的可行性与可靠性,为未来使用该软件的相关模拟研究提供科学的参考依据。

商业综合体入口过渡空间热环境模拟研究

本文选取湿热地区较为常见的三面架空的入口过渡空间类型,利用ENVI-met软件对不同架空率的入口过渡空间进行了热环境模拟,模拟时间选在热舒适度急需改善的夏季,并选取最能代表整个夏季普遍气候特征的典型气象日作为计算日。通过模拟得出三面架空方式下不同架空率,架空高度的改变对热环境的影响。最后对商业综合体的架空型入口过渡空间提出设计建议。

居住区绿地改造夏季热环境模拟与优化策略研究

为了定量分析绿地结构及其模式对夏日室外温湿度、风速的影响,综合运用三维非静力模式ENVI-met对住宅区绿地改造前后进行对比分析。结果表明:ENVI-met模拟结果与实况接近,能较好反映温湿度变化情况;“中心+宅间”绿地模式中,增加高大乔木及场地树阴,改造后温度平均降幅0.2~1.13℃;改造后相对湿度提升1.61%~5.87%,且上午较下午显著;改造后由于缺失通风廊道而导致风速降低。UTCI结果显示改造后的居住区热舒适下午改善效果较上午明显,平均降幅0.72℃。因此,基于现有场地约束性条件对小区内现存绿地的布局、形态结构、植被搭配及通风廊道的营造,是现阶段针对老旧小区人居热舒适提升的可行性方法。

基于风环境模拟的居住区规划优化研究——以江西省宜春市某居住区规划方案为例

双碳背景下居住区规划设计的室外环境营造显得格外重要,风环境是组成室外环境中的重要部分,良好的风环境不仅能够提高居民舒适度,还能节约能源减少碳排放量。以江西省宜春市某居住区规划方案为例,结合原始气象数据,运用CFD软件Phoenics对规划初期方案进行风环境模拟。参照绿色建筑评价标准,对居住区室外风速、风压、空气龄进行分析,得到现有风环境存在的问题并提出改善措施,得到满足热舒适要求的居住区优化方案,为城市居住区规划设计提供参考借鉴。

面向长时间尺度室外热环境模拟的节气日典型气象日气象要素序列的生成

长时间尺度的数值模拟可以更为全面地描述室外热环境的特征及变化规律,具有重要的理论和实践意义。当前在模拟中输入的气象数据主要是经由Finkelstein-Schafer(FS)统计方法或主成分分析法生成的典型气象日,其数据连续性不足,不利于描述模拟场景。节气知识起源于中国黄河中下游地区,将节气知识与FS方法相结合,选出具有气象代表性的典型节气日,加工后可生成用于长时间尺度室外热环境模拟的节气日典型气象日(Solar Terms Typical Meteorological Day,STTMD)气象要素数据序列。研究分别以1981—2010年及1991—2020年的气象观测数据为基础,生成了郑州、济南等8个站点的STTMD气象要素数据序列,并对该数据的气象代表性和适用范围进行了分析。结果表明:该数据在黄河中下游地区具有较为准确的气象表征,可以大幅简化长时间尺度的数值模拟工作,并具备进一步加工深化及延伸应用的可能。研究也发现,对于黄河中下游之外的区域,该数据的物候意义不够准确。

基于ENVI-met的福州大学校区冬季热环境模拟与热舒适度变化分析

选取福州大学校园教学区为研究区域,基于典型冬季日背景,运用三维非静力微气候模型ENVI-met,分析模拟校园热环境的差异变化及其热舒适度响应。结合实地勘测,对模型进行校准和验证。结果表明:ENVI-met模型能较好地表征室外热环境,准确预测温度和相对湿度的日变化趋势。混凝土路面、灰色地砖路面行人高度的日平均气温分别比草地高出0.1℃和0.3℃,逐时最大温差分别为0.68℃和0.65℃。建筑物阴影和树阴可降低行人高度的气温1.1—1.9℃;同一组团在有无遮阴的条件下,平均辐射温度(T_(mrt))相差最大可达30℃;树木附近和建筑物组团内部生理等效温度(PET)值较小,比硬质路面低2—3个等级。无植被方案下,高温低湿区范围有所扩张,在垂直方向上的增温效应可伸展至10.5 m;风速最大增幅可达1.23 m·s^(-1),平均辐射温度较高区域的面积增加了69.25%;热舒适区和热不适区面积分别增加了19.78%和2.03%。

基于景观要素的上海水乡夏季热环境数值模拟研究

水体景观具有调节环境温湿度、促进人体与所处环境热交换平衡的效能,但滨水环境在调节夏季过热问题上仍存在改善空间。以上海新场古镇典型滨水空间为研究对象,利用ENVI-met模拟软件分析滨水环境景观要素对户外公共空间热环境的影响,提出滨水空间热环境优化要点。结果表明,滨水空间水体热环境调节能力与周边环境要素具有相关性,其中下垫面材质、建筑通风、植被遮挡等因素对气温调节具有明显的影响。研究可为滨水空间规划设计提供借鉴与参考。

遥感相机热环境模拟试验设计与加热功率的确定

阐述了热光学环境模拟试验的重要性及制备相应试验设备的迫切性，提出试验装置的设计方案，运用计算机辅助工程分析（ＣＡＥ）等方法确定加热功率。

基于CFD建筑热环境模拟的建筑方案优化设计研究

考虑了影响建筑热环境的6个建筑设计要素:窗墙面积比、窗类型(传热系数)、水平遮阳板尺寸、外墙传热系数、屋顶传热系数及房间尺寸(长∶高∶宽)。根据设定的室内热环境评价指标:室内温度平均值、PMV平均值、温度不均匀系数和速度不均匀系数,通过正交试验和CFD模拟,得到了自然通风建筑设计中,使建筑热环境相对最优化的6个建筑设计要素的最优搭配方案。

建筑热环境模拟分析用逐时相对湿度生成方法

分别采用对4次相对湿度、4次含湿量、4次露点温度以及4次湿球温度进行直线插值或3次样条插值等8种计算方法生成的逐时相对湿度,从统计学和能耗模拟两个角度,与实测值进行对比分析。分析结果表明,由4次含湿量(或露点温度)进行线性插值计算生成的逐时相对湿度与实测相对湿度吻合较好;并据此给出了由逐时相对湿度根据关联性计算生成逐时含湿量、湿球温度、露点温度的方法。

基于VUMA-3D的深井矿山热环境模拟研究

深井高温热害已经成为制约矿山安全高效开采的重大问题之一,需要对深井矿山的热环境进行三维模拟才能有针对性地采取降温措施。本文介绍了三维通风模拟软件VUMA-3D的功能特点,对深井热源及其影响因素进行了分析,针对某深井矿山进行了热环境模拟,并对模拟结果进行了对比分析,提出了按需降温的理念。

汽车空调整车环境模拟试验室热湿负荷及主要参数的计算

利用状态空间法对环境模拟试验室各围护结构的热负荷进行了精确的计算,同时对空调机组的制冷量、风量及加湿设备的加湿量进行了计算。通过所建立的汽车空调环境模拟试验室进行了长安汽车2种工况的实车测试,结果表明该环境模拟试验室的设备选型是合理的。

火星探测器热环境模拟与试验技术探讨

为保证火星探测器的可靠运行,需要对其进行真空热试验和火星表面热环境模拟试验。文章通过对国外火星探测器热试验的调研,梳理出热试验所涉及的关键技术。并通过对行星际空间热环境和火星表面热环境特点的分析,结合国外相关热环境模拟设备的研制使用情况,探讨不同热环境的地面模拟方法,可为我国火星探测器热环境试验设备的研制及开展相关热试验提供技术参考。

密封舱常压热试验环境模拟技术

文章探讨了可用于载人航天器的常压热试验环境模拟技术,包括空间站的在轨漏热分析、多层常压隔热性能试验以及大型常压热试验验证系统试验能力分析,在此基础上完成了空间站某密封舱段的大型常压热试验,并基于试验结果进行漏热对比分析,验证所用常压热试验环境模拟技术的效果能达到预期。

基于热真空环境模拟试验技术的信号电缆热防护方案研究

热真空环境模拟试验是在地面上模拟飞行中施加在飞行器表面热载荷的一种方式,为了模拟"高真空"和"高热流"环境,利用石英灯阵作为热源,基于热学理论分析和计算,设计并实现了一套热真空环境模拟试验及测控系统方案。航天器电缆热量过高会造成电缆损坏,影响整星安全,利用热真空环境模拟系统设计并进行了真空环境下的信号电缆隔热材料包覆方案考核试验,对热防护方案进行了试验验证,并得出了满足温控要求的热防护方案。试验结果证明,镀铝薄膜隔热层的热防护效果较好,能够满足航天器对信号电缆的热防护需求。同时,该热真空环境模拟试验系统也为热防护方案的试验验证提供了必要的技术手段。

航天器非地球轨道热环境模拟技术探讨

月球、火星探测器等非地球轨道航天器与地球轨道航天器对热控的要求有很大的不同,为验证热控设计的合理性,必须在地面做好充分的热环境模拟试验。国内绝大部分空间环模设备都是以模拟地球轨道航天器在轨环境为目的建设的,显然不能满足深空探测需要。文章针对航天器非地球轨道深空热环境模拟技术进行探讨。

零方程模型在大空间建筑热环境模拟中的应用

应用零方程模型进行大空间建筑热环境的有限元数值模拟 ,利用零方程模型简单快速的特点求解对精度要求不高但对速度比较敏感的大型工程问题。对于实际应用中出现的数值发散现象 ,引入对水平对流项的SUPG方法。并通过工程实际应用对算法进行了验证。

珠江三角洲地区村落热环境模拟研究

现阶段珠江三角洲地区村落的规划布局形式、建筑形式和下垫面结构形式都在传统形式的基础上发生了变化。本文采用微气候模拟软件ENVI-met,对珠江三角洲地区典型村落进行热环境模拟。模拟结果表明在村落规划的过程中增加村落建筑密度和调整村落内部主要街巷的走向,使其平行于主导风向,对于村落热环境的营造是有益的。

基于ENVI-met模拟的屋顶绿化热环境影响

文章以同济大学四平路校区为研究对象,采用ENVI-met 4.4.2模拟4种方案(无绿化、地面绿化、屋顶绿化、地面绿化与屋顶绿化的组合绿化)时校园内温度分布特征,对比分析有地面绿化和无地面绿化情况下,7∶00、12∶00、20∶00、1∶00时屋顶绿化对室外行人高度(1.5m)和屋面高度(12.5m、17.5m)的气温影响。结果表明:(1)校园无地面绿化时,屋顶绿化的降温效果较为微弱;(2)校园有地面绿化时,屋顶绿化对环境气温的影响明显增强,尤其是行人高度的温度变化明显增大,且随着高度增加,影响逐渐减弱;(3)校园有地面绿化时,12∶00时屋顶绿化对建筑较少的开放区域降温效果明显好于建筑密度大的区域,而7∶00、20∶00和1∶00时开放区域会出现升温现象。屋顶绿化除增加绿化总量外,也增加了绿色空间的连接性,有利于形成联系更为紧密的绿色空间网络,提高开放空间的热舒适性。

乌鲁木齐住宅建筑夏季夜间通风的热环境模拟

采用模拟分析软件Dest,模拟乌鲁木齐地区某住宅建筑在采用三种不同的夜间通风模式的条件下室温变化的情况,分析了自然通风对室温的影响,指出白天关窗夜间开窗的通风模式的室内热环境更适于人们居住,不但可以满足舒适度要求,还可以节约能源。