第３７卷第１０期 ２ ０ １ １年４月 山 西 建 筑 Ｖｏ１．３７ Ｎｏ．１０ ＳＨＡＮⅪ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ａｐｒ． ２０１１ ・ｌ１５・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１ １）１０－０１ １５—０２ 空调房间两种典型送回风方式的数值模拟 潘继钢 吴小勇 摘要：基于商用ＣＦＤ软件，在ＦＬＵＥＮＴ中将材料定义为水汽混合物的湿空气，通过对同一典型空调房间，采取同一送 风工况，不同的送回风方式，运用 一ｓ模型进行数值模拟，得到两种送回风方式的速度分布、温度分布、压力分布，从而 为该典型空调房间选择了最优的送回风方式。 关键词：数值模拟， 一ｓ模型，湿空气，速度分布，温度分布，压力分布 中图分类号：ＴＵ８３１．８ 文献标识码：Ａ １ 概述 ｐ空调工程中，所使用的介质是空气，通过空气处理设备将空 警＝蠹［（ ＋ ）差］＋ ＋Ｇ 一 一 （５） 气处理到一定温度、湿度，然后以一定速度从送风口送到空调房 ｐ间，和房间里的空气进行对流换热、吸收空调房间的余热、余湿之 警＝毒［（ ＋ ）簧］＋ＣＩ．Ｇｋ＋ｃ３ ）一 ｝２（６） 后，从回风口出去。这种介质具有一定的湿度和温度，是干空气 其中，Ｇ 为由于平均速度梯度引起的湍动能产生；Ｇｂ为由于 浮力影响引起的湍动能产生； 为可压缩湍流脉动膨胀对总的扩 和水蒸气的混合物，叫湿空气。故本文在ＦＬＵＥＮＴ中，对该介质 定义为一种空气和水蒸气的混合物；同时考虑重力的影响，模拟 散率的影响批为湍流粘性系数， ＝ｐ 。 更接近于实际情况。 Ｃｌ ＝１．４４，Ｃ２ ＝１．９２，Ｇ ＝０．０９，ｏｒ ＝１．０， ＝１．３。 ２物理模型 ４边界条件 空调房间高３ ｍ、长４ ｍ。送回、风口均采用格栅风口２００ ｍｉｌｌ× 送风温度２９４ Ｋ，速度１．８ ｍ／ｓ，空调房间左侧墙热流密度ｇ＝ ２００ｍｍ（如图１，图２中加粗的线段所示）。空调房间采取两种典 ６０ Ｗ／ｍ ，右侧墙保持恒温Ｔ：３０９ Ｋ，上下楼板绝热，回风口自由 型送回风方式：异侧上送下回、同侧上送上回…；采取同一送风工 出流。 况，即送风温度为２９４ Ｋ，送风速度１．８ ｍ／ｓ；物理模型如图１，图２ 所示。 吝 ０ ａ）异侧上送下回 ｂ）同侧上送上回 图３速度矢量图 图１异侧上送下回方式 图２同侧上送上回方式 ３数学模型 作如下假设：１）空气为不可压缩流体，符合Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ假设； ２）不考虑门的影响；３）不考虑漏风。湍流模型采用标准 一ｓ模 型求解。对于二维、常物性、不可压缩、无内热源的对流换热问 题，其控制方程如下 ： ａ）异侧上送下回 ｂ）同侧上送上回 １）连续性方程： 图４总温分布图 ｕａ＋ ＝ｏ ａ ａｙ （１） ２）动量守恒方程： ｐ（ ｕａ 詈）＝ ＋７／（ａ－…－－２ｕ￣－＋ ａｙ２） （２） ｐ（ ＋“ ＋ 考）＝ 一ａａ￣ｙ＋＿ｒｔ（２ａ－ｙｖ－＋。ａ ２ｖ＿） （３） ａ）异侧上送下回 ｂ）同侧上送上回 ３）能量守恒方程： 图５总压分布图 、 鲁＋ｕａＪｒ ｔ＋ａｘ Ｏ ａ＿ｙＬ： ｐｐ ｃｐ Ｏ ＂ｒ Ｏｘ２ ａｔ）ｄｖ２一 （４） ５模拟结果 通过ＦＬＵＥＮＴ计算，异侧上送下回、同侧上送上回两种送回 ４）标准 一ｓ模型 ： 风方式分别以１２０，１１９步迭代达到收敛。两种送回风方式的速度 收稿日期：２０１０－１２－２２ 作者简介：潘继钢（１９８３一），男，西华大学能源与环境学院硕士研究生，四川成都６１００３９ 吴小勇（１９８６一），男，西华大学能源与环境学院硕士研究生，四川成都６１００３９ －１１６・ 第３７卷第１０期 ２ ０ １ １年４月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏｌ＿３７ Ｎｏ．１０ Ａｐｒ． ２０１１ 文章编号：１００９－６８２５（２０１ １）１０—０ｌ１６－０２ 上海某超高层办公楼消防给水系统设计 孙海宏 摘要：以上海浦东某项目为例，介绍了该项目在消防给水设计中遇到的问题及解决方案，分别就消防系统设置、消防用 水量、水泵、水箱配置、各系统设计等进行了阐述，以满足超高层建筑的消防给水需求。 关键词：超高层办公楼，消防给水系统，水箱，加密喷淋 中图分类号：ＴＵ９９８．１ 文献标识码：Ａ １ 工程概况 ３消防用水量、消防水泵和消防水箱 本项目地处浦东陆家嘴金融贸易核心区域，物业为办公、商 ３．１ 消防用水量 业组成的综合发展项目。地上建筑面积约为８１ ０００ ｍ ，地下部分 按同一时间发生一次火灾考虑，发生火灾时同时开启的消防 建筑面积２５ ９３７ ｍ ，总建筑面积约１０６ ９３７ ｍ 。物业为２００ ｍ高 给水系统和用水量如下： 的甲级写字楼，地上３３层，地下４层，其中地下１层～２层为商 １）室外消火栓：用水量３０ Ｌ／ｓ，火灾延续时间为３ ｈ；２）室内 场、餐饮、设备间等，３层一４层为停车场。 消火栓：用水量４０ Ｌ／ｓ，火灾延续时间为３ ｈ；３）汽车库及商场按 中危险Ⅱ级设计，喷水强度８ Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ ），作用面积１６０ ｍ ；办 ２消防系统设置 本地块项目面积大、空间复杂、功能多，消防系统复杂，按照 公楼层按中危险Ｉ级设计，喷水强度６ ＩＶ（ｍｉｎ・ｍ ），作用面积 业主的要求，为了方便今后物业管理，写字楼将由业主物业公司 １６０ ｍ ；高区办公层靠内庭的玻璃墙的喷淋加密保护则用水量约 自行管理，地下１，２层商场、餐饮未来将会出租给租户。消防系 ５０ Ｌ／ｓ，作用时间为１ ｈ。 统设置如下： ３．２消防用水量计算 消防用水量计算见表１。 表１消防用水量计算表 系统 危险等级 流量 火灾延 火灾延续时间 Ｌ／ｓ 续时间／ｈ 内用水量／ｍ３ ５０ ４０ ３０ １）室外消防系统。２）室内消火栓系统。３）加密喷淋灭火系 统。服务于地上中庭玻璃幕墙区域。４）自动喷水灭火系统。设 置在地库层、办公层、空调机房、管道井（面积小于３ ｍ 的管井及 通风管井除外）和卫生间（面积小于５ ｍ 的卫生间除外）等所有 部分，但不包括高低压变配电房、电梯机房、通讯机房。５）气体灭 火系统。气体灭火系统服务于低压配电室、变电间、各开关站、电 自动喷淋系统 室内消火栓系统 室外消火栓系统 办公楼：中危险Ｉ级： 停车库：中危险Ⅱ级 １ ３ ３ １８０ ４３２ ３２４ 讯机房等功能区域。６）灭火器。设置在所有消火栓箱内、变配电 间和电梯机房等处。７）火灾自动报警系统。根据项目业主的要 总计 ９３６ 求，在地铁六号线南北各设置一个消防控制中心。８）消防通讯系 ３．３消防水泵配置 统。每个消控中心设置的消防专用电话网络，外线设直线 １）室内消火栓水泵。系统采用串联水泵供水方式；系统由两 １１９电话。 组共四台水泵，即低区室内消火栓主泵和高区室内消火栓水泵组 的送回风方式都较好；２）若主要考虑温度场和压力场，则选择异 矢量分布、温度分布、压力分布如图３～图５所示。 １）从图３比较两者速度矢量分布图可知，两者的空调房间中 侧上送下回送回风方式有更好的送风效果。 间至底部速度分布都很均匀。２）从图４可以看出，异侧上送下回 参考文献： 送回风方式温度变化梯度更小，是两者之中温度场最稳定的一 ［１］ 徐勇．通风与空气调节工程［Ｍ］．北京：机械工业出版社， ２０ｏ４． 种。３）从图５可以看出，两者的空调房间压力分布变化都很小，而 异侧上送下回送回风方式压力变化梯度更小，均匀性较后者更优。 ［２］ 杨世铭，陶文铨．传热学［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００４． ［３］ 王瑞金，张凯，王 刚．Ｆｌｕｅｎｔ技术基础与应用实例［Ｍ］． 北京：清华大学出版社，２００７． ６结语 １）若主要考虑速度场，则选择异侧上送下回和同侧上送上回 Ｔｗｏ ｔｙｐｉｃａｌ ｗａｙｓ ｏｆ ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ ａｉｒ ｒｅｔｕｒｎ’Ｓ ｏｆ ａｉｒ．ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｒｏｏｍ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ＰＡＮ Ｊｉ－ｇａｎｇ ＷＵ Ｘｉａｏ－ｙｏｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＣＦＤ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ｄｅｆｉｎｅｄ ａｓ ｈｕｍｉｄ ｉａｒ（ｍｉｘｔｕｒｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｖａｐｏｒ）ｉｎ ＦＬＵＥＮＴ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｉｒ－ｃｏｎｄｉａｔｉｏｎｉｎｇ ｒｏｏｍ ｉｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｓａｍｅ ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｂｕｔ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｗａｙｓ ｏｆ ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ ａｉｒ ｒｅｔｕｒｎ ｗｉｔｈ ——８ ｍｏｄｅ１．ｔｈｅｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｄｉｓ－ ｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｗｏ ｗａｙｓ ｏｆ ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ ａｉｒ ｒｅｔｕｒｎ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ，ｂｙ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｗａｙ ｏｆ ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ ａｉｒ ｒｅｔｕｒｎ ｉｓ ｓｅｌｅｃｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ， 一ｓ ｍｏｄｅｌ，ｈｕｍｉｄ ａｉｒ，ｖｅｌｏｃｉｙ ｄｉｓｔｔｉｒｂｕｔｉｏｎ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ 收稿日期：２０１０—１２—１７ 作者简介：孙海宏（１９７２－），男，工程师，上海盈旺房地产开发有限公司，上海２００２３１
