开敞式建筑庭院空间风环境测试与模拟分析

摘要

建筑庭院作为建筑室内与室外的缓冲空间，可以创建较为温和的微气候，维持建筑热环境的相对稳定，同时为人们创建了开放的交流空间，因此在各类建筑中应用广泛。建筑的风环境对其使用中的安全性和舒适性有着重要影响，自19世纪60年代年以来，国内外学者对建筑风环境进行了大量研究，历经实地考察、风洞试验以及计算机数值模拟等阶段，取得了丰硕的成果。
　　纵观庭院空间环境的研究和建筑风环境的研究工作，针对建筑庭院中风环境还缺乏深入的研究。庭院中的风环境是庭院热环境的基础，影响着建筑和庭院的自然通风，散热保温以及建筑节能。本文将以现有庭院为原型，研究开敞式建筑庭院内的风环境随建筑体型的变化情况。
　　研究对象河北工业大学实验楼建筑庭院为三面围合的顶部开敞建筑庭院，庭院入口处设置天桥、柱子等构件。研究工作以现有研究为基础，通过整理、归纳现有国内外相关文献，选择适合可用的研究方法，以现场实测和数值模拟相结合的手段对河北工业大学实验楼庭院进行风环境测试分析研究。首先，通过对建筑庭院内风速以及温湿度进行实地测量，分析庭院内的风场分布变化情况。其次，通过单一改变风场影响因素参数进行数值模拟，对比在不同朝向、季节、建筑高度、庭院长宽比、庭院入口、构建设置等条件下庭院内风速和空气龄的分布情况，探索相关因素对于庭院内风环境的影响效果。
　　通过研究，对比分析得出各参数的变化对于风环境的影响效果和严重程度，量化分析后得出各参数的最优值、相对优质范围以及不同条件下的优劣变化。研究结果将为建筑师的设计工作提供直接明了的参考依据，有利于在设计阶段把控风环境状况，更大限度的减少恶劣风环境的产生。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 相关研究现状

1.3 研究内容与方法

1.4 研究目的与意义

1.5 研究工作技术路线及预期成果

第二章 庭院风环境理论分析

2.1 研究范围定义

2.2 建筑风环境

2.3 人行高度处室外风环境的评价标准

2.4 本章小结

第三章 开敞式建筑庭院风场观测实验

3.1 实测概况

3.2 实测数据分析

3.3 本章小结

第四章 开敞式建筑庭院风环境数值模拟

4.1 CFD软件介绍

4.2 数值模拟理论

4.3 数值模拟参数设置

4.4 因素选取、水平确定

4.5 本章小结

第五章 庭院空间空气环境数值模拟

5.1 模拟软件验证

5.2 天津地区建筑庭院最佳朝向研究

5.3 庭院建筑高度对风环境的影响

5.4 建筑庭院的长宽比与空间风环境

5.5 建筑庭院的入口设计与风环境研究

5.6 本章小结

第六章 结论

6.1 本文的主要工作

6.2 主要研究成果

6.3 工作的不足与展望

附录A：数值模拟结果

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢