[发明专利]一种空气速度可视化的建筑设计方法

摘要

本发明涉及一种空气速度可视化的建筑设计方法，通过一种空气速度可视化的方法来观察气流，势必会为人类的健康带来福音。本发明的目的有两个其一是控制室内空气品质，对人类的健康起到极大的帮助；其二是解决夏季或过渡季节的热舒适性问题，以取代或部分取代空调，从而达到降低能耗的目的。本文通过采用空气速度可视化的建筑设计方法，为建筑节能探索出一条有效的技术方案。在以后的设计中可以利用空气速度可视化的建筑设计方法以优化设计，使人类不再受空调病的烦扰，有益于身体健康造福全人类。

主权项

一种空气速度可视化的建筑设计方法，其特征在于具体步骤如下：(1)将所测建筑物视为一个大空间网格，所述大空间网格的内部由无数个相同的小空间网格组成，小空间网格的大小根据计算精度来确定，每个小空间网格对应一个房间，或可将若干个小空间网格根据需要进行空间重组；(2)确立分析计算时所需要的建筑环境信息和湿度环境信息，将所述信息输入计算机中进行建筑环境及湿度环境的模拟，得出整个大的空间网格的空气速度数据；所述空气悬浮速度计算公式：式中：F——物料颗粒在垂直于气流平面上的投影面积，m2；——空气的密度，kg/m3；vt——气流的速度，m/s；C——阻力系数，是雷诺数Re及物体形状等因素的函数；在计算悬浮速度时，是向上运动的空气流使物料颗粒悬浮，空气对颗粒的流体阻力R为空气动力；当物料颗粒处于悬浮状态时，作用在颗粒上的空气动力R与物料的浮重Ws相等，即R＝Ws可得式中：Vs——物料颗粒的体积，m3；ρs——物料的密度，kg/m3；g——重力加速度，9.8m/s2；代入上式，由于此时气流的速度vt为悬浮速度，因此可得对直径为d的球形颗粒，其断面积F＝πd2/4，其体积Vs＝πd3/6，所以室内空气速度流通预测计算公式：式中vm为空气速度轴心速度，m/s；v0为空气速度流出速度，m/s；Cd为喷射系数，通常为0.65～0.9；为风口有效面积系数；Ac为风口外形总面积，m2，x为距风口出口距离，m；Ac为等效喷射面积，，m2；K为速度衰减比例系数，由实验确定：式中用于计算等温自由射流的中心速度衰减，对于非等温自由射流，可在式中附加一个非等温修正系数Kn，即表示为：Kn是阿基米德数Ar0、中心距离x以及A0的函数；(3)在计算机智能软件平台上，利用插件导入步骤(2)得到的建筑环境以及湿度环境模拟所得出的空气速度数据进行二层模拟；(4)再根据步骤(3)所得的二层模拟结果对每一个小的空间网格进行计算，所求得的数据就作为将来建筑空气速度的参考；(5)在计算机中进行房间数量和属性的设置，那么空间布局中的空气速度就可被肉眼观察和研究了；(6)最后根据要求，对整个所测建筑进行功能布置的分析，在分析中将属性相同的功能区尽可能的集中于一体；(7)通过计算机技术的应用，可视化方法的使用，使空气速度分布变成图像显示，可直观的观察空气速度在不同高度的分布，便于我们调查、研究。