توصيفگر ها :
تهوية طبيعي , بادگير , دودكش خورشيدي , انسيس فلوئنت , ضريب فشار
چكيده فارسي :
چكيده
يكي از الزامات اساسي در طراحي ساختمان ها، تعبية سيستم تهوية مطبوع است. امروزه به دليل دسترسي آسان به انرژيهاي تجديدناپذير از سيستم هاي تهوية مكانيكي براي تهوية هوا در ساختمان ها استفاده ميشود. در سالهاي اخير تحقيقات زيادي، معطوف به ارائة روشهاي جايگزين تهوية مطبوع طبيعي به جاي تهوية مكانيكي جهت كاهش انرژي مصرفي و هزينه هاي مربوط به آن شده است. از رايج ترين روشها براي ايجاد تهوية طبيعي داخل ساختمان استفاده از بادگير و دودكش خورشيدي است. در اين پژوهش عملكرد تهوية طبيعي ساختماني سه طبقه همراه با بادگير و دودكش خورشيدي با تمركز بر طراحي دهانة بادگير، بر اساس شرايط آب و هوايي مرداد ماه در شهر اصفهان بهصورت تجربي و عددي بررسي شد. با قرار دادن مدل آزمايشگاهي در داخل تونل آشكارسازي جريان، الگوي جريان ورودي در بادگير و داخل ساختمان بررسي شد. به كمك آزمايش تونل باد، ضريب فشار در قسمت هاي مختلف ساختمان اندازه گيري شد. قسمت عددي در دو مرحله انجام گرفت. مرحلة اول شامل صحت سنجي مدل عددي و شبيه سازي تحت تأثير جريان باد خارجي است. مدل عددي با 4 هندسة ورودي و خروجي متفاوت به صورت سقف تخت، تخت كشيده، منحني و شيبدارتحت تأثير جريان باد خارجي در نرمافزار انسيس فلوئنت شبيه سازي و ويژگيهاي جريان از قبيل فشار، سرعت، خطوط جريان و ميزان هواي ورودي در قسمتهاي مختلف ساختمان بررسي شد. در مرحلة دوم پس از انجام صحت سنجي، ساختمان با سقف تخت تحت اثر دودكش خورشيدي شبيهسازي شد. در آخر، مدل ساختمان با سقف تخت تحت اثر همزمان باد و دودكش خورشيدي شبيه سازي و نتايج آن ارائه نتايج آزمايش آشكارسازي جريان نشان داد جدايش جريان از لبة ورودي و جريان چرخشي در دهانة ورودي بادگير از عوامل كاهش دبي ورودي به داخل بادگير هستند. باتوجه به نتايج مرحلة اول شبيه سازي، دبي جريان ورودي در بادگير با سقف تخت كشيده بيشتر از ساير مدلها بود، در حالي كه بادگير با سقف شيبدار كمترين مقدار را دارد. نتايج مرحلة دوم شبيه سازي نشان داد دبي جريان ورودي به ساختمان تحت اثر دودكش خورشيدي 16 درصد دبي جريان تحت اثر جريان باد خارجي است. با افزايش ارتفاع خروجي دودكش، دبي ورودي افزايش مييابد. با شبيه سازي سيستم تركيبي بادگير و دودكش خورشيد، ميزان جريان ورودي حدود 8 درصد نسبت به حالت بدون دودكش افزايش يافت.
كلمات كليدي: تهوية طبيعي، بادگير، دودكش خورشيدي، انسيس فلوئنت، ضريب فشار، تونل باد
چكيده انگليسي :
Abstract
Installing an air conditioning system is one of the fundamental requirements in building design.
Mechanical ventilation systems are used today to provide air ventilation in buildings because nonrenewable energy is so easily accessible. In an effort to decrease energy consumption and associated costs, numerous studies have recently concentrated on offering substitutes for mechanical ventilation, such as natural air conditioning. Utilizing wind deflectors and solar chimneys is one of the most popular ways to produce natural ventilation inside the building.
In this study, experimental and numerical methods were used to investigate the effectiveness of natural
ventilation in a three-story building equipped with a wind deflector and a solar chimney. The design of
the wind deflector opening was based on the weather in August in the city of Isfahan. The incoming
flow pattern in the wind deflector and inside the building were examined by putting the laboratory
model inside the flow detection tunnel. The pressure coefficient in various areas of the building was
measured using a wind tunnel test. The numerical portion was completed twice. The first stage entails
simulations under the influence of external wind flow and the validation of the numerical model
Numerical model with 4 different input and output geometries in the form of flat, flattened, curved and
sloping roof under the influence of external wind flow in Ansys Fluent simulation software, and flow
characteristics such as pressure, velocity, flow lines, and the amount of incoming air in different parts
of the building were investigated. The building with a flat roof was simulated under the influence of the
solar chimney in the second stage, which followed validation. Finally, a simulation of the flat-roofed
building model under the combined influence of wind and solar chimney was performed, and its
findings were presented.
The flow detection test results revealed that the swirling flow in the wind deflector's inlet opening and
the separation of the flow from the inlet edge are factors that lower the flow rate entering the wind
deflector. The wind deflector with a flat roof had a higher flow rate of the inlet flow than other models,
while the wind deflector with a sloping roof had the lowest value, per the results of the first stage of
simulation. According to the simulation's second phase findings, the flow rate into the building under
the influence of the solar chimney is 16% lower than the flow rate under the influence of an outside
wind flow. The inlet flow rate rises with the height of the chimney outlet. The amount of incoming flow
increased by about 8% when the solar fan and chimney combination system were simulated compared
to the case without the chimney.
Keywords: natural ventilation, wind catcher, solar chimney, Ansys Fluent, pressure coefficient, wind tunnel
