11. Schiavon S. Bauman F. Tully B Rimmer J. Room air stratification in combined chilled ceiling and displacement 11. Schiavon S. Bauman F. Tully B Rimmer J. Room air stratification in combined chilled ceiling and


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
И
нтΩрнΩт
-
журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ

Выζуск 3, май


июнь

2014

Оζубликовать статью в журналΩ
-


http://publ.naukovedenie.ru


Институт ГосударствΩнного уζравлΩния,

ζрава и инновационныμ тΩμнологий (ИГУПИТ)

Связаться с рΩдакциΩй:

publishing
@
naukovedenie
.
ru







1

http://naukovedenie.ru


81T
VN
3
1
4

УДК

628.8
3

Денисихина Дарья Михайловна

ФГБОУ ВПО «Санк
т
-
Петербургский государственный
архитектурно
-
строительный
университет

Россия, Санкт
-
Петербург
1

Доцент кафедры «
Теплогазоснабжение и вентиляция


Кандидат физико
-

математических наук

E
-
Ma
il:
[email protected]

Особенности численного моделирования поведения
воздушн
ых потоков в объемах концертных

и театральных залов

Аннотация.

О
рганизация эффективной схемы
воздухообмена

непосредственно связана
с
возможностью
прогнозировани
я

параметров воздушной среды, фор
мируемых принятой
проектом схемой

воздухораспределения
. Для достоверного описания
скоростных,
температурных полей
в объеме концертных и театральных залов

необходимо привлечение
методов численного
моделирования
, основанных на непосредственном решении
дифференциальных
уравнений Навье
-
Стокса
.
При создании
математическ
ой

модел
и

воздухораспределения в объемах залов театров важную роль играет спо
соб

описания
теплопоступлений от постановочного освещения.

Так в рамках модели необходим раздельный
учет коротковолновой и длинноволновой составляющих излучения

от
осветительных
приборов
.
При этом расчет
длинноволнового

излучения в модели производится путем
непосредственного решения
дифференциального

уравнения рад
иационного теплообмена, а
учет коротковолновой составляющей происходит
с помощью
задания соответствующего
тепловыделения с облучаемой
поверхности
.
В работе п
редставлен пример реализации методов
численного

моделирования при анализе воздухораспределения
конц
ертного зала конгресс
-
центра «Константиновский
, строяще
гося

в настоящее время в г.
Стрельне
.

Получено, что
принятая проектом вытесняющая схема вентиляции позволяет получить комфортные значения
параметров воздушной среды в зоне партера, но не обеспечивает т
ребуемых значений в зоне
верхних рядов балконов, где наблюдается превышение температуры над комфортными
значениями на 5°С.

Ключевые слова:
к
онцертные залы; театральные залы;

воздухораспределение
;
численное моделирование; турбулентные течения;

уравнения Нав
ье
-
Стокса
;

уравнения
Рейнольдса; постановочное освещение;

излучение
.

Идентификац
ионный номер статьи в журнале
81
T
VN
3
14





1

190005, Санкт
-
Петербург, 2
-
я Красноармейская ул., дом 4, ФГБОУ ВПО «Санкт
-
Петербургский
государственный архитектурно
-
строительный университет

И
нтΩрнΩт
-
журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ

Выζуск 3, май


июнь

2014

Оζубликовать статью в журналΩ
-


http://publ.naukovedenie.ru


Институт ГосударствΩнного уζравлΩния,

ζрава и инновационныμ тΩμнологий (ИГУПИТ)

Связаться с рΩдакциΩй:

publishing
@
naukovedenie
.
ru







2

http://naukovedenie.ru


81T
VN
3
1
4

Введение

Организация распределения воздуха в больших зрительных залах представляет собой
сложную задачу [
2
].
В
ыбор эффективно
й

схемы воздухообмена, поддерживающей
комфортные
значения пар
аметров

воздушной среды
,

осложнен большим набором факторов, влияющих на
характер формирующегося в объеме зала течения
[
6
]
.

С
хема организации воздухообмена зрительного зала по принципу вытесняющей
вентиляции является
,

согласно исследованиям различных авторо
в,
наиболее эффективной
[6],
[10
-
12].

С
овременные системы
сценического
освещения
требуют для компенсации
теплопритоков существенных холодильных мощностей
. В частности
, при дооснащении театров

в ходе реконструкции
современными системами постановочного освещ
ения [
8
] необходимо
полностью
пересматривать
проек
т систем кондиционирования, обсуживающих объем сцены
.

Мощность современного
осветительного оборуд
ования
сцены
может
достигать значений
свыше

1
МВт
.

При этом т
епловыделения

от
такого оборудования

будут
сущес
твенно влиять

не
только
на общую циркуляцию

воздуха
на сцене, но и
в зрительном зале.

В результате

сложного характера
формирующегося
течения достоверное
прогнозирование поведения воздушных потоков в объемах зрительн
ого

зала и сцены
становится невозможным б
ез привлечения методов численного моделирования
распределенных параметров микроклимата.

Данные методы основан
ы

на численном решении
исходной системы дифференциальных
трехмерных уравнений Навье
-
Стокса, осредненных по Рейнольдсу

[9]
, и позволя
ю
т отыскать
реш
ение (распределение температуры, подвижности, влажности, концентрации СО2 по объему
помещения) вне зависимости от сложности геометрии, особенностей взаимодействии
приточных струй, распределения источников тепла и влаги и т.д., в том числе и для сложных
сме
шанно
-
конвективных течений.

Однако
при
численном моделировании

воздухораспределения в
театральных зал
ах

существует ряд
особенностей
в
формулировке
математической
модели
, в частности в
задании
граничных условий,
описывающих теплопоступления в объем зритель
ного зала и сцены.

Так,

отсутствие

раздельного учета
лучист
ого

и конвективн
ого

поток
а тепла

от зрителей,
как например в [
3
], приводит к
заметному завышению значений скорости в
свободно
-
конвективных потоках над зрителями

и может
существенно по
влиять на общу
ю циркуляцию
воздуха
в объеме зала.

Аналогично, н
еправильный учет
лучистого и конвективного тепла от
сценического освещения
прив
едет к искажению распределения температуры как по высоте
зала, так и по всем
у

его объему
.

Раздельный учет коротковолновой и
дли
нноволновой

составляющих излучения

Для концертных и театральных залов
для освещения сцены как правило используют
световые приборы, обеспечивающие угловую концентрацию светового потока
за счет
перераспредел
ения
свет
а

ламп внутри малых телесных углов с помощ
ью рефлекторов или линз
осветительной арматуры. При этом применяются приборы различного типа: на основе ламп
накаливания (галогенные), газоразрядные (металогалоге
нные, натриевые), светодиодные.

Излучение осветительных приборов
,

в отличие от излучения челов
ека, компьютеров
,
бытовых приборов
,

происходит не только в длинноволновом диапазоне инфракрасного
излучения
(

=50
-
2000 мкм), но и в диапазоне видимого (

=380
-
780 нм) и коротковолновой
части инфракрасного (

=0,74
-
2,5 мкм) излучения.

И
нтΩрнΩт
-
журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ

Выζуск 3, май


июнь

2014

Оζубликовать статью в журналΩ
-


http://publ.naukovedenie.ru


Институт ГосударствΩнного уζравлΩния,

ζрава и инновационныμ тΩμнологий (ИГУПИТ)

Связаться с рΩдакциΩй:

publishing
@
naukovedenie
.
ru







3

http://naukovedenie.ru


81T
VN
3
1
4

Впрямую моделировать изл
учение осветительных приборов в указанных диапазонах
длин волн
при решении задач воздухораспределения не представляется возможным, так как
потребовало бы очень внушительных вычислительных ресурсов и
настолько

подробных
геометрических и теплофизических опис
аний самих светильников, что сделало бы
невозможным применение
подобных

математических моделей на практике.

В

математической модели
следует провести
раздельный учет узконаправленного
высокочастного излучения светильника и низкочастного инфракрасного излуче
ния,
испускаемого во все стороны нагретыми поверхностями осветительной арматуры, в том числе
корпусами светильников.

В технической документации к осветительным приборам как правило указывается
показатель энергетической эффективности различных источников св
ета
-

их светоотдача

(количество люменов светового потока
, которые преобразуются с каждого вата
электроэнергии

P
), измеряемая в Лм/Вт.
Либо приводится КПД источника света

та же
величина, выраженная через долю пот
ребляемой источником света электроэнергии
,

преобразующ
ейся

в видимый свет.

Величина люменов светового потока есть
спектральная

плотность мощности излучения
, умноженная на кривую спектральной чувствительности глаза V(λ) и проинтегрирован
ная
в пределах видимого диапазона длин волны:


Другими словами
,

в величине

, указываемой в каталогах

осветительного оборудования
,
не содержится информации о количестве энергии, падающей на освещаемую поверхность вне
видимого диапазона
. При этом именно на долю высокочастотного инфракрасного излучения
приходится немалая часть мощности излучения осветительного оборудования.

При проведении численного моделирования течений, формирующихся в
объеме
концертных и театральных залов
,

необходимо
у
читывать

именно общее количество энергии,
попавшее на освещаемую поверхность.

Осветительная арматура

(светильник)
поглощает часть светового потока, излучаем
ого

источником света,
при этом
КПД светильника варьируется как правило в диапазоне 0,5
-
0,9.
Коэффици
енты поглощения и отражения энергии можно принять примерно постоянными в
видимом и инфракрасном диапазонах длин волн для материалов, используемых при
изготовлении светильников [4]. В этом случае КПД светильника можно использовать для всего
диапазона излуче
ния источника света.

Тогда на освещаемую поверхность
сцены
в диапазон
ах

видимого и коротковолнового
инфракрасного излучения будет падать энергия в количестве

, где
-
коэффициент поглощения
материала
поверхност
и

сцены.

Отразившееся от сцены излучение в
количестве
будет в
конечном счете
перераспределено в объеме зала
.

С

поверхности светильника конвекцией и излучением в низкочастотной части инфракрасного
диапазона будет уходить тепло в
количестве
.

В математической модели теплопоступления от постановочного освещения следует
задавать в следующем виде
.

Н
а поверхности, куда направлен
ы источники
свет
а

(с учетом пятна освещения):

И
нтΩрнΩт
-
журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ

Выζуск 3, май


июнь

2014

Оζубликовать статью в журналΩ
-


http://publ.naukovedenie.ru


Институт ГосударствΩнного уζравлΩния,

ζрава и инновационныμ тΩμнологий (ИГУПИТ)

Связаться с рΩдакциΩй:

publishing
@
naukovedenie
.
ru







4

http://naukovedenie.ru


81T
VN
3
1
4

.

Н
а поверхности i
-
ого светильника:

.

Чем выше подвижность воздуха в зоне светильников, тем больше тепла с их поверхности
будет сниматься конвекцией и распространяться в верхней зоне

объема помещения
.

В

объеме зала и сцены
следует выделить
тепло с помощью источникового член
а в
уравнении энергии в размере
.

Задание теплопоступлений от

зрителей

Соотношение лучистой и конвективной составляющих теплопритока от людей в
диапазоне температур окружающе
го

воздуха 1026 °С примерно 50% на 50% [1
]
, что
необходимо у
честь при построении математической модели. Принятие допущения, что поток
явной теплоты от людей поступает в помещение только через конвективную составляющую,
может привести к формированию
в расчете
неправильной циркуляцию воздуха во всем объеме
зрительног
о зала.

Ниже в качестве примера приведен расчет течения, формирующегося в помещении
концертного зала конгресс
-
центра «Константиновский принятыми
проектом
схемами
воздухораспределения.

Метод исследования

Инструментом исследования в настоящей работе являет
ся гидродинамический
вычислительный комплекс STAR
-
CCM, основанный на численном решении трехмерных
дифференциальных уравнений сохранения.

Уравнения, описывающие течение в объеме
концертного зала
(1)
-
(5) аналогичны [1].

Уравнение сохранения массы


(1)

уравнение сохранение импульса


(2)

тензор вязких напряжений
, определен с помощью реологического закона Ньютона


(3)

а тензор турбулентных напряжений



в соответствии с обобщенной гипотезой
Буссинеска


(4)

И
нтΩрнΩт
-
журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ

Выζуск 3, май


июнь

2014

Оζубликовать статью в журналΩ
-


http://publ.naukovedenie.ru


Институт ГосударствΩнного уζравлΩния,

ζрава и инновационныμ тΩμнологий (ИГУПИТ)

Связаться с рΩдакциΩй:

publishing
@
naukovedenie
.
ru







5

http://naukovedenie.ru


81T
VN
3
1
4

уравнение сохранения энергии


(5)

где ρ


плотность воздуха;



скорость потока;
Т



температура воздуха; λ


теплопроводность воздуха;
Сp



теплоемкость воздуха при постоянном давлении;
t



время.

Для нахождения характеристик турбулентности необходимо использование той или
иной модели турбулентности, например
k
-
ε:


(6)


(7)

генерационный член в уравнениях переноса (6) и (7)

,

P
B



дополнительный генерационный член, учитывающий влияние сил плавучести на
характеристики турбулентности

,

где k


кинетическая энергия турбулентности; ε


скорость диссипации− кинетической
энергии турбулентности;
µ
t



турбулентная вязкость;
С
ε1
,
С
ε2
,
С
ε3



полуэмпирические
коэффициенты модели турбулентности.

Система уравнений (1)
-
(7) дополняется уравнениями радиационного теплообмена [
7
].

,


(8)

где



радиус
-
вектор,


вектор направления излучения,


вектор рассеяния,
a



коэффициент поглощения, σ
s

-

коэффициент рассеяния,
I



полная интенсивность излучения,
зависящая от радиус
-
вектора и направления излучения, Φ


фазовая функция,

о
п
ределяющая
диаграмму рассеяния, Ω′


телесный угол, σ


постоянная Стефана
-
Больцмана
.

Дифференциальные уравнения (1)
-

(8) являются нелинейными и не имеют общего
аналитического решения. Решения данной системы возможно с помощью мет
одов численного
моделирования, заключающихся в замене непрерывных дифференциальных уравнений их
разностными аналогами для которых решение может быть получено в конечном числе точек
расчетной сетки. После чего составляется система алгебраических уравнений,
решаемая
численными итерационными методами, например с помощью алгебраического многосеточного
алгоритма AMG.

Постановка задачи
. Характеристика объекта

И
нтΩрнΩт
-
журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ

Выζуск 3, май


июнь

2014

Оζубликовать статью в журналΩ
-


http://publ.naukovedenie.ru


Институт ГосударствΩнного уζравлΩния,

ζрава и инновационныμ тΩμнологий (ИГУПИТ)

Связаться с рΩдакциΩй:

publishing
@
naukovedenie
.
ru







6

http://naukovedenie.ru


81T
VN
3
1
4

В концертном зале конгресс
-
центра «Константиновский
выделяются две
функциональные зоны:



зрительская
часть, включающая партер и балконы (2028 и 1138 зрителей
соответственно).



артистическая часть, включающая планшет сцены и оркестровую яму. На сцене
и в оркестровой яме предполагается размещение до 1
7
0 артистов.

В работе рассматривается режим «Шоу: поста
новочное освещение р
аботает,
зрительская часть полностью заполнена зрителями, на сцене находится максимально
возможное количество артистов и музыкантов.

В Таблице 1

приведены значения теплопоступлени
й

в объем зала и сцены, а в Таблице
2
и Таблице 3


харак
теристики приточно
-
вытяжной системы
, принятой проектным решением
.

Таблица 1

Теплопоступления в объем зала

Тип источника теплопоступлений

Наименование источника
теплопоступлений

Тепловыделения, кВт

Освещение

Софиты

520
,
6

Порталы

135,8

Галереи

1
75
,
5

Башни боковые

34,7

Мосты выносные

401
,
3

Итого

1267,9

Люди

Зрительская часть

250,1

Артистическая часть

15,3

Итого

265,4


Таблица 2

Приточная система

Расположение

Расход, м3/ч

Температура притока,
°С

Воздухораспределители под зрительскими
креслами

в зале

253

28
0


22

Низкоскоростные воздухораспределители по
периметру сцены

50 000

22




И
нтΩрнΩт
-
журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ

Выζуск 3, май


июнь

2014

Оζубликовать статью в журналΩ
-


http://publ.naukovedenie.ru


Институт ГосударствΩнного уζравлΩния,

ζрава и инновационныμ тΩμнологий (ИГУПИТ)

Связаться с рΩдакциΩй:

publishing
@
naukovedenie
.
ru







7

http://naukovedenie.ru


81T
VN
3
1
4

Таблица 3

Вытяжная система

Расположение

Расход, м3/ч

Воздухозаборные решетки равномерно распределены под
потолком зала

253

280

Воздухозаборнае решетки под потолком
сцены

50 000

На Рис.
1

показано расположение осветительного оборудования
, а на Рис. 2

расположение
приточно
-
вытяжных устройств.

С учетом теплопоступлений на планшет сцены в видимо
м

и высокочастотной части
инфракрасного излучения диапазоне частот гранич
ные условия примут вид:

,
,
,
,

,
.



(9)

В объем зала и сцены введен источниковый член тепла, общей
мощностью Q  19кВт.

Теплопоступления (
9
), заданные с поверхностей сцены и поверхности светового
оборудования передаются в объем конвекцией и излучением

на другие
поверхности
. Уравн
ение
радиационного теплообмена (8)
при этом включено в систему уравнений Ре
йнольдса.

В ходе математического моделирования был
о

исследовано течение, формирующееся
при вытесняющей схеме вентиляции: подач
а

приточного воздуха
в объем зрительного зала
осуществляется
из
-
под кресел зрителей партера и балкона, подача воздуха в зону сцены


через
приточные низкоскоростные панели, расположенные по ее периметру.

Вытяжные решетки равномерно распределены под потолком сцены и партера, а также
установлены в дальней от сцены стене в зон
ах

партера и балкона
.


Рис. 1.

Расположение освещения в об
ъема зала

И
нтΩрнΩт
-
журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ

Выζуск 3, май


июнь

2014

Оζубликовать статью в журналΩ
-


http://publ.naukovedenie.ru


Институт ГосударствΩнного уζравлΩния,

ζрава и инновационныμ тΩμнологий (ИГУПИТ)

Связаться с рΩдакциΩй:

publishing
@
naukovedenie
.
ru







8

http://naukovedenie.ru


81T
VN
3
1
4


Рис. 2.

Расположение приточно
-
вытяжных устройств

Для
проведения
расчета была построена конечнообъемная расчетная сетка
размерностью
1
,7 млн. ячеек,
с

измельчением в местах распространения
приточных
струй,
источников тепловыделений.

Результаты

и обсуждение

Как показали результаты математического моделирования в партере обеспечиваются
комфортные параметры воздушной среды (температура 22
°С
-
24°С, подвижность 0.1
м/с
-

0.3
м/с). Неблагоприятная ситуация складывается в зоне верхних балконов, где темп
ература
воздуха достигает в области нахождения зрителей 29
°С
-
30°С.

Получено, что температура в верхней части объема над сценой оказывается заметно
выше температуры в верхней части объема над зрителями. Это связано с перегревом воздуха
над сценой установлен
ным мощным осветительным оборудованием.
Конвективное тепло от
светильников поднимается и остается в верхней зоне, нагревая
св
о
д
. В этом случае нагретый
горячим воздухом свод в свою очередь также выступает в качестве излучающий панели. При
чем в театрах, ка
к показали расчеты, температура воздуха над сценой может подниматься до
50°С
.

П
олучено, что за счет перегрева воздуха над сценой происходит его затекание по
верхней части свода в зрительный зал.

Нагретый
горячим воздухом
потолок
зала излучает тепло

на зрит
елей, стены.

На Р
ис.
3

-

Рис. 6

п
редставлены поля температуры и модуля скорости
в различных
сечениях объема зала.

И
нтΩрнΩт
-
журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ

Выζуск 3, май


июнь

2014

Оζубликовать статью в журналΩ
-


http://publ.naukovedenie.ru


Институт ГосударствΩнного уζравлΩния,

ζрава и инновационныμ тΩμнологий (ИГУПИТ)

Связаться с рΩдакциΩй:

publishing
@
naukovedenie
.
ru







9

http://naukovedenie.ru


81T
VN
3
1
4


Рис.
3

Поле температуры в продольном сечении



Рис.
4
.

Поле модуля скорости в продольном сечении



Рис.
5
.

Поле температуры в горизонтальн
ых сечениях



И
нтΩрнΩт
-
журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ

Выζуск 3, май


июнь

2014

Оζубликовать статью в журналΩ
-


http://publ.naukovedenie.ru


Институт ГосударствΩнного уζравлΩния,

ζрава и инновационныμ тΩμнологий (ИГУПИТ)

Связаться с рΩдакциΩй:

publishing
@
naukovedenie
.
ru







10

http://naukovedenie.ru


81T
VN
3
1
4


Рис.
6
.

Поле модуля скорости в горизонтальных сечениях


Заключение

Системы вентиляции и кондиционирования театральных и концертных залов
формиру
ю
т в его объеме сложные течения с одновременным действием сил вынужденной и
свободной конвекци
и
. Такой тип течений
плохо

описывается стандартными инженерными
методиками и для
получения

достоверной картины циркуляции воздуха, а следовательно
определения эффективности
проектной
схемы воздухораспределения, требуется привлечение
современных методов числ
енного моделирования
распределенных параметров микроклимата.

Для корректной постановки задачи математического моделирования воздушных
потоков в объемах зрительных залов требуется раздельный учет
коротковолновой

и
длинноволновой

составляющих излучения от по
становочного освещения.

Примен
ен
ие методов математического
моделирования

для анализа поведения
воздушных потоков в объеме
концертного зала конгресс
-
центра «Константиновский,
формируемых

принятыми проектом схемами воздухораспределения
,
показал
о

эффективнос
ть
использования для
обслуживания
партера

и сцены
схемы

вытесняющей вентиляции.

В то же время, получено , что
температура на балконах существенно повышена и
находится в
не комфортных
значений. Схема организации воздухообмена балконов должна
быть пересмотрен
а.



И
нтΩрнΩт
-
журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ

Выζуск 3, май


июнь

2014

Оζубликовать статью в журналΩ
-


http://publ.naukovedenie.ru


Институт ГосударствΩнного уζравлΩния,

ζрава и инновационныμ тΩμнологий (ИГУПИТ)

Связаться с рΩдакциΩй:

publishing
@
naukovedenie
.
ru







11

http://naukovedenie.ru


81T
VN
3
1
4

ЛИТЕРАТУРА

1.

Анисимов С. М., Денисихина Д. М., Полушкин В. И. Решение задачи
турбулентного переноса импульса, тепла, примеси в объеме «чаши Ледовой
Арены // Вестник гражданских инженеров.


2012.



№ 5(34)



С.

149
-
155.


2.

Волков А. А., Марголина И. С.,
Бородкин А. А. Особенности распределения
воздуха в системах вентиляции зрительных залов // Вентиляция. Отопление.
Кондиционирование: АВОК.
-

2010.
-

№ 2.
-

С. 54
-
59.

3.

Колосов М.А., Егоров К.С. Система вентиляции и кондиционирования Большого
зала Московской
консерватории им. П.И. Чайковского. Математическое
моделирование // Холодильная техника.


2012.


№ 9


С. 12

14.

4.

Русаков С.В. К расчету тепловых и влажностных нагрузок ледовых катков.
Нагрузка от радиационного переноса теплоты // Научный журнал НИУ ИТМО.
С
ерия «Холодильная техника и кондиционирование 

2014.
№1.[Электронный
ресурс]: p://figaion.ib.ifmo.u/

5.

Худов А. В., Алексиков И. Ю., Борищук В. М. Особенности проектирования
систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в Концертно
м зале
Мариинского театра // Вентиляция. Отопление. Кондиционирование: АВОК.
-

2006.
-

№ 5.
-

С. 70
-
75.

6.

Шубина Т. С. Проектирование систем организации воздухообмена залов зданий
зрелищного назначения // Вентиляция. Отопление. Кондиционирование: АВОК.
-

200
0.
-

№ 3


C. 25
-
31.

7.

Chui E. H., Raithby G. D. Computation of Radiant Heat Transfer on a Non
-
Orthogonal
Mesh Using the Finite
-
Volume Method // Numerical Heat Transfer.


1993.

Vol 23
Part B.


P. 269
-
288.

8.

anković B., Bcic P., anković M. Engy ffi
cient HVAC system for the
registered architectural cultural heritage building // Energy and the Environment.

2012
P. 307
-

316.

9.

Nisn, P.V., Aa, ., Awbi, H.B., Davison, L. an Scäin, A. (2007)
Computational fluid dynamics in ventilation design.
REHVA Guide Book 10. RHEVA.

10.

Lee K., Jiang Z., Chen Q. Air distribution effectiveness with stratified air distribution
systems // ASHRAE Transactions; 20
09, Vol. 115 Issue 2, P.
322.

11.

Schiavon


S
.
; Bauman F
.
; Tully B
; Rimmer J.
Room air stratification in com
bined
chilled ceiling and displacement ventilation systems.

//

HVAC&R Research 18 (1):
147

159.
Retrieved 9 December 2012.

12.

Schultz P., Raymond W. When and where to use displacement ventilation. //
Consulting
-
Specifying Engineer; March 2012, P. 40
-
44.


Реце
нзент:

Бурцев С
ергей Иванович,
д
октор технических наук
, профессор,
управляющий партнер ЗАО «БЮРО ТЕХНИКИ, Санкт
-
Петербург
.

И
нтΩрнΩт
-
журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ

Выζуск 3, май


июнь

2014

Оζубликовать статью в журналΩ
-


http://publ.naukovedenie.ru


Институт ГосударствΩнного уζравлΩния,

ζрава и инновационныμ тΩμнологий (ИГУПИТ)

Связаться с рΩдакциΩй:

publishing
@
naukovedenie
.
ru







12

http://naukovedenie.ru


81T
VN
3
1
4

Daria Denisikhina

Saint
-
Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering

Russia, Saint
-
Petersburg

E
-
Mail:
[email protected]

Features of the numerical simulation of air movement inside
concert and theater halls

Abstract
.
Development of
effective ventilation design is directly linked to prediction accuracy
of indoor air par
ameters that will be observed in ventilation area due
to

this design. For reliable
definition

of velocity, temperature fields inside concert and theatre halls it is necessary to use numerical
simulation methods, based on the
solution
of the Navier
-
Stokes e
quations.

One of the main features of
numerical simulation of air distribution inside theater halls
is the way of setting
the heat gain
from

stage lighting.

So,
the model
requires
separate accounting
of
shortwave and
longwave

radiation
components of lighti
ng. The calculation of longwave radiation in the model
should be taken

into
account
by direct solution of the differential equation of
radiant

heat transfer
, while the shortwave
component occurs by setting appropriate heat flux from the irradiated surface
. In the paper,
the
example of implementing numerical simulation for analyses of air distribution inside Concert Hall and
Congress Centre " Constantine " is presented. The Hall currently is under construction in Strelne city.
I
t was found that

using displa
cement ventilation system in current design allows to
provide

indoor air
temperature and
velocity

in the range of comfortable
meanings

for

seats in the parterre
, but
does not
provide the required
temperature for balcony seats
where the temperature exceeds

the comfort values
a 5°C.


Keywords:
concert halls
;

theater halls
;

air distribution
;

numerical simulation
;

turbulent flows
;

Navier
-
Stokes equations
;

Reynolds equations
;

stage lighting
;

radiation
.

Identification

number

of

article

81T
VN
3
14



И
нтΩрнΩт
-
журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ

Выζуск 3, май


июнь

2014

Оζубликовать статью в журналΩ
-


http://publ.naukovedenie.ru


Институт ГосударствΩнного уζравлΩния,

ζрава и инновационныμ тΩμнологий (ИГУПИТ)

Связаться с рΩдакциΩй:

publishing
@
naukovedenie
.
ru







13

http://naukovedenie.ru


81T
VN
3
1
4

REFERENCES

1.

Anisimov S. M., Denisihina D. M., Polushkin V
. I. Reshenie zadachi turbulentnogo
pnosa impu'sa, pa, pimsi v obm «casi Lovoj Any // Vsnik
grazhdanskih inzhenerov.


2012.


№ 5(34)


S. 149
-
155.

2.

Volkov A. A., Margolina I. S., Borodkin A. A. Osobennosti raspredelenija vozduha v
sist
emah ventiljacii zritel'nyh zalov // Ventiljacija.
Otoplenie. Kondicionirovanie:
AVOK.
-

2010.
-

№ 2.
-

S. 54
-
59.

3.

Kolosov M.A., Egorov K.S. Sistema ventiljacii i kondicionirovanija Bol'shogo zala
Moskovskoj konservatorii im. P.I. Chajkovskogo. Matematiches
koe modelirovanie //
Holodil'naja tehnika.


2012.


№ 9


S
. 12

14.

4.

Rusakov S.V. K raschetu teplovyh i vlazhnostnyh nagruzok ledovyh katkov.
Nagruzka
o aiacionnogo pnosa poy // Naucnyj una NIU ITMO. Sija «Hooi'naja
tehnika i kondicioniro
vani  ¬ 2014.
¬№1.[Jkonnyj sus]:
http://refrigeration.ihbt.ifmo.ru/

5.

Hudov A. V., Aleksikov I. Ju., Borishhuk V. M. Osobennosti proektirovanija sistem
otoplenija, ventiljacii i kondicionirovanija vozduha v Koncertnom zale Mariinskogo
teatra // Ven
tiljacija. Otoplenie. Kondicionirovanie: AVOK.
-

2006.
-

№ 5.
-

S. 70
-
75.

6.

Shubina T. S. Proektirovanie sistem organizacii vozduhoobmena zalov zdanij
zrelishhnogo naznachenija // Ventiljacija. Otoplenie. Kondicionirovanie: AVOK.
-

2000.
-

№ 3 ¬ C. 25
-
31.

7.

Ch
ui E. H., Raithby G. D. Computation of Radiant Heat Transfer on a Non
-
Orthogonal
Mesh Using the Finite
-
Volume Method // Numerical Heat Transfer.


1993.

Vol 23
Part B.


P. 269
-
288.

8.

anković B., Bcic P., anković M. Engy fficin HVAC sysm fo 
he
registered architectural cultural heritage building // Energy and the Environment.

2012
P. 307
-

316.

9.

Nisn, P.V., Aa, ., Awbi, H.B., Davison, L. an Scäin, A. (2007)
Computational fluid dynamics in ventilation design.
REHVA Guide Book 10. RH
EVA.

10.

Lee K., Jiang Z., Chen Q. Air distribution effectiveness with stratified air distribution
systems // ASHRAE Transactions; 2009, Vol. 115 Issue 2, p322.

11.

Schiavon S.; Bauman F.; Tully B; Rimmer J. Room air stratification in combined
chilled ceiling and

displacement ventilation systems. // HVAC&R Research 18 (1):
147

159. Retrieved 9 December 2012.

12.

Schultz P., Raymond W. When and where to use displacement ventilation. //
Consulting
-
Specifying Engineer; March 2012, P. 40
-
44.


Приложенные файлы

  • pdf 7029317
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий