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故宫倦勤斋室内环境评估报告 故宫倦勤斋 室内环境评估报告 清华大学建筑学院建筑技术科学系 2007年5月 目 录 一、 背景 ........................................................................................ 1 二、 计算依据 ................................................................................ 1 1. 计算工具和原理 .................................................................... 1 2. 倦勤斋基本情况 .................................................................... 2 3. 计算参数 ................................................................................ 3 三、 计算结果及分析 .................................................................... 4 1. 夏季工况 ................................................................................ 8 2. 冬季工况 .............................................................................. 17 四、 结论及测点布置 .................................................................. 26 故宫倦勤斋室内环境评估报告 清华大学建筑技术科学系 一、 背景 倦勤斋位于故宫宁寿宫花园最北端，为乾隆让位后的住所，室内装饰、家具、陈设都有很高级别，具有很高的文物价值。此次故宫博物院对倦勤斋进行修缮工程，希望可以对游人限时限人数开放，而开放后的室内温湿度等环境是否仍适合室内壁画、丝黄彩绘等文物的保存是本次修缮过程中面临的一个很重要的问题。为使室内温湿度保持在一定的范围内，以利于文物的长期保存，需要对本次修缮改造中增设的空气调节系统实际效果进行研究。 由于本建筑内文物种类比较多，不同类型的文物对温湿度的要求也不尽相同，因此选择合适的室内温湿度基准、控制精度及合理的送风方式便成为一个需要认真研究的课题，在之前的研究工作中，已经对几种空调方案对本建筑的适用性做了简单分析，分析了集中冷、热源系统和分散冷、热源系统各自的利弊，最终选择了集中冷、热源的全空气空调系统，并制定了相应的方案。然而这种空调系统下，室内温度是否均匀，在允许范围内，室内空气流动是否合理，是否有死角出现，以及室内污染物分布的状况等都需要事先有一个较为全面的研究。经过我单位对提供的相关技术资料及图纸的研究和分析，决定通过计算机模拟的方法对倦勤斋空调运行工况下室内整体环境作一评估，并给出监控室内环境的测点布置位置。 二、 计算依据 1. 计算工具和原理 计算采用当前国际最先进的计算流体力学(CFD)软件——Fluent6.1进行。该软件广泛应用于航空航天、旋转机械、航海、石油化工、汽车、能源、计算机、电子、材料、冶金、生物、医药等领域。软件对流体流动、传热和传质过程的控制方程进行数值求解，集成了多种适合各类工程问题的模型和算法。在本次分析计算中，我们借助该软件对故宫倦勤斋进行室内温湿度、风速以及污染物的分布进行模拟计算，以做出一个总体的评价并给出温湿度测点的布置位 第1页 故宫倦勤斋室内环境评估报告 清华大学建筑技术科学系 置。 图1 Fluent计算截面示意图 2. 倦勤斋基本情况 倦勤斋除主体的两层建筑外，室内西侧还有一戏台，送回风口拟设于二层顶部天花，空调机组安装于顶棚木质梁上，整个顶棚作为静压箱向室内送风。模拟示意图如图2所示，需要说明的是，倦勤斋的坡屋顶由于有顶板相隔，对于室内环境分布没有影响，故在模拟过程中省去了坡屋顶的部分，其中，送风口位于房间二层中部顶部，尺寸为1.6 m×3.2 m，回风口位于二层北侧一房间顶部，尺寸为3.8 m×1.7 m。 第2页 故宫倦勤斋室内环境评估报告 清华大学建筑技术科学系 图2 倦勤斋内部构造示意图 3. 计算参数 由于倦勤斋内部增设空调系统的目的在于消除极端的室内环境，故除了夏季需要控制高温天气，将室内温度维持在