Объект исследования: основной зал многофункциональной ледовой арены на 15 000 зрителей, г. Екатеринбург.

Проектирование систем вентиляции и кондиционирования крытых ледовых арен осложнено необходимостью поддержания существенно отличающихся значений параметров воздуха в зоне ледового поля и в зоне нахождения зрителей. Заполненные зрительские трибуны приводят к формированию свободно-конвективных потоков теплого воздуха настолько мощных, что они начинают определять глобальную циркуляцию воздуха во всем объеме чаши. При этом создается угроза попадания теплого влажного воздуха в зону ледового поля, что является недопустимым (подтаивание льда, искривление его поверхности, образование тумана над ледовым полем).

Целью моделирования воздушных потоков в ледовой арене являлось:

1. с помощью методов вычислительной гидродинамики рассчитать распределение параметров микроклимата по объему помещения ледовой арены при исходных проектных решениях по воздухораспределению, в частности, выполнить моделирование параметров микроклимата у ледового поля.

2. в случае обнаружения зон с отклонением параметров микроклимата от требуемых значений совместно с Заказчиком разработать корректировки к проектному решению и подтвердить их эффективность повторным моделированием арены.

В рамках моделирования воздушных потоков в ледовой арене было проведено исследование для двух основных режимов эксплуатации зала: режим «Хоккей» и режим «Концерт».
На основе результатов моделирования арены, в т.ч. моделирования параметров микроклимата у ледового поля, были выполнены серии последовательных корректировок проектных решений и получены итоговые проектные решения, обеспечивающие требуемые параметры микроклимата по объему помещения ледовой арены.

Объектом исследования являются офисный и жилой вестибюли (высотой 27 м) башни А многофункционального высотного жилого комплекса (≈260 м).

Вестибюли имеют полностью остеклённый фасад, что определяет экстремально высокие теплопритоки от солнечной радиации в их объем.

Очевидно, что требуемые параметры микроклимата следует поддерживать не во всем объеме вестибюля, а только в рабочей зоне (в месте нахождения людей). В тоже время, заранее определить на какую долю теплопритоков следует подобрать охлаждающее оборудование и какое при этом будет распределение температуры по объему помещения (с учетом конвективных потоков от нагретых поверхностей, радиационного теплообмена с «перегретым» потолком) на основе только инженерных методик затруднительно.

В таких случаях моделирование микроклимата высоких помещений позволяет проанализировать фактическую картину параметров внутреннего воздуха, которая будет формироваться в объеме исследуемого объекта.

Целью настоящей работы является выполнение моделирования микроклимата вестибюлей, формирующегося при работе систем ОВиК, в частности моделирование солнечной радиации, поступающей в объем вестибюлей в течение дня с учетом затеняющих ламелей, самозатенения объекта.

Для моделирования микроклимата высоких помещений используется метод CFD-моделирования, базирующийся на численном решении дифференциальных уравнений Навье-Стокса. В систему решаемых уравнений также включены уравнения радиационного теплообмена между поверхностями.

Инструментом моделирования микроклимата вестибюлей являлась лицензионная программа Simcenter STAR-CCM+.

Для теплого периода года расчет температур входных зон проведен в нестационарной постановке с учетом изменения теплопритоков от солнечной радиации в течение дня. При этом моделирование солнечной радиации также проведено в рамках CFD- расчета.

Расчет температур входных зон в частности показал, что организация холодного пола в тамбуре мало влияет на температуру воздуха в его рабочей зоне (при открытых наружных дверях), однако заметно снижает температуру самого пола в теплый период года. То есть результирующая температура, ощущаемая человеком, будет существенно ниже.