廣州某項目建筑改造方案模擬

【摘要】近年來，隨著我國經濟建設的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴展，與此同時建筑內環(huán)境與建筑能耗的問題日益突出，引起了人們的普遍關注。建筑中風環(huán)境，光環(huán)境，建筑能耗等問題直接影響著人們的生活，而建筑內環(huán)境不僅僅與當地氣候有關，還與建筑的體型，布局等因素有關。如果在建筑設計初期就對建筑室內環(huán)境及建筑能耗進行數值模擬對比分析則將有效的改善建筑內環(huán)境，創(chuàng)造舒適的建筑室內環(huán)境。

【關鍵詞】建筑內環(huán)境；建筑能耗；數值模擬；舒適

前言：在我國古代辯證思想的影響下，用相生相克的觀念來表達環(huán)境和人體健康間的相互依存、相互制約的關系，對于建筑環(huán)境的本質古代中國就已經達到相當深刻的認識。如道教認為“陰陽互補，虛實并存”，這種思想就極其符合生態(tài)學的原理。伴隨著社會的發(fā)展，有一個健康的建筑室內環(huán)境的重要性日益被人們認識。在設計中人們常常考慮到與人們工作和生活相關的生理跟物理條件相關的因素（如風，光等）。本文將以廣州某項目設計結合數值模擬技術使設計方案更加完整可行。

1、項目簡介

本項目位于廣州市，1，2層為商業(yè)。3，4層為辦公，此次改造針對3，4層。由于4層在頂層，3層與4層相比建筑環(huán)境更不利，故在此處主要對3層的建筑環(huán)境及3，4層的建筑能耗影響模擬

2、建筑室內風環(huán)境模擬優(yōu)化

2.1風場邊界層垂直結構分析

由于地面摩擦作用，接近地表的風速隨著離地高度的減小而降低。只有離地300-500km以上的地方，風速才不受地表影響，可以再大氣梯度的作用下自由流動，形式如下：

Vh—高度為h處的風速，（m/s）

Vo——基準高度ho處的風速，m/s，取10m高度處的風速（氣象站觀測高度）

n—由地形粗糙度所決定的冪指數。（在此處該地區(qū)位于城市n取0.22）[2]

2.2結果分析

由于原建筑四周密閉，空氣無法流通。現(xiàn)為了改善環(huán)境將南側一辦公室改建為休息室并在休息室南面開窗增加室內通風效果，模擬結果如下圖所示：

圖2-6休息室有窗空氣在三層室內停留時間 圖2-8休息室無窗空氣在三層室內停留時間

由上圖可知：當有天窗休息室為敞開時，東側公共走道空氣停留時間均約為200s，西北側2個房間空氣質量較差，空氣停留時間約為3層650s。西側走道空氣停留時間約為3層600s。當沒有天窗休息室封閉時東側空氣停留時間約為300s，西北側2個房間3層950s。西側走道及休息室空氣停留時間約為3層620s。故由上圖可知當開天窗及休息室開窗后能減少空氣停留時間約二分之一，增加空氣換氣量，故能有效的改善空氣品質

3、建筑室內采光模擬優(yōu)化

眾所周知室內采光情況于室內開窗面積大小有關，既：開窗面積越大，采光效果越好。但是隨著開窗面積的增大建筑能耗也隨之增大，如何合理的設置開窗面積，使開窗面積合理化顯的尤為重要。

3.1開窗面積對能耗的影響

圖3-6窗墻比70% 建筑能耗 圖3-7窗墻比40% 建筑能耗 圖3-8窗墻比30% 建筑能耗

燈光能耗：窗墻比為70%時能光能耗是78.69kwh，當窗墻比為50%時燈光能耗為88.27kwh，當窗墻比為30%時燈光能耗為98.57kwh。故隨著窗墻比的降低燈光能耗逐漸增加。

空調能耗：窗墻比為70%時能光能耗是174.7kwh，當窗墻比為40%時燈光能耗為143.24kwh，當窗墻比為30%時燈光能耗為147.66kwh。由以上數據可知：隨著窗墻比的降低空調能耗逐漸降低但是到窗墻比30%時空調能耗反而增加，由于墻的面積較多墻體保溫能力較好室內熱量無法向外散失只能通過空調降溫，故空調能耗沒有減少反而增加。故建議窗墻比不要低于40%。

4、方案總結

在上述可知，通過對建筑設計進行數值模擬可有效的優(yōu)化建筑的設計方案，在通過對建筑進行各個方案的模擬達到最優(yōu)的建筑設計。使建筑與自然完美融合。打造最完美，最節(jié)能的建筑室內環(huán)境。

5、結 語

在我國現(xiàn)階段建筑設計過程中對建筑環(huán)境認識不足，設計師也沒有一個科學的工具對建筑環(huán)境，建筑能耗等因素進行預測，只能憑借假象來估計建筑環(huán)境與建筑能耗，因此經常發(fā)生預測和實際存在較大誤差的情況，造成了許多不必要的建筑設計問題，如果在建筑設計初期就對環(huán)境進行分析，將有效的改善建筑內環(huán)境。

參考文獻：

[1].中國氣象局氣象信息中心氣象資料室，清華大學建筑技術科學系編著，中國建筑熱環(huán)境分析專用氣象數據集，中國建筑工業(yè)出版社于，2005年4月

[2].周淑貞、束炯編著，城市氣候學，氣象社出版，1994年8月

[3].T.W.Everett and T.V.Lawson，Presentation and discussion of results as performed at University of Bristol，UK，Journal of industrial Aerodynamics，3（1978）215～225