廣州某項(xiàng)目建筑改造方案模擬

【摘要】近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)展，與此同時(shí)建筑內(nèi)環(huán)境與建筑能耗的問題日益突出，引起了人們的普遍關(guān)注。建筑中風(fēng)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(nèi)環(huán)境不僅僅與當(dāng)?shù)貧夂蛴嘘P(guān)，還與建筑的體型，布局等因素有關(guān)。如果在建筑設(shè)計(jì)初期就對(duì)建筑室內(nèi)環(huán)境及建筑能耗進(jìn)行數(shù)值模擬對(duì)比分析則將有效的改善建筑內(nèi)環(huán)境，創(chuàng)造舒適的建筑室內(nèi)環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】建筑內(nèi)環(huán)境；建筑能耗；數(shù)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(dá)環(huán)境和人體健康間的相互依存、相互制約的關(guān)系，對(duì)于建筑環(huán)境的本質(zhì)古代中國就已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)深刻的認(rèn)識(shí)。如道教認(rèn)為“陰陽互補(bǔ)，虛實(shí)并存”，這種思想就極其符合生態(tài)學(xué)的原理。伴隨著社會(huì)的發(fā)展，有一個(gè)健康的建筑室內(nèi)環(huán)境的重要性日益被人們認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)中人們常?？紤]到與人們工作和生活相關(guān)的生理跟物理?xiàng)l件相關(guān)的因素（如風(fēng)，光等）。本文將以廣州某項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)合數(shù)值模擬技術(shù)使設(shè)計(jì)方案更加完整可行。

1、項(xiàng)目簡介

本項(xiàng)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(duì)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(duì)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(nèi)風(fēng)環(huán)境模擬優(yōu)化

2.1風(fēng)場邊界層垂直結(jié)構(gòu)分析

由于地面摩擦作用，接近地表的風(fēng)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(fēng)速才不受地表影響，可以再大氣梯度的作用下自由流動(dòng)，形式如下：

Vh—高度為h處的風(fēng)速，（m/s）

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

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

2.2結(jié)果分析

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

圖2-6休息室有窗空氣在三層室內(nèi)停留時(shí)間 圖2-8休息室無窗空氣在三層室內(nèi)停留時(shí)間

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

3、建筑室內(nèi)采光模擬優(yōu)化

眾所周知室內(nèi)采光情況于室內(nèi)開窗面積大小有關(guān)，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(shè)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(duì)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(shí)能光能耗是78.69kwh，當(dāng)窗墻比為50%時(shí)燈光能耗為88.27kwh，當(dāng)窗墻比為30%時(shí)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(diào)能耗：窗墻比為70%時(shí)能光能耗是174.7kwh，當(dāng)窗墻比為40%時(shí)燈光能耗為143.24kwh，當(dāng)窗墻比為30%時(shí)燈光能耗為147.66kwh。由以上數(shù)據(jù)可知：隨著窗墻比的降低空調(diào)能耗逐漸降低但是到窗墻比30%時(shí)空調(diào)能耗反而增加，由于墻的面積較多墻體保溫能力較好室內(nèi)熱量無法向外散失只能通過空調(diào)降溫，故空調(diào)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(jié)

在上述可知，通過對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行數(shù)值模擬可有效的優(yōu)化建筑的設(shè)計(jì)方案，在通過對(duì)建筑進(jìn)行各個(gè)方案的模擬達(dá)到最優(yōu)的建筑設(shè)計(jì)。使建筑與自然完美融合。打造最完美，最節(jié)能的建筑室內(nèi)環(huán)境。

5、結(jié) 語

在我國現(xiàn)階段建筑設(shè)計(jì)過程中對(duì)建筑環(huán)境認(rèn)識(shí)不足，設(shè)計(jì)師也沒有一個(gè)科學(xué)的工具對(duì)建筑環(huán)境，建筑能耗等因素進(jìn)行預(yù)測，只能憑借假象來估計(jì)建筑環(huán)境與建筑能耗，因此經(jīng)常發(fā)生預(yù)測和實(shí)際存在較大誤差的情況，造成了許多不必要的建筑設(shè)計(jì)問題，如果在建筑設(shè)計(jì)初期就對(duì)環(huán)境進(jìn)行分析，將有效的改善建筑內(nèi)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1].中國氣象局氣象信息中心氣象資料室，清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系編著，中國建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)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?qū)W，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