云南溫和地區(qū)商場夏季通風方式淺析

李躍文 羅建方

云南能投藝科工程設計有限公司

0 引言

根據(jù)云南省地方標準《云南省民用建筑節(jié)能設計標準》DB53/T-39-2011，云南省行政區(qū)域約85%的地域為溫和地區(qū)。從多年工程設計實踐經(jīng)驗及相關(guān)規(guī)范要求來看，民用建筑的通風設計（自然通風、機械通風）是本省暖通專業(yè)的重要設計內(nèi)容之一，溫和地區(qū)建筑熱工設計分區(qū)指標如表1，按表列溫和地區(qū)各區(qū)域按溫度區(qū)分標準劃分為三個區(qū)域（即：溫和北區(qū)、溫和中區(qū)、溫和南區(qū)）。溫和地區(qū)氣候特點上有其共性，即全年氣候溫和，冬無嚴寒、夏無酷暑，但是各區(qū)之間又有較大差別，需要針對項目所在地仔細研究。

表1 云南省建筑熱工設計分區(qū)指標

文獻[1]提出的“溫和地區(qū)公共建筑通風空調(diào)設計應遵循“自然通風（含被動通風）→局部機械通風→全面機械通風（含復合通風）→局部（含分層）空調(diào)→集中空調(diào)→全新風運行”的技術(shù)路線”[1]是指導本區(qū)域民用建筑暖通空調(diào)設計的重要原則也是省內(nèi)暖通設計人員的共識。但是在溫和地區(qū)不同建筑熱工分區(qū)區(qū)域，特別是溫和中區(qū)及溫和南區(qū)夏季通風系統(tǒng)如何設置或如何選擇系統(tǒng)方案是值得設計人員進一步研究的課題。

1 模型及模擬結(jié)果簡介

以某在建多層商場為例，項目按一般商店營業(yè)廳設計，單層建筑面積約1000 m2，共三層，層高4.2 m，南北向。

對于溫和地區(qū)商場建筑按《商店建筑設計規(guī)范》JGJ48-2014要求：當采用室外自然空氣冷卻時，營業(yè)廳的溫度不應高于32℃。

以溫和中區(qū)（昆明）及溫和南區(qū)（瀾滄）氣象資料為例，圍護結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)按《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2015表3.3.1-6要求選取，人員密度、人員逐時在室率、電氣設備逐時使用率、照明開關(guān)時間按GB50189-2015附錄B選取，其他參數(shù)按表2設置輸入條件，分別采用鴻業(yè)《全年負荷計算及能耗分析軟件》V4.0，建科評[2015]002號對自然室內(nèi)溫度模擬計算。

表2 溫和中區(qū)（昆明）、溫和南區(qū)（瀾滄）計算輸入條件

圖1 溫和中區(qū)（昆明）自然室溫

圖2 溫和南區(qū)（瀾滄）自然室溫

自然室溫模擬計算結(jié)果（計算期以6月1日～9月30日），夏季典型日取夏至日（6月21日或22日），如圖1～2。

2 結(jié)果分析

1）按《商店建筑設計規(guī)范》JGJ48-2014室內(nèi)溫度控制小于32 ℃為標準，根據(jù)軟件生成的全年逐時自然室溫報表統(tǒng)計以昆明為代表的溫和中區(qū)各層中全年自然室溫超過32 ℃最大時數(shù)占全年計算時數(shù)（0∶00～24∶00，8760 h/年）0.43%，占全年商店工作時數(shù)（9∶00～21∶00，4380 h/年）小于 0.86%，在夏季 6 月 ～9月間各層自然室溫超標最大時數(shù)約占夏季工作時數(shù)（9∶00～21∶00，1464 h/年）的 2.19%，各層超標時數(shù)分別為 1F（13 h）、2F（25 h）、3F（32 h），且各層室內(nèi)自然溫度隨建筑高度呈上升趨勢，同時以頂層及次頂層室內(nèi)自然溫度超過控制標準為主，各層最高溫度分別為1F（32.66 ℃）、2F（33.29 ℃）、3F（33.34 ℃），室外逐時溫度極少超過26 ℃，全年僅84個時數(shù)，占全年計算時數(shù)（8760 h/年）的0.96%，說明對溫和中區(qū)地區(qū)商業(yè)建筑夏季極少有機械通風需求，從提高室內(nèi)舒適度出發(fā)為保證室內(nèi)溫度不超標宜在頂層及次頂層設置機械通風設施。根據(jù)表1所列參數(shù)，溫和北區(qū)、寒冷地區(qū)也應適用于此結(jié)論。

2）以瀾滄為代表的溫和南區(qū)各層中全年自然室溫超過 32 ℃最大時數(shù)占全年計算時點（0∶00～24∶00，8760 h/年）5.37% ，占全年商店工作時數(shù)（9∶00～21∶00，4380 h/年）小于 10.73%，在夏季 6 月 ～9月間各層自然室溫超標最大時數(shù)約占夏季工作時數(shù)（9∶00～21∶00，1464 h/年）的 32.10%，各層超標時數(shù)分別為 1F（272 h）、2F（426 h）、3F（470 h）,且各層室內(nèi)自然溫度隨建筑高度呈上升趨勢，同時各層室內(nèi)自然溫度均有超過控制標準的較大時數(shù)，各層最高溫度分別為1F（34.48 ℃）、2F（34.95 ℃）、3F（34.99 ℃），室外逐時溫度超過26 ℃全年有1287個時數(shù)，占全年計算時數(shù)（8760 h/年）的14.69%，說明對溫和南區(qū)地區(qū)商業(yè)建筑為保證室內(nèi)溫度不超標各層均宜設置機械通風設施或空調(diào)設施。根據(jù)表1所列參數(shù)，夏熱冬暖地區(qū)（夏季）、夏熱冬冷地區(qū)（夏季）也適用于此結(jié)論。

3）受專業(yè)軟件所提供氣象參數(shù)的覆蓋地域的限制，云南省溫和地區(qū)的各縣市氣象資料不完整，在目前狀況下，對沒有完整氣象資料的地區(qū)，僅能通過已有的縣市氣象資料進行初略類比之后運用，隨著軟件及氣象資料的逐步完善，可預期的將來應可做到全省域完整覆蓋，使暖通專業(yè)設計人員能提供更具針對性的分析與設計。

4）對室內(nèi)溫度分布模擬、PMV分布模擬、空氣齡分布模擬、室內(nèi)風速、風壓模擬可通過“建筑風環(huán)境模擬分析”軟件進一步模擬分析得到，通過模擬結(jié)果，設計人員將可在室內(nèi)自然溫度模擬基礎上進一步優(yōu)化室內(nèi)通風空調(diào)設施的設計，限于篇幅，不在本文闡述。

3 結(jié)論

1）專業(yè)軟件的開發(fā)運用給設計人員極大的助力，使設計人員直觀、清晰的得到設計人員關(guān)心的參數(shù)，并對暖通空調(diào)設計進行優(yōu)化使之更具針對性。云南省域區(qū)域氣候差別較大、立體氣候特征明顯，素有“一山有四季、十里不同天”的氣候特征描述，根據(jù)項目所在地氣象資料對項目進行必要分析、模擬對正確采取通風空調(diào)策略更具必要性。在精細化、專業(yè)化設計要求越來越高的背景下，盡快掌握和熟練運用成熟的專業(yè)軟件進行必要的分析也是大勢所趨。

2）溫和地區(qū)商業(yè)建筑通風設計應因地制宜、因時制宜地設置通風或空調(diào)設施，通風設施設計在條件許可時應在全年室內(nèi)自然溫度模擬條件下進行必要的預判，并據(jù)此結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟比較采取適宜的通風策略，提高通風系統(tǒng)設計的針對性。不加區(qū)別的只關(guān)注到溫和地區(qū)氣候溫和的大概念而忽視溫和地區(qū)各區(qū)域氣象參數(shù)差異來進行暖通空調(diào)設計顯然已經(jīng)不合時宜。

3）在室內(nèi)自然室溫模擬的基礎上，按“自然通風（含被動通風）→局部機械通風→全面機械通風（含復合通風）→局部（含分層）空調(diào)→集中空調(diào)→全新風運行”的技術(shù)路線”合理選擇通風系統(tǒng)。再以“建筑風環(huán)境模擬分析”軟件模擬室內(nèi)溫度分布、PMV分布、空氣齡分布的基礎上優(yōu)化自然通風口設置或機械通風空調(diào)系統(tǒng)的氣流組織。

4 結(jié)語

從全國范圍看，溫和地區(qū)地域面積對全國而言較小，但云南省省域85%以上區(qū)域?qū)儆跍睾偷貐^(qū)，如何利用好本省溫和地區(qū)的氣候資源，發(fā)揮本地區(qū)暖通設計人員的主觀能動性，在綠色環(huán)保的國家政策指引下因地制宜地積極探索溫和地區(qū)的暖通空調(diào)設計思路、系統(tǒng)構(gòu)建方法使之區(qū)別于其他氣候分區(qū)的常規(guī)設計思路和方法對本地區(qū)而言更具有意義，也更能凸顯暖通專業(yè)設計的地域差別，同時提高本地區(qū)暖通專業(yè)設計的能力與水平。

云南省民用建筑能耗總體處于較低水平，但這種建筑低能耗在對經(jīng)濟欠發(fā)展地區(qū)建筑暖通空調(diào)設施設置上通常表現(xiàn)為忽略舒適度要求或者忍受低舒適度，如何平衡經(jīng)濟發(fā)展水平與不斷增長的改善舒適度需求就需要暖通專業(yè)人員采用新方法、新技術(shù)參與設計的全過程，結(jié)合本地區(qū)氣候特點有針對性地設計暖通空調(diào)系統(tǒng)。