广州某项目建筑改造方案模拟

广州某项目建筑改造方案模拟 【摘要】近年来，随着我国经济建设的发展，城市规模不断扩展，与此同时建筑内环境与建筑能耗的问题日益突出，引起了人们的普遍关注。建筑中风环境，光环境，建筑能耗等问题直接影响着人们的生活，而建筑内环境不仅仅与当地气候有关，还与建筑的体型，布局等因素有关。如果在建筑设计初期就对建筑室内环境及建筑能耗进行数值模拟对比分析则将有效的改善建筑内环境，创造舒适的建筑室内环境。 【关键词】建筑内环境；建筑能耗；数值模拟；舒适 前言：在我国古代辩证思想的影响下，用相生相克的观念来表达环境和人体健康间的相互依存、相互制约的关系，对于建筑环境的本质古代中国就已经达到相当深刻的认识。如道教认为“阴阳互补，虚实并存”，这种思想就极其符合生态学的原理。伴随着社会的发展，有一个健康的建筑室内环境的重要性日益被人们认识。在设计中人们常常考虑到与人们工作和生活相关的生理跟物理条件相关的因素（如风，光等）。本文将以广州某项目设计结合数值模拟技术使设计方案更加完整可行。 1、项目简介 本项目位于广州市，1，2层为商业。3，4层为办公，此次改造针对3，4层。由于4层在顶层，3层与4层相比建筑环境更不利，故在此处主要对3层的建筑环境及3，4层的建筑能耗影响模拟 2、建筑室内风环境模拟优化 2.1风场边界层垂直结构分析 由于地面摩擦作用，接近地表的风速随着离地高度的减小而降低。只有离地300-500km以上的地方，风速才不受地表影响，可以再大气梯度的作用下自由流动，形式如下： Vh高度为h处的风速，（m/s） Vo基准高度ho处的风速，m/s，取10m高度处的风速（气象站观测高度） n由地形粗糙度所决定的幂指数。（在此处该地区位于城市n取0.22）2 2.2结果分析 由于原建筑四周密闭，空气无法流通。现为了改善环境将南侧一办公室改建为休息室并在休息室南面开窗增加室内通风效果，模拟结果如下图所示： 图2-6休息室有窗空气在三层室内停留时间 图2-8休息室无窗空气在三层室内停留时间 由上图可知：当有天窗休息室为敞开时，东侧公共走道空气停留时间均约为200s，西北侧2个房间空气质量较差，空气停留时间约为3层650s。西侧走道空气停留时间约为3层600s。当没有天窗休息室封闭时东侧空气停留时间约为300s，西北侧2个房间3层950s。西侧走道及休息室空气停留时间约为3层620s。故由上图可知当开天窗及休息室开窗后能减少空气停留时间约二分之一，增加空气换气量，故能有效的改善空气品质 3、建筑室内采光模拟优化 众所周知室内采光情况于室内开窗面积大小有关，既：开窗面积越大，采光效果越好。但是随着开窗面积的增大建筑能耗也随之增大，如何合理的设置开窗面积，使开窗面积合理化显的尤为重要。 3.1开窗面积对能耗的影响 图3-6窗墙比70% 建筑能耗 图3-7窗墙比40% 建筑能耗 图3-8窗墙比30% 建筑能耗 灯光能耗：窗墙比为70%时能光能耗是78.69kwh，当窗墙比为50%时灯光能耗为88.27kwh，当窗墙比为30%时灯光能耗为98.57kwh。故随着窗墙比的降低灯光能耗逐渐增加。 空调能耗：窗墙比为70%时能光能耗是174.7kwh，当窗墙比为40%时灯光能耗为143.24kwh，当窗墙比为30%时灯光能耗为147.66kwh。由以上数据可知：随着窗墙比的降低空调能耗逐渐降低但是到窗墙比30%时空调能耗反而增加，由于墙的面积较多墙体保温能力较好室内热量无法向外散失只能通过空调降温，故空调能耗没有减少反而增加。故建议窗墙比不要低于40%。 4、方案总结 在上述可知，通过对建筑设计进行数值模拟可有效的优化建筑的设计方案，在通过对建筑进行各个方案的模拟达到最优的建筑设计。使建筑与自然完美融合。打造最完美，最节能的建筑室内环境。 5、结 语 在我国现阶段建筑设计过程中对建筑环境认识不足，设计师也没有一个科学的工具对建筑环境，建筑能耗等因素进行预测，只能凭借假象来估计建筑环境与建筑能耗，因此经常发生预测和实际存在较大误差的情况，造成了许多不必要的建筑设计问题，如果在建筑设计初期就对环境进行分析，将有效的改善建筑内环境。 参考文献： 1.中国气象局气象信息中心气象资料室，清华大学建筑技术科学系编著，中国建筑热环境分析专用气象数据集，中国建筑工业出版社于，2005年4月 2.周淑贞、束炯编著，城市气候学，气象社出版，1994年8月 3.T.W.Everett and T.V.Lawson，Presentation and discussion o