適于自然通風(fēng)的建筑構(gòu)型優(yōu)化研究.pdf

1、建筑節(jié)能是現(xiàn)代社會(huì)的要求，營(yíng)建綠色建筑是建筑業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。建筑環(huán)境對(duì)于人的安全、健康、熱舒適和工作效率的提高是非常重要的。隨著現(xiàn)代技術(shù)手段的提高，機(jī)械通風(fēng)的方法的被廣泛地用于建筑環(huán)境的改善。機(jī)械通風(fēng)的方法可以方便地實(shí)現(xiàn)人們所要求的室內(nèi)通風(fēng)環(huán)境，但會(huì)產(chǎn)生大量的建筑能耗和通風(fēng)噪音。為克服機(jī)械通風(fēng)的缺點(diǎn)，在當(dāng)今綠色建筑的理念下，自然通風(fēng)的方式越來越受到重視和推崇。自然通風(fēng)是指依靠自然界風(fēng)力造成的風(fēng)壓和由于室內(nèi)外空氣溫度差所引起的熱壓，來驅(qū)使空

2、氣流動(dòng)，以形成一定的室內(nèi)空氣環(huán)境。與機(jī)械通風(fēng)相比，自然通風(fēng)不需要復(fù)雜的通風(fēng)設(shè)備和專門動(dòng)力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是存在壓頭小，穩(wěn)定性差，難以控制等缺點(diǎn)。采用自然通風(fēng)的目的是在某些地區(qū)、某些氣候條件下、某些時(shí)間內(nèi)盡量代替（或部分代替）機(jī)械通風(fēng)及制冷空調(diào)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣環(huán)境的改善并最大限度地減少建筑能耗和節(jié)約能源。自然通風(fēng)的效果不僅取決于通風(fēng)動(dòng)力，同時(shí)也取決于建筑構(gòu)型的通風(fēng)阻力，在進(jìn)行建筑環(huán)境設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)本著“自然第一和機(jī)械第二”的原則，在建筑設(shè)計(jì)

3、的方案階段就應(yīng)該對(duì)建筑的構(gòu)建配置予以更多的關(guān)注，對(duì)建筑的構(gòu)型進(jìn)行優(yōu)化以使得建筑物更好地適應(yīng)自然通風(fēng)，盡可能大地利用（包括控制）自然的力量，達(dá)到節(jié)能的目的。
　　熱壓和風(fēng)壓是建筑自然通風(fēng)的動(dòng)力，它們不是常數(shù)，有時(shí)候會(huì)是意想不到的少。在建筑物中，只有空氣流動(dòng)的阻力非常小時(shí)，空氣才可以很好地流通。所以建筑自然通風(fēng)設(shè)計(jì)的問題和重點(diǎn)工作是合理安排空氣通道（或走廊）。建立最佳通風(fēng)井和空氣通道，包括位置、數(shù)量、尺寸、壁面粗糙度等;優(yōu)化配置空氣的

4、進(jìn)口和出口，包括位置、數(shù)量、尺寸、阻力系數(shù)等;為了使通風(fēng)可調(diào)節(jié)，空氣調(diào)節(jié)閥門和阻尼器在自然通風(fēng)系統(tǒng)中是不可少的。
　　在本文中，提出和討論了一些適合于自然通風(fēng)的建筑構(gòu)建配置。基于CFD模擬手段，用流體模擬軟件Fluent分別對(duì)建筑中加入通風(fēng)豎井和太陽能煙囪、建筑物底層架空這幾種適合于自然通風(fēng)的構(gòu)建配置后的室內(nèi)氣流組織進(jìn)行了模擬和仿真研究，選擇出這三種構(gòu)建配置可以達(dá)到最佳自然通風(fēng)效果的最優(yōu)尺寸和比例。最后，將三種最優(yōu)尺寸和比例的構(gòu)建

5、配置同時(shí)應(yīng)用到建筑物中，再次用Fluent軟件進(jìn)行模擬仿真，比較優(yōu)化前后的效果。通過選擇四種不同氣象地區(qū)，在中國(guó)地區(qū)從東到西（上海、武漢、西安和烏魯木齊）來研究這種構(gòu)建配置優(yōu)化建筑物自然通風(fēng)效果在地理區(qū)域上的適應(yīng)性，得出了最適合這種優(yōu)化方案改造的地區(qū)。同時(shí)，本文中還對(duì)室內(nèi)自然通風(fēng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了總結(jié)和概述，基于建筑環(huán)境模擬分析軟件Airpak得出了一些室內(nèi)自然通風(fēng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo):ADPI、房間換氣次數(shù)、平均空氣齡、PMV和PPD等等。綜