《仿真模拟技术在建筑热环境设计中的应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《仿真模拟技术在建筑热环境设计中的应用.docx（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、仿真模拟技术在建筑热环境设计中的应用常民【摘 要】气候条件是影响建筑设计的重要因素之一,依据区域性气候特点,结合工程实例,利用仿真模拟软件对建筑功能、布局形态及细部构造等方面进展了综合分析. 分析结果说明,承受仿真模拟技术进展应对区域性气候的建筑设计是一种有效的优化设计方法.【期刊名称】低温建筑技术【年(卷),期】2023(038)010【总页数】3 页(P48-50)【关键词】区域性气候;仿真模拟;建筑热环境【作 者】常民【作者单位】广东石油化工学院,广东茂名 525000【正文语种】中 文【中图分类】TU-023气候条件是影响建筑设计的重要因素之一，并且由此产生各种独具地域风格的建筑。仿真
2、模拟技术结合当地气候条件的建筑设计手段，是在设计过程中利用仿真模拟软 件，充分考虑地区气候条件对建筑功能、建筑形态以及特别的建筑细部构造等进展 综合模拟分析，通过模拟结果，在众多设计策略中进展取舍，选择最有效的策略对 建筑方案进展优化，使建筑的气候适应性更强，降低建筑热舒适环境对空调等设备 的依靠程度。文中以茂名市愉园中学为例探讨了承受仿真模拟手段结合气候条件指导建筑设计，对建筑物理环境效果进展推测。茂名市地处亚热带，属亚热带季风性潮湿气候区，热量丰富、雨量充分，冬季温存有阵寒，夏季高温无酷暑，年平均气温为 23，日最高气温为 38，日最低气温3.5，每年最高气温在 78 月，每年最低气温为
3、12 月至次年 1 月；历年平均降水量 1567mm，每年 49 月为雨季，降水量占全年 80%以上，历年平均相对湿度 82%；年平均日照时数为 1862h，7 月至 11 月日照时间较长，日照率 49% 60%；风向以东南风和东风为主，11 月至次年 1 月多为北风和西北风，雨季常有台风攻击，风力一般为 810 级，并伴随有暴雨。茂名市愉园中学工程基地位于茂名市福五路愉园小区内，南面为福五路，地形平坦交通便利，市政供水、排水，市政供电、电信和网络等设施完善。基地总规划用地面积 49603.97m2。通过 ECOTECT ANALYSIS 软件中的 WEATHER TOOL 工具，对茂名地区的
4、气候条件对建筑室内热舒适环境的影响进展综合分析。焓湿图见图 1 显示茂名地区的热湿气候特征明显，温湿度分布(蓝色曲线为逐月数据)与人体舒适区间(黄色区域)之间重合面积较少，也就是说全年大局部的时间都不能满足人体热舒适的需求。从图 1 可以看出影响热舒适的策略有自然通风、高热熔维护构造与夜间通风、蒸发降温等，其中与学校建筑亲热相关的是自然通风。茂名地区夏季日照时间长，太阳辐射猛烈。合理的建筑遮阳对于削减室内的太阳热辐射，降低建筑能耗可以起到很好的作用。建筑的遮阳方式多种多样，从遮阳构件安装的方式上有内遮阳、外遮阳、中间遮阳。外遮阳方式还可分为固定式外遮阳、可调式外遮阳、玻璃遮阳等。本案设计过程中
5、，利用 ECOTECT ANALYSIS 中遮阳设计向导模块，模拟出茂名地区夏季学生上学时间段(8：00-16：00)教学楼和综合课间楼的南向水平遮阳的有效经济尺寸：L600mm。图 2 为利用 ECOTECTANALYSIS 中遮阳设计向导模块对教学楼进展遮阳设计模拟的结果。通过分析茂名地区的气候条件对建筑室内热舒适环境的影响，得出对于茂名地区的建筑通过促进自然通风以及建筑遮阳等被动式手段进展处理可以获得良好的室内热舒适环境。茂名市愉园中学设计任务要求有教学楼、科技综合楼、礼堂、体育馆以及配套的体育活动场地。考虑通风环境的要求，在建筑布局时，将主要的教学楼、科技综合楼以南北向布置于基地南面迎
6、风向，同时结合校园主入口的空间设计，以综合科技楼和教学楼的组合形态作为学校的主要入口形象，详见图 3。正南北的运动场布置于基地北侧，形成开阔的开放空间，使教学楼、科技综合楼等主要建筑场所与居民区形成肯定的空间距离。开放的活动空间形成校园吸引夏季主导风的主要通道，不仅使整体校园环境获得良好的通风质量，也不影响居民区的通风环境。为了检测上述通风设计的效果，我们承受 CFD(流体力学分析软件) PHOENICS 对场地的通风环境以及主要的室内空间的风环境进展模拟，见表 1。模拟的边界条件依据茂名地区夏季的典型日设置：风向为东南风；风速为2.68m/s。由图 2、表 1 可看出，教学楼、综合楼等各主要
7、建筑空间均能形成预期的通风效果。其中教学楼、综合楼庭院区域能够形成约 2.6 米/秒的宜人轻风环境；运动场的开放空间也能到达预期的导风效果，且不影响居民区的通风环境。茂名市愉园中学将科技综合楼和教学楼通过连廊的方式，使其形成半围合的庭院空间。开敞的连廊增加了庭院空间的透风系数，强化了庭院空间的“烟囱效应”。即当庭院中的空气被太阳辐射、人体热辐射等加热后，热空气往高度方向蒸腾，此时需要周边的冷空气进展补充形成环流，从而提高庭院空间的通风质量。开敞式的空间连廊为促进庭院的“烟囱效应”供给了有利条件。由于综合科技楼和教学楼空间组合前后排建筑的高度全都，为避开气风吹向该组合的前排建筑时，大量气流由建筑
8、顶部通过而很少往庭院及后排的建筑内部空间流淌，从而降低了庭院公共空间和主要的学生学习空间的风环境质量，本案设计承受底层 架空的手段，将教学楼、综合科技楼的底层空间释放，与庭院形成开阔的公共空间， 开放的架空空间能够将吹向建筑的风引导进入庭院以及教室等主要空间，使其获得 良好的自然通风环境，如图 4 所示。教学楼设计方案底层架空前后风速模拟比照结果如表 2 所示。表 2 教学楼设计方案底层架空前后风速模拟比照结果平均风速风速等级风速等级特征架空前 1.41.81 级为主、局部 2 级软风、烟能表示方向架空后 1.82.62 级轻风、树枝有微响由图 4、表 2 可以明显看出，教学楼与综合楼底层架空
9、措施可使庭院的平均风速由1.8m/s 上升到 2.6m/s。同时消退了底层架空前的庭院静风区，庭院风环境的改善对改善庭院的空气质量、及降低庭院内部的气温有着格外乐观的作用。3.2 掌握太阳辐射得热设计及效果推测3.2.1 充分利用建筑的自遮挡与相互遮挡茂名地区夏日虽无酷暑，但是夏天户外照旧格外炎热，通常不适合在户外无遮挡区长时间停留。在校园建筑中除了学生学习的场所即教室外，作为课余时间活动、休息、沟通、共享的教室外走廊和教室四周的空地应是学生停留时间最长的空间。因此为了给学生的课间活动和休息供给一个凉快、舒适的场所，必需设法降低该空间区域的太阳热辐射。3.2.2 建筑自遮阳设计依据计算分析结果
10、，综合考虑了有效遮阳、使用便利、以及工程建设的经济性因素， 打算承受建筑造型结合窗户外遮阳的自遮阳方式，将数量少、尺寸短的南向窗间墙 段以及窗上沿楼板向南伸出墙面 600mm，这样既能连续建筑造型简洁大方的特点，还强化了虚实比照，增加建筑的稳重感，同时在遮阳效果上，能够满足有效的遮阳尺寸。4 结语综上所述，文中探讨了在茂名愉园中学设计过程中，针对茂名地区的气候特点，承受仿真模拟软件给出应对区域性气候特征的措施，并以此为依据综合建筑功能、形体、经济等多方面因素进展设计，再利用仿真模拟软件进展方案的验证和优化，最终形成相对合理的应对地域性气候的建筑方案。通过对茂名愉园中学设计方法和策略的探讨，可以
11、得出结合仿真模拟技术进展应对区域性气候的建筑设计是一种有效的设计方法。1 芦岩,李春茹,于建伟,等.绿色建筑室外风环境模拟中主导风向与风速确实定.建筑科技,2023,(9)：59-61.2 李敏,石峰.阳光小学的风环境整合设计J.华中建筑,2023,(10)：73-75.DOI：10.13905/ki.dwjz.2023.10.020 收稿日期 2023-06-14作者简介 常 民(1974-)，男，山东临沂人，硕士，讲师，一级注册建筑师，争论方向：建筑学。【中图分类号】TU-023【文献标识码】B【文章编号】1001-6864(2023)10-0048-03由图 4、表 2 可以明显看出，教
12、学楼与综合楼底层架空措施可使庭院的平均风速由1.8m/s 上升到 2.6m/s。同时消退了底层架空前的庭院静风区，庭院风环境的改善对改善庭院的空气质量、及降低庭院内部的气温有着格外乐观的作用。茂名地区夏日虽无酷暑，但是夏天户外照旧格外炎热，通常不适合在户外无遮挡区长时间停留。在校园建筑中除了学生学习的场所即教室外，作为课余时间活动、休息、沟通、共享的教室外走廊和教室四周的空地应是学生停留时间最长的空间。因此为了给学生的课间活动和休息供给一个凉快、舒适的场所，必需设法降低该空间区域的太阳热辐射。依据计算分析结果，综合考虑了有效遮阳、使用便利、以及工程建设的经济性因素， 打算承受建筑造型结合窗户外遮阳的自遮阳方式，将数量少、尺寸短的南向窗间墙 段以及窗上沿楼板向南伸出墙面 600mm，这样既能连续建筑造型简洁大方的特点， 还强化了虚实比照，增加建筑的稳重感，同时在遮阳效果上，能够满足有效的遮阳 尺寸。综上所述，文中探讨了在茂名愉园中学设计过程中，针对茂名地区的气候特点，承受仿真模拟软件给出应对区域性气候特征的措施，并以此为依据综合建筑功能、形体、经济等多方面因素进展设计，再利用仿真模拟软件进展方案的验证和优化，最终形成相对合理的应对地域性气候的建筑方案。通过对茂名愉园中学设计方法和策略的探讨，可以得出结合仿真模拟技术进展应对区域性气候的建筑设计是一种有效的设计方法。