乌鲁木齐住宅建筑夏季夜间通风的热环境模拟
- 格式:pdf
- 大小:145.44 KB
- 文档页数:2
建筑热环境的改善方法浅析1.湿热地区在住宅区的各种环境中,和人们的生活联系最紧密的就是热环境,它直接影响着人们的身体感受和健康。
随着生活水平的日益提高,人们对居住区室外热环境的舒适程度要求也越来越高。
本文针对湿热地区,提出改善住宅热环境舒适性的途径。
湿热地区气候特征为:冬季潮湿多雾、日照少,夏季炎热高温、湿度大、风速小,夜间不易退凉,无风而闷热,而且湿热地区往往地形、地貌较复杂,易形成局部小气候。
因此,通风与隔热遮阳是湿热地区住宅设计要解决的主要矛盾。
通过规划设计和单体设计可以改善居住热环境的舒适性。
2.规划设计2.1建筑选址一定区域内的地理位置和生物气候条件对城市居住环境的舒适性有着长期影响。
对位于炎热潮湿和多雨气候地区的新区规划或旧城改造项目,应选择那些温度较低、通风良好以及周边地形特征适于自然排水的地方,并避免将密集的住区或商业街区建造在洪水易发地段。
选择通风良好的区域,可避免因地形等条件所导致的空气滞留。
良好的通风对湿热地区居民的舒适性而言是至关重要的,除了积极利用自然风外,也应依靠地形地貌变化产生的局地风。
在无风的夜晚,山谷的坡度可使气流向下运动产生谷地风,而沿海或滨水地区则可受益于白天及夜间生成的水陆风。
值得注意的是,水是个非常好的能够带走热量的介质,为了改善城市整体环境,应尽可能少地在江边建设高层建筑,且建筑要与江边保持一定的距离,充分发挥流动的水能带走热量的优势。
2.2建筑布局合理设计小区的建筑布局,可形成优化微气候的良好界面。
建筑群布局应尽量采取错列或斜列式,可使风从斜向导入建筑群内部;有时也可结合地形采用自由排列是的方式。
当建筑呈一字平直排开而体型较长时,应在前排住宅适当位置设置过街楼以加强自然通风。
在立体布置方面,可采取“前低后高”和有规律低“高低错落”处理方式。
不建议采用中间低四周高的小区布置方案,因为在中间低矮建筑处会形成很大的风影区。
2.3建筑间距及朝向在确定住宅间距时,日照间距是一个重要的因素。
被动式设计如何实现自然通风和降温在如今的建筑设计领域,被动式设计理念越来越受到重视。
其核心目标之一就是实现自然通风和降温,以减少对机械通风和空调系统的依赖,从而降低能源消耗,创造更为舒适和健康的室内环境。
那么,被动式设计究竟是如何实现自然通风和降温的呢?这主要通过一系列巧妙的设计策略和技术手段来达成。
首先,合理的建筑朝向是关键。
建筑物的朝向应充分考虑当地的气候条件和地理环境。
在北半球,通常来说,朝南的方向能够获得更多的阳光照射,这对于冬季取暖是有利的。
而在夏季,为了避免过多的热量进入室内,需要适当控制朝南窗户的面积,并通过遮阳设施来减少阳光直射。
同时,利用自然风的流动规律,将主要开口朝向夏季主导风向,有助于引入凉爽的风,实现自然通风。
建筑的体型和布局也对自然通风和降温有着重要影响。
较为狭长的建筑体型有利于风的贯穿。
例如,行列式的建筑布局,能够使风在建筑之间形成顺畅的风道,增强通风效果。
而围合式的布局,如果设计得当,也可以在内部形成庭院,通过温差产生的压力差,引导风进入室内。
窗户的设计是实现自然通风的重要环节。
窗户的位置、大小和开启方式都需要精心考虑。
窗户的位置应根据室内的功能布局和气流流动来确定,一般来说,在房间的相对两侧设置窗户,可以形成良好的通风对流。
窗户的大小要适中,过大可能导致夏季过多的热量进入,过小则无法满足通风需求。
此外,可开启的窗户能够让居民根据实际情况灵活调节通风量。
除了窗户,通风口的设置也不能忽视。
通风口可以设置在屋顶、墙壁或者地板上。
屋顶通风口可以利用热压原理,将室内的热空气排出。
墙壁上的通风口可以与窗户配合,增强通风效果。
地板通风口则能够在冬季为室内提供温暖的空气。
遮阳设施在被动式设计中扮演着重要角色。
夏季强烈的阳光会使室内温度迅速升高,通过设置遮阳板、遮阳百叶或者种植攀爬植物等方式,可以有效地阻挡阳光直射,减少热量进入室内。
这些遮阳设施不仅能够降低室内温度,还能减少空调的使用,从而达到节能的目的。
寒冷地区居住建筑夏季室内热环境研究寒冷地区居住建筑夏季室内热环境研究摘要:在寒冷地区,夏季室内热环境对于人们的居住质量和健康至关重要。
本文通过对寒冷地区居住建筑夏季室内热环境的研究,分析了热环境的特点和影响因素,并探讨了提高夏季室内热环境的方法和措施。
本文的研究结果对于寒冷地区居住建筑的优化设计和改善居住环境具有重要的参考价值。
1.引言寒冷地区的夏季通常短暂而炎热,室内温度过高会带来人们的不适和健康问题。
因此,如何改善寒冷地区夏季室内热环境成为了研究的重点。
本文旨在通过对寒冷地区居住建筑夏季室内热环境的研究,探讨夏季室内热环境的特点和影响因素,并提出对策和建议,以改善居住环境质量。
2.寒冷地区夏季室内热环境的特点寒冷地区的夏季室内热环境具有以下特点:(1)高温高湿:寒冷地区夏季的高温高湿天气会导致室内温度和湿度的升高,给人们带来不适。
(2)采暖设备的影响:寒冷地区居住建筑的采暖设备对夏季室内热环境具有很大的影响。
传统的采暖设备通常会放出热量,使室内温度上升。
(3)建筑结构和绝热性能:建筑结构和绝热性能的差异也会影响室内热环境。
寒冷地区通常采用厚实的保温材料,而这在夏季可能成为难题。
3.寒冷地区夏季室内热环境的影响因素寒冷地区夏季室内热环境受到多个因素的影响,主要包括以下几个方面:(1)气候条件:寒冷地区夏季的气候条件对室内热环境具有重要影响。
温度的升高、湿度的增加会使室内热感更强烈。
(2)建筑朝向和窗户设计:合理的建筑朝向和窗户设计可以减少夏季的热辐射和热传导,降低室内温度。
(3)隔热措施和通风设计:合理的隔热措施和通风设计是改善寒冷地区夏季室内热环境的关键。
增加隔热材料的厚度和良好的通风系统能有效降低室内温度。
4.改善寒冷地区夏季室内热环境的方法和措施(1)合理利用遮阳设施:合理设置遮阳设施,如百叶窗、窗帘等,能减少太阳辐射进入室内,降低室内温度。
(2)增加隔热层厚度:适当增加居住建筑的隔热层厚度,能减少外界热传入室内,提高室内温度的稳定性。
夏热冬冷地区住宅墙体内表面霉菌风险分析贺宇彦;罗清海;涂敏;葛佩红;李东倩【摘要】对于以衡阳市典型住宅为研究对象,基于Energy Plus软件模拟夏热冬冷地区墙体内表面热湿变化,评估全年霉菌生长风险.通过模拟不同通风模式和通风量,分析建筑通风对墙体霉菌风险的影响,对预防室内霉菌生长提供参考.【期刊名称】《建筑热能通风空调》【年(卷),期】2019(038)004【总页数】6页(P21-26)【关键词】霉菌风险;热湿环境;建筑通风;夏热冬冷地区【作者】贺宇彦;罗清海;涂敏;葛佩红;李东倩【作者单位】南华大学土木工程学院;南华大学土木工程学院;南华大学土木工程学院;南华大学土木工程学院;南华大学土木工程学院【正文语种】中文0 引言霉菌是室内人居健康和舒适的重要影响因素,除了对墙体表面造成破坏,影响美观外,霉菌增殖会增加室内人员患呼吸道疾病和过敏症状的几率,其释放的代谢产物会使人中毒甚至死亡 [1-2] 。
此外,霉菌也是病态建筑综合症的诱因之一 [3] 。
国外学者对建筑内霉菌生长展开了大量的研究和实验,得到了一系列霉菌风险预测模型,如温度比模型、TOW模型、ESP-r模型、VTT 模型、生物热湿模型等[4] 。
这些模型以霉菌所处环境的温湿度作为指标,为霉菌风险评价带来了理论基础。
国内学者对墙体霉菌生长做出了一定的研究,对不同地区、不同功能建筑墙体表面和内部霉菌风险进行了评价 [5-8] 。
但现有研究大多基于室内侧温湿度恒定控制或稳定变化的条件,而在实际建筑,特别是住宅中,室内温湿度受室内外多种因素影响变化剧烈,室外潮湿气候、不合理的通风方式、室内湿源、新建建筑结构内的水分等都可能导致墙体霉菌滋生[9] 。
夏热冬冷地区室外各月相对湿度都在80%以上,对室内的热湿环境影响较大。
本文使用Sketch Up 软件建立夏热冬冷地区典型住宅模型,并用Energyplus软件计算室内全年热湿变化情况。
之后,使用WUFI-bio评估墙体内表面全年霉菌风险,并进一步地分析建筑通风对霉菌风险的影响。
新疆某地区变频器室及配电间降温通风设计摘要:某地区室外空气设计状态点W在象限I区,可采用如下空气处理过程,即室外状态点W经通风降温机组等焓加湿处理后至O’点,管道及设备因素温升取1℃,即送风状态点O点,再沿ε线送入室内以满足设计温湿度要求。
关键词:降温送风、室外空气状态点分区、设备散热量、室内正压背景在空气比较干燥的新疆地区,由于其干湿球温差多在8℃以上,如乌鲁木齐干湿球温差为10.5℃,哈密干湿球温差为9.1℃,某市干湿球温差为11.8℃,因此适合于采用直接蒸发冷却、间接蒸发冷却或直接蒸发冷却与间接蒸发冷却相结合的二级或三级冷却方式,具体采用哪种降温方式要根据处理空气状态点灵活确定。
计算方法关于室内设计温度问题,规范要求设在主厂房和集控楼内的厂用配电装置室夏季室内环境温度不宜高于35℃,另考虑到降温通风精度难以保证及变频器、配电盘柜的使用寿命,按室内状态点tn =30℃,Ф=50%进行设计计算。
又根据《实用供暖空调设计手册》中关于不同的夏季室外空气状态点的h-d 图上的区域划分,见下图1-1:以某地区为例,室外通风状态点tw=29℃,hw=64.2kj/kg干空气,dw=13.6 g/kg干空气,Ф=44.8%,送风状态点to=22.8℃,ho=65.1kj/kg干空气,do=16.6 g/kg 干空气,Ф=85%,得出室外空气设计状态点W在象限I区,即室外状态点得焓值小于送风焓值,室外空气含湿量小于送风状态点含湿量,经过等焓加湿即可达到要求的室内状态点,因此采用直接蒸发冷却方式,并取100%新风,具体空气处理过程见下图1-2:图1-2空气处理过程简述:室外状态点W经通风降温机组等焓加湿处理后至O’点,管道及设备因素温升取1℃,即送风状态点O点,再沿ε线送入室内以满足设计温湿度要求。
详细计算举例(某市电厂集控楼内变频器间),变频器额定功率6400kw,设备散热量按额定功率4%计,即256kw,自带排风风道排出室外,进排风温差取15℃,即排风温度43℃,满足设备最大排风温度≤50℃,则通风量L1=Q/(0.28*c*ρ*Δt)=256000/(0.28*1.01*1.2*15)=50290m3/h =16.9kg/s又变频器散热量的15%排入室内计,即256*15%=38.4kw,降温通风不考虑维护结构传热量,则为满足房间内tn=28℃,根据热量平衡(总得热量=总失热量)计算如下:0.85*(16.9+Gj)*c*(22.8-33)+256+38.4=16.9*c*(43-28)+Gj*c*(28-22.8)-(16.8+Gj)*8.76+294.4=254.5+5.25* Gj则Gj=7.6kg/s=22800 m3/h即房间内设轴流风机的排风量需满足22800 m3/h其中0.85为通风机组的降温效率。
夏热冬冷地区节能型居住建筑设计摘要:通过对夏热冬冷地区的热气候特点及建筑热环境现状分析,阐述这一地区居住建筑节能的重要性和建筑设计对居住建筑节能的影响,重点从建筑单体及建筑围护结构设计方面探讨夏热冬冷地区节能型居住建筑的设计方法与要点。
关键词:建筑节能;夏热冬冷;居住建筑;节能设计为了在全国范围内推广建筑节能工作,国家建设部于2001年7月颁布并于同年10月1日实施了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2001),目的是提高和改善该地区的居住环境质量,全面实现建筑节能50%的第二步战略目标。
1 夏热冬冷地区的气候特点夏热冬冷地区指的是长江流域及周围共180万km2的地区,包括上海、重庆两直辖市和安徽、浙江、湖北、湖南、江西5省全部及四川、贵州东部、江苏、河南南部、福建省北部、陕西、甘肃南端、广东、广西北端,涉及西南地区东部和长江中下游流域的16个省市。
夏热冬冷地区的热工气候指标是最热月的平均气温为25℃~30℃,最冷月的平均气温为0℃~10℃;据统计夏热冬冷地区全年气温高于35℃的酷热天气有15~25d,温度低于5℃的天数多达两到两个半月,最热天气温可达41℃,最冷天气温可至-18℃,而且湿度高达70 %~80 %,形成夏天闷热、冬季湿冷的气候特点。
2 夏热冬冷地区的建筑热环境现状相对寒冷地区和炎热地区的居住建筑而言,这一地区建筑的围护结构既没有良好的保温措施又不重视夏季隔热,建筑的热工性能普遍较差。
近些年由于社会经济的发展和人民生活水平的提高,居住条件的改善完全依赖居民自行安装空调采暖或降温,1998年上海住宅空调的安装率就已经超过了70 %,现在已经存在一户多台空调同时运转的情况。
巨大的空调能耗导致该地区缺电、缺煤,冬、夏用电高峰季节频繁出现拉闸限电现象,居民用于能源的支出也大幅度增加,实际上建筑室内的热环境改善却非常有限,能源严重浪费。
因此夏热冬冷地区居住建筑节能政策的强制执行是经济和社会发展的必然选择,是发展节约型社会的重要途径,是改善人居环境质量的必由之路[1]。
居住建筑空调能耗模拟及夏季室内温度设定
李莉;陶求华
【期刊名称】《建筑热能通风空调》
【年(卷),期】2008(027)006
【摘要】居住建筑空调既应以满足人的舒适和健康为前提,又应以保护环境、节约能源为原则.本文结合厦门气候条件,对居住建筑空调系统在不同室内空气设定温度下的运行情况进行能耗模拟,得到不同设计条件下的空调能耗量.基于这项分析,同时考虑居室人的热舒适感受,得出厦门夏季居住建筑室内空气设定温度值为28.1~28.7℃.PMV-PPD指标分析表明,夏季室内空气温度设定为28.1~28.7℃时,能满足-1≤PMV≤+1,PPD≤27%的热舒适要求.能耗模拟计算显示,与居室设定温度26℃相比,设定温度28.1~28.7℃可使空调节能12.4%~15.9%.
【总页数】3页(P78-80)
【作者】李莉;陶求华
【作者单位】集美大学机械工程学院;集美大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU8
【相关文献】
1.南宁夏季室内热舒适与空调能耗分析 [J], 郑立星;卢苇;陈洪杰
2.办公建筑室内设定参数PMV-PPD分析与空调能耗模拟 [J], 李莉;陶求华
3.昆明地区夏季居住建筑室内热环境测试及热舒适调查 [J], 王伟;罗会龙;高亚锋;
李百战;王永乔
4.上海地区居住建筑夏季使用夜间通风的室内热环境研究 [J], 孟二林;刘成刚;孙志高;周波
5.居民建筑夏季提高室内空调温度设定值的可行性研究 [J], 胡钦华;李奎山;Albert T.P.So
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
热环境选择题一、单项选择题1.夏季挂在西向窗口内侧的合金软百叶可以减少传入室内太阳辐射热的百分比约为()。
A.10%~20%B.20%~40%C.40%~60%D.75%~95%2. 外侧有卷材防水层的平层顶,在下列哪一个地区应进行屋顶内部冷凝受潮验算()。
A.广州B.长沙C.杭州D.长春3. 在室内热环境的评价中,根据丹麦学者房格尔的观点,影响人体热舒适的物理量有()个,人体的热感觉分为()个等级。
A.4,7B.4,3C.6,7D.6,54.关于太阳辐射,下述哪一项不正确()。
A.太阳辐射的波长主要是短波辐射B.到达地面的太阳辐射分为直射和散射C.同一时刻,建筑物各表面的太阳辐射照度相同D.太阳辐射在不同的波长下的单色辐射本领各不相同5.下面列出的哪一组城市不属于同一个热工设计分区?A.长春,哈尔滨,乌鲁木齐B.杭州,南京,长沙C.北京,拉萨,西安D.北京,大连,呼和浩特6.按《民用建筑热工设计规范》要求,热工设计必须满足夏季防热并适当兼顾冬季保温的是()地区。
A.严寒B.夏热冬冷C.温和D.夏热冬暖7.对温和地区,累年最冷月平均温度和最热月平均温度范围(℃)为下面()数据。
A.0~13℃,25~30℃B.5~15℃,25~30℃C.0~13℃,18~25℃D.5~15℃,18~25℃8.下面()城市属于夏热冬冷地区。
A.广州B.长沙C.海口D.昆明9.某地区要求阳台门下部门肚板部分的传热系数应小于或等于1.35W/(m·K),则该地区为()。
A.严寒地区B.寒冷地区C.夏热冬冷地区D.夏热冬暖地区10.在冬、夏季室内气温都是25℃的房间里,对同一个人夏季只需穿一短袖衫冬季要穿一毛衣才感到舒服,这是因为()。
A.墙壁的热辐射不同B.冬、夏季室内湿度不同C.冬、夏季室外温度不同D.冬、夏室内外风速不同11.下列陈述不正确的是()。
A.建筑物内设置了空调、供暖等设备,就可以创造舒适的室内热环境B.房屋的朝向、间距、环境绿化对室内气候有影响C.围护结构材料的热物理性质及构造方法,对室内气候的影响较大D.民用建筑的室内气候主要决定于室外热湿作用12.地面对人体热舒适感及健康影响最大的部分是()。
《住宅设计规范》关于日照、天然采光、自然通风的要求 (一)2009-10-10 10:27《住宅设计规范》5-65.1 日照、天然采光、自然通风5.1.1 阳光是人类生存和保障人体健康的基本要素之一。
在居室内部环境中能获得充足的日照是保证居者尤其是行动不便的老、弱、病、残者及婴儿身心健康的重要条件,同时也是保证居室卫生、改善居室小气候、提高舒适度等居住环境质量的重要因素。
因此,本条规定在不同套型的住宅中,冬天应有一定数量的居住空间获得日照。
在具体设计中,应量选择好朝向、好的建筑平面布置以创造具有良好日照条件的居住空间。
5.1.2 本条对有日照要求的房间规定了日照质与量的要求,并对不同气候区和不同规模城市的住宅分别规定了不同的有效日照标准和最低时数,具体要求和说明详见《城市居住区规划设计规范》(GB50180)中关于住宅建筑日照标准的规定。
5.1.3住宅建筑采光应以采光系数最低值为标准。
本条应按国标《建筑采光设计标准》有关规定执行。
在住宅方案设计阶段,应按5.1.3条对有关各种房间窗地面积比指标进行采光估算。
以确保居室内部具有良好的天然光照度。
本表按Ⅲ类光气候区单层普通玻璃钢窗为计算标准,其它光气候区的采光系数最低值和窗地面积比按《建筑采光设计标准》执行。
本条规定适用于侧面采光,其采光面积以有效采光面积为准计算。
离地面高度低于0.50m的窗洞口面积其光线照射范围低而小,所能获得的有效照度极小,故不计入采光面积之内,以保证有效的天然光照度;窗洞口上沿离地面刻度不宜低于2m,以避免居室窗口上沿过低而限制光照深度,影响室内照度的均匀性和房间一定深度达到的要求,当采光口上有深度大于1m以上的外廊和阳台等遮挡物时,其有效采光面积可按采光面积的70%计算。
采用水平天窗采光者,其有效采光面积将增大,采光口面积按采光标准计算。
5.1.4 住宅卧室、起居室(厅)应有良好的自然通风。
在住宅设计中应合理布置上述房间外墙开窗位置、方向,有效组织与室外空气直接流通的自然风。
2024年一级注册建筑师之建筑物理与建筑设备全真模拟考试试卷A卷含答案单选题(共180题)1、某小区可选择下列几种供暖热源,应优先选择哪一项?()A.区域热网B.城市热网C.小区锅炉房D.工业余热【答案】 D2、下列幼儿园卫生器具热水使用温度的表述中哪项错误?()A.淋浴器37℃B.浴盆35℃C.盥洗槽水嘴30℃D.洗涤盆50℃【答案】 A3、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》中,对东、西向窗户的热工性能要求比北向窗户的要求更严格,其原因是()。
A.东、西朝向风力影响最大B.东、西朝向太阳辐射最强C.东、西朝向窗户面积最小D.东、西朝向没有主要房间【答案】 B4、国家级的会堂划为哪一类防雷建筑物?()A.第三类B.第二类C.第一类D.特类【答案】 B5、在高层民用建筑中,下述房间中哪种不宜装设离子感烟探测器?( )A.配电室B.空调机房C.电梯前室D.厨房【答案】 D6、电缆隧道进入建筑物及配电所处,应采取哪种防火措施?()A.应设耐火极限2.0h的隔墙B.应设带丙级防火门的防火墙C.应设带乙级防火门的防火墙D.应设带甲级防火门的防火墙【答案】 D7、在房间采光系数相同条件下,下列哪种天窗的开窗面积为最小?()A.矩形天窗C.锯齿形天窗D.梯形天窗【答案】 B8、利用计算机数值模拟技术进行规划辅助设计,在建筑工程设计过程中采用最普遍的模拟技术是()。
A.室内热环境B.室内风环境C.建筑日照D.室外风环境【答案】 C9、下列哪种玻璃的传热系数最小?()A.夹层玻璃B.真空玻璃C.钢化玻璃D.单层Low-E玻璃【答案】 D10、隔振系统的干扰力频率(f)与固有频率(f0)之比,必须满足(),才能取得有效的隔振效果。
A.0.2B.0.5C.1.0【答案】 D11、关于热水管道敷设要求,正确的是()。
A.配水干管和立管最高点应设泄水装置B.热水机房管道应优先选用塑料热管C.系统最低点应设置放气措施D.应采取补偿管道热胀冷缩的措施【答案】 D12、下列哪类房间的照明功率密度的现行值最大?()A.一般超市营业厅B.旅馆的多功能厅C.学校教室D.医院病房【答案】 B13、为增加封闭空气间层的热阻,以下哪项措施是可取的?()A.在封闭空气间层壁面贴铝箔B.将封闭空气间层置于围护结构的高温侧C.大幅度增加空气间层的厚度D.在封闭空气间层壁面涂贴反射系数小、辐射系数大的材料【答案】 A14、有关平壁内温度分布的说法不正确的是()A.室内外空气温度的分布为平直线B.表面边界层内的温度分布是曲线C.表面边界层内的温度分布为折线D.内部各个均质材料层本身的温度分布是一条折线【答案】 C15、全年需要供冷的房间,其外窗玻璃遮阳系数CZ与全年累计空调冷负荷Q(kWh)的关系是( )。
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,根据区域性气候特点,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行了综合分析.分析结果表明,采用仿真模拟技术进行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】2016(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、建筑形态以及特殊的建筑细部构造等进行综合模拟分析,通过模拟结果,在众多设计策略中进行取舍,选择最有效的策略对建筑方案进行优化,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赖程度。
文中以茂名市愉园中学为例探讨了采用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行预测。
茂名市地处亚热带,属亚热带季风性湿润气候区,热量丰富、雨量充沛,冬季暖和有阵寒,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7~8月,每年最低气温为12月至次年1月;历年平均降水量1567mm,每年4~9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,雨季常有台风袭击,风力一般为8~10级,并伴随有暴雨。
茂名市愉园中学项目基地位于茂名市新福五路愉园小区内,南面为新福五路,地形平整交通便利,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。
目录1模拟概述 (1)1.1项目概况 (1)1.2风环境简述 (1)1.3参考依据 (3)1.4评价说明 (3)2技术路线 (4)2.1分析方法 (4)2.2湍流模型 (5)2.3几何模型 (7)2.4参数设置 (8)2.5气候状况 (10)3 模拟结果分析 (11)3.1夏季及过渡季 (11)3.2冬季 (15)4 结论 (19)1模拟概述1.1项目概况本工程位于XXX市XXX路,地理位置优越,交通便利。
拟建20栋高层住宅、30栋多层商业及配套用房,地下非机动车库及地下机动车库。
该地块总用地面积为20000m2,总建筑面积218694.72 m2,计容面积182548 m2,总建筑占地面200000m2,容积率1.80,建筑密度20%,绿地率30%。
1.2风环境简述建筑群和高大建筑物会显著改变城市近地面层风场结构。
近地风的状况与建筑物的外形、尺寸、建筑物之间的相对位置以及周围地形地貌有着很复杂的关系。
在有较强来流时,建筑物周围某些地区会出现强风;如果这些强风区出现在建筑物入口、通道、露台等行人频繁活动的区域,则可能使行人感到不舒适、甚至带来伤害,形成恶劣的风环境问题。
在一般的气候条件下,他们直接影响着城市环境的小气候和环境的舒适性;一旦遇到大风,这种影响往往会变成灾害,使建筑外墙局部的玻璃幕墙、窗扇、雨棚等受到破坏,威胁着室内外的安全。
建筑合理布局是改善室外行人区热舒适的关键;主要是避免在寒冷冬季室外行人区风速加速(西北风情况下),如风巷效应,同时在与西北风垂直方向最好增加裙房,加大底座尺寸,避免冲刷效应和边角效应等,如图2所示。
调查统计显示:在建筑周围行人区,若平均风速V>5 m/s的出现频率小于10 %,行人不会有什么抱怨(在10 %大风情况下建筑周围行人区风速小于5 m/s,即可认为建筑周围行人区是舒适的);频率在10%~20%之间,抱怨将增多;频率大于20 %,则应采取补救措施以减小风速。
深圳市居住建筑节能设计规范发布时间:2005-5-27 浏览次数:3831 总则1.0.1 为贯彻国家节约能源、保护环境的有关政策和法规,改善深圳市居住建筑热环境,提高居住建筑使用过程中的能源利用效率,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于深圳市新建、改建和扩建居住建筑的节能设计。
1.0.3 居住建筑的节能设计,应从规划、建筑、热工、空调、照明等多方面采取措施,在保证舒适的室内热环境的前提下,将使用能耗控制在规定的范围内。
1.0.4 居住小区宜通过采用生态设计,改善小区热环境与空气品质;居住建筑应通过采用增强建筑围护结构隔热性能和提高空调设备能效比等节能措施,在保证相同的室内热环境质量和卫生换气指标的前提下,与未采取节能措施前相比,空调能耗应节约50% 。
1.0.5 居住建筑的节能设计,除应符合本规范的规定外,尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。
2 术语2.0.1 建筑物耗冷量指标()按照夏季室内热环境设计标准和设定的计算条件,计算出的单位建筑面积在单位时间内消耗的由空调设备提供的冷量。
2.0.2 空调年耗电量()按照夏季室内热环境设计标准和设定的计算条件,计算出的单位建筑面积空调设备每年消耗的电能。
2.0.3 空调设备能效比()在额定工况下,空调设备提供的冷量与设备本身所消耗的能量之比。
同一设备在不同工况下的能效比不同,涉及能效比数值时,必须指定工况。
2.0.4 热惰性指标(D)表征围护结构反抗温度波动和热流波动能力的无量纲指标,其值等于材料层热阻与蓄热系数的乘积。
2.0.5 典型气象年()以近30年的月平均值为依据,从近10年的资料中选取接近30年平均值的各月组成一年,作为典型气象年。
由于选取的各月在不同的年份,资料不连续,尚需要进行月间平滑处理。
2.0.6卫生换气为满足室内卫生要求而必需的通风换气。
2.0.7穿堂通风在风压作用下,室外空气从建筑物一侧进入,穿过内部,从另一侧流出的自然通风。
自然通风若干实例浅谈自然通风是当今建筑普遍采取的一项改善建筑热环境、节约空调能耗的技术,有两点至关重要的意义:1)实现有效被动式制冷;2)可以提供新鲜、清洁的自然空气,有利于人的生理和心理健康。
实现自然通风主要有两个途径:利用风压和热压。
利用风压来实现建筑自然通风,即平常所讲的“穿堂风”。
首先要求建筑有较理想的外部风环境,平均风速一般不小于3 m/s~4 m/s。
其次建筑应面向夏季夜间风向,房间进深较小:一般情况下,单向自然通风的进深应小于房间净高的2倍,大致在6 m左右;双向自然通风的进深应小于房间净高的5倍,大致在12 m~15 m左右,以便易于形成穿堂风。
由于自然风变化幅度较大,受周围环境影响,常在建筑周围形不成足够的风压,并且通常公共建筑进深大,如果同时处于不利朝向时,利用风压实现穿堂风常常不具备可能性。
因而建筑师利用自然通风的另一种机理:通过建筑内部的热压差实现自然通风,即平常所讲的“烟囱效应”。
热空气上升,从建筑上部风口排出,室外新鲜的冷空气从建筑底部或者建筑各层被吸入,从而实现通风的效果。
对于高层建筑而言,由于风速随着高度增加而变大,因而实现自然通风比较容易。
但是风速往往过大,窗户直接外开不仅存在安全隐患且风速过大不利于舒适度的改善。
自然通风尚有着强烈的地域性和适应性。
追求大同的国际式建筑文化,是现代派建筑大师们梦寐以求的理想。
但是,进入20世纪60年代以来,这种无视地域,民族和文化差异性的国际式风格引起人们的普遍反感。
人们认识到传统文化的重要性,它们不仅仅是那些具有地方特色的具体形式,它们还蕴含着人们的生活习惯和生活方式,建筑的发展不能以破坏传统为代价。
芬兰建筑师阿尔托(Alvar Aalto)的“人情化建筑”是早期探索建筑环境特色与建筑多元个性的典范,为后来建筑的发展提供了有益的启示。
人作为建筑的主体,建筑必须要尊重人的传统,符合人的尺度,体现人的价值。
在过去的几百年里,人们尊重自然,修建了许多复杂的建筑,如中东地区传统房屋上的捕风塔(Wmd Scoop)。
例题图1 例题答案:B、A、D精讲精析:(1)分析该地的盛行风向。
①从风向玫瑰图中可以看出,该地的盛行风向为东北风、西南风;②从题干可知,该地为东北地区(北半球),因此冬季为偏北风,夏季为偏南风。
因此结合风向玫瑰图,该地冬季盛行东北风,夏季盛行西南风。
(2)分析居住片区的布局。
①该地需要夏季通风,夏季为西南风,因此西南边的居住片区Ⅱ要低一些,稀疏一些,方便通风。
并且建筑要“横向错列分布”,相当于留出两个西南-东北方向的通风通道,方便通风。
②该地需要冬季防风,冬季为东北风,因此东北边的居住片区Ⅰ要高一些(高层建筑),建筑密度大一些,挡住寒冷的东北风。
(3)分析出入口的设计原理。
①该地的出入口为西北-东南向,与冬季和夏季的盛行风向(西南风、东北风)都垂直;②该地区为东北地区,冬季尤其寒冷,冬季风强劲。
因此出入口位于“垂直于冬季盛行风向的两侧”,可以避免冬季风通过出入口(相当于一条通风道)长驱直入,进入小区。
知识点风向玫瑰图风向玫瑰,表示一个地区某一个时间段内的风向、风向频率。
风向玫瑰一般有16个方向,各个方向均表示的是风吹来的方向,风由外围吹向中心。
风向玫瑰图中,箭头越长,表示风向频率越高。
如下图所示,东北风、西南风的箭头最长,即为该地区的两个盛行风向(如果为我国,则下图中东北风——冬季盛行风,西南风为——夏季盛行风)。
图2 风向玫瑰图夏季风、冬季风由于海陆热力性质的差异和风带的季节移动,我国夏季、冬季的盛行风向并不相同:①夏季:西南季风+东南季风,由印度洋、太平洋吹向大陆,水汽充沛,为我国带来丰沛的降水;②冬季:西北季风+东北季风,由大陆吹向海洋,空气干燥,水汽较少,常带来大风降温天气。
图3 我国的夏季风与冬季风总结污染工厂的选址本节例题的难度适中,但不易全部答对。
解题思路为:①根据题干的“东北平原”,结合风向玫瑰,判断该地区冬季、夏季的盛行风向(东北风、西南风);②根据夏季盛行风向,分析居住片区Ⅰ的楼房分布(需要西南-东北方向通风好);根据冬季盛行风向,分析居住片区Ⅱ的楼房高度、密度(需要挡风);③该地冬季风强劲,因此出入口需要避开冬季风的盛行风向(即垂直于盛行风向)。