幾千年以來，建筑業在歷史長河中不斷地創新、發展。到了今天，建筑商和用戶都把建筑要求集中在如何節約能源、降低生產費用、提高安全和舒適性等方面。在國內人們選擇住宅更是講究“坐北朝南”、“南北通透”等說法。

隨著計算機技術的發展，除了古人流傳的風水看住宅的方法之外，我們還能利用仿真軟件進行各種模擬分析，從選址、建筑結構細節優化、材料，到室內暖通、制冷等無一不及，以了解建筑物在生活工作中會受到什么影響。

建筑外流場分析

很早古人就開始注重坐北朝南這個位置，現今這個說法主要體現在客廳和主臥室朝南向，或者房屋的主要采光面在南側。我們利用建筑外流場仿真技術可以在建筑設計早期解決這個問題。

可以通過基礎氣象數據，借助仿真軟件對建筑模型進行最佳朝向分析。                                       

建筑模型

經過運算得到最佳朝向分析的結果圖。

紅色代表最差朝向；黃色豎線為最佳朝向。

經過分析可知此建筑最佳朝向為南偏西20°。

除此之外，建筑外流場仿真還可分析建筑的風載荷對結構強度的影響、識別建筑群中的擾流區域、觀測采光、地面行人步行空間的舒適度等。

建筑結構影響分析

因此，建筑室外風環境的預測和分析對于建筑的整體布局與規劃有很重要的指導意義。

主要體現為以下幾點：

• 有利于了解建筑群中各建筑物的氣流組織

• 夏季有利于通風，減少通風死角

• 冬季有利于御寒，控制建筑物外場的風速

• 有利于污染物的擴散

• 有利于疏通火災等空氣污染物事故對人體的影響

一個好的朝向會對采光、通風都有影響，也會提升居住的舒適度。外流場分析可以簡便地實現節能建筑通風環境，準確模擬通風系統的空氣流動、空氣品質、傳熱、污染等問題，有效地提高人員的舒適度和建筑品質。

室內流場分析

其實風水和中醫瑜伽是屬于同類，都是屬于預防科學類的范疇。而室內風水設計研究的便是人與自然的和諧。其中重要的便是氣在室內必須平衡地普遍地流通，從大門通道到臥室、廚房、書房、客廳之氣，要順暢地出入。

對于這種情況，我們便可以利用仿真軟件視覺化分析整個室內溫度環境分布和室內氣體流動的情況，以此來評估室內濕度、熱舒適度和通風情況。

室內風速

仿真過程主要注意以下幾點：

可以直接從室內模型中提取模擬分析所需的建筑內部邊界，門窗即為通風口。

對于室內通風，可能發生較大的風速變化地方一般為窗戶、門、墻的拐角附近，因此網格需要特別加密，以捕捉這些局部特征對風場的影響。

設置算法條件，得出室內通風仿真結果分析。

人行風速云圖

從圖中可以看出大部分房間能夠通過迎風側進風氣流形成有效氣流。滿足人體舒適度要求，主要功能房間通風狀況良好。

外流場仿真分析有利于自然通風風場布局優化，以及大空間建筑物的流程模擬，便于工程師對特定的房間或者區域進行策略調整，實現更有效的室內自然通風，節能減排。

HVAC系統分析

自然通風屬于客觀因素，如果想要主觀調整室內通風環境，人們往往會選擇空調作為調節室內氣流的手段。空調利用冷風、熱風調節室溫，不僅改變了家居的居住舒適度，還會形成磁場，對居室的風水有很大的改變。因此我們可以利用HVAC系統仿真分析來如何設置最佳氣流位置。

“HVAC”即是“供暖通風與空氣調節工程”的英文縮寫，簡稱“暖通空調”。主要目的為控制室內熱環境，改善室內空氣品質的重要技術。

為制定出最佳的通風空調方案，暖通設計師從建筑方案設計階段就開始探尋建筑物室內外的氣流的速度場、溫度場、濃度場的分布，盡可能設計出最為高效、舒適、節能的空調系統。

HVAC的CFD模擬

為達到空調系統運行高效且節能，暖通設備運行管理人員也一直致力于探尋設備能效的最大化。在研究建筑環境及其HVAC系統之間的動態作用時，仿真和模型是最常用的方法。

描述HVAC系統的軟件從功能的不同大致也可以劃分為兩種類型，一種是基于系統的，另一種是基于部件的。前者主要強調的是HV AC系統整體的能耗和經濟性分析，而后者則針對某些設備和部件，如制冷機或水泵，來討論它們的性能。

HVAC系統的模擬，以檢查通風速度、濕度和熱度

除此之外，蓄冷技術、地熱資源的利用和太陽能暖通節能等是HVAC系統技術常見的運用手段。

今天，計算機的軟硬件技術在不斷革新。例如并行處理、高分辨率的交互式圖形等技術的發展，大大推動了建筑的整體動態性能仿真在實際中的應用。在下一代計算機上開發的新一代仿真軟件，就能利用更多的科技成果，從而讓人們更加清楚的了解建筑、HV AC系統和控制元件之間的相互關系，這樣就能進一步認識到應該如何設計和控制未來的建筑，以實現這個集成系統整體性能的最優化。

結語

計算機仿真技術在建筑工業中的應用越來越多。通常用來優化設計、縮減耗費、提高室內和室外建筑質量等，且能夠充分利用自然資源，削減能源負荷，有明顯的經濟效益。隨著計算機軟件和硬件的快速發展，計算機仿真技術必然將在建筑工程設計領域發揮越來越重要的作用。

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