達成“綠色建筑評價標準”的快速指南——CFD仿真技術幫你建造“會呼吸的房子”

兩會后,”綠色發展“的理念再一次被提上日程,發展綠色建筑成為生態文明建設實施的主要途徑。

我國綠色建筑設計標準涉及許多項目,例如結構、暖通、電氣、給排水、場地等。在綠色建筑構建全過程中,我們可以利用仿真技術對建筑設計、建筑性能等多個參數進行模擬計算,以達到綠色建筑標準要求。

建筑室外風環境模擬

室外風環境是綠色建筑的重要研究內容之一,良好的建筑室外風場不僅可以營造安全、舒適的建筑風環境,還利于污染物的疏散和排放,避免二次風的出現。

例如清華大學示范性超低能耗建筑的設計,工程師們根據北京地區的氣候特點,春秋兩季可通過大換氣量的自然通風來帶走余熱,保證室內較為舒適的熱環境,縮短空調系統運行時間。

達成“綠色建筑評價標準”的快速指南——CFD仿真技術幫你建造“會呼吸的房子”的圖1
實體圖和自然通風設計圖

達成“綠色建筑評價標準”的快速指南——CFD仿真技術幫你建造“會呼吸的房子”的圖2

利用周圍環境自然通風

借助 CFD 的幫助,能夠在建筑設計中提供一種基于氣候的思維方法,對建筑進行客觀分析與效果預測,針對特定的建筑風環境條件下建筑場地、技術和形態布局的分析,以達到綠色建筑的標準。

室內通風環境分析

綠色建筑同樣強調室內通風環境的重要性,主要思想是在內外部環境之間爭取一個平衡的關系。在節能設計中,可以利用CFD技術模擬建筑室內通風、溫度等指標,從而用最低能耗滿足人們所需的舒適空間。

已經達到了國家綠色建筑評價標準三星級和美國LEED金級的深圳建科大樓一個典型的室內通風設計案例。大樓地處深圳,工程師們結合深圳氣候和對建筑場地的自然通風環境的研究,進行通風模擬,分析“呂”字形建筑空間布局的自然通風設計。

達成“綠色建筑評價標準”的快速指南——CFD仿真技術幫你建造“會呼吸的房子”的圖3

大樓通風模擬圖

達成“綠色建筑評價標準”的快速指南——CFD仿真技術幫你建造“會呼吸的房子”的圖4

建筑室外壓力場在建筑迎背風面形成了4個不同的通風區域, “最高壓力區”與“次低壓力區”,“次高壓力區”與“最低壓力區”兩兩對應,這為室內自然通風創造了良好條件。

暖通系統設計

暖通系統設計在綠色建筑標準中涉及的條目最多,良好的暖通設計能夠給人帶來良好的建筑環境,節能減排,是實現可持續發展綠色環境戰略的重要舉措。

世博軸的“陽光谷”便是利用了出色的暖通系統設計,展現了室內冬暖夏涼的宜人特點。設計師巧妙利用這個底板鋪設的700公里長的管道,形成地源熱泵,引入黃浦江水作冷熱源。地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源,既可供熱又可制冷的高效節能空調系統。

達成“綠色建筑評價標準”的快速指南——CFD仿真技術幫你建造“會呼吸的房子”的圖5

世博軸

通過分析得到以下熱泵機組的性能圖。

達成“綠色建筑評價標準”的快速指南——CFD仿真技術幫你建造“會呼吸的房子”的圖6

制冷工況(圖左);制熱工況(圖右)。

與普通的冷熱源系統相比,2010年統計可得全年節電408.6萬瓦,年減碳量5629噸。

結語

CFD技術在建筑行業的應用已經也有多年的時間,根據2015年國家實施的《綠色建筑評價標準》中,也將CFD技術列入了標準之內,足以體現仿真技術在建筑設計中的重要性。人們逐漸加強對CFD的認識,積極開展綠色建筑研究,才能讓 CFD 在建筑室外風場研究領域發揮盡可能大的作用,為綠色可持續發展做出更大的貢獻。

達成“綠色建筑評價標準”的快速指南——CFD仿真技術幫你建造“會呼吸的房子”的圖7

登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP