文靈紅，王永超

（CMCU·中聯(lián)建筑，重慶400039）

山地城市綠色建筑自然通風(fēng)設(shè)計(jì)探討
——基于重慶首批綠色建筑住宅項(xiàng)目重慶萬科城自然通風(fēng)分析

文靈紅，王永超

（CMCU·中聯(lián)建筑，重慶400039）

重慶全年濕度大，夏季高溫高濕，過渡季節(jié)通風(fēng)要求高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，重慶地區(qū)熱舒適的時(shí)間為全年時(shí)間的2.2%，達(dá)到191h；通過自然通風(fēng)可以達(dá)到舒適的時(shí)間為全年的8.2%，占到722h，充分考慮建筑自然通風(fēng)是實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)的重要手段[1]。此外，重慶為典型的山地城市，局地小氣候明顯，建筑自然通風(fēng)有其自身的特點(diǎn)[2]。目前，大多數(shù)綠色建筑自然通風(fēng)設(shè)計(jì)研究未考慮或弱化了地形高差的影響，本文基于已經(jīng)通過綠色建筑認(rèn)證的重慶萬科城項(xiàng)目，針對(duì)洼地和高地建筑室外通風(fēng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定程度的探討，總結(jié)得到山地城市綠色建筑自然通風(fēng)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)規(guī)律。

1 重慶萬科城項(xiàng)目概況

重慶萬科城1～4期項(xiàng)目位于重慶市北部新區(qū)高新園人和組團(tuán)，為高品質(zhì)住宅小區(qū)，由高層住宅、多層疊拼、洋房及其配套的商業(yè)、車庫等組成。其中，1期和3期處于高地，為高層住宅及配套商業(yè)；2期處于洼地，為多層疊拼和洋房；4期處于高地，為多層聯(lián)排別墅。其中高地與洼地的平均高差約為45m，項(xiàng)目平面圖和三維模型分別如圖1和圖2所示。高層住宅部分典型樓層平面如圖3所示。

圖1 重慶萬科城項(xiàng)目總平面圖

圖2 重慶萬科城項(xiàng)目三維模型圖

2 自然通風(fēng)模擬

圖3 高層住宅典型樓層平面

2.1 室外自然通風(fēng)

根據(jù)典型氣象年的氣象參數(shù)[3]統(tǒng)計(jì)得到重慶地區(qū)過渡季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向及其平均風(fēng)速。采用CFD軟件[4]模擬過渡季主導(dǎo)風(fēng)向平均風(fēng)速下建筑周邊流場分布狀況，得到洼地和高地距地1.5m高處風(fēng)速和空氣齡分布情況。

2.1.1 洼地

圖4和圖5分別為過渡季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向NWN、平均風(fēng)速2.0m/s條件下萬科城項(xiàng)目建筑周邊洼地距地1.5 m高度處風(fēng)速云圖和風(fēng)速矢量圖，等值線間距約為0.18m/s。由圖可見：洼地建筑受地形限制，流入場地的氣流受限，大部分區(qū)域風(fēng)速均小于1m/s；距地1.5m高度處初始風(fēng)速和最大風(fēng)速分別為1.32m/s、1.87m/s，風(fēng)速放大系數(shù)為1.42，小于2；洼地區(qū)域建筑滿足重慶市《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》DBJ/T50-066-2009第 4.1.15條針對(duì)居住建筑的過渡季節(jié)室外風(fēng)環(huán)境的要求。但值得注意的是，過渡季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)由西北向流入洼地，建筑迎風(fēng)面與主導(dǎo)風(fēng)向約成45°，滿足建筑朝向與通風(fēng)季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向宜控制在30°～60°[5]的要求，利于氣流流入整片洼地。但較洼地行列式布置的建筑區(qū)域，洼地錯(cuò)列式布置的建筑在一定程度上阻擋了原本低速流動(dòng)的氣流，流速有較為明顯的降低，流速均低于0.4m/s，不利于該區(qū)域以及其后排建筑的自然通風(fēng)。

圖6為過渡季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向NWN，平均風(fēng)速2.0m/s條件下，萬科城項(xiàng)目建筑周邊洼地距地1.5 m高度處空氣齡云圖。由圖可見：洼地內(nèi)空氣齡分布差異明顯，大致范圍為800～2500s。值得注意的是，較建筑行列式布置的外區(qū)，洼地內(nèi)區(qū)和錯(cuò)列式布置的建筑區(qū)域空氣齡明顯增大，不利于該區(qū)域污染物消散。

圖4 洼地室外風(fēng)速云圖

圖5 洼地室外風(fēng)速矢量圖

圖6 洼地室外空氣齡云圖

2.1.2 高地

圖7和圖8分別為過渡季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向NWN、平均風(fēng)速2.0m/ s條件下萬科城項(xiàng)目建筑周邊高地距地1.5 m高度處風(fēng)速云圖和風(fēng)速矢量圖。由圖可見：高地建筑有地形優(yōu)勢(shì)，氣流流通性較好，大部分區(qū)域風(fēng)速均大于1m/s，且小于5m/s；距地1.5m高度處初始風(fēng)速和最大風(fēng)速分別為2.71m/s、2.65m/s，不存在風(fēng)速放大現(xiàn)象；高地區(qū)域建筑滿足重慶市《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》DBJ/ T50-066-2009第4.1.15條針對(duì)居住建筑的過渡季節(jié)室外風(fēng)環(huán)境的要求。本項(xiàng)目方案前期考慮過渡季節(jié)通風(fēng)，將高層建筑迎風(fēng)錯(cuò)位布置，不僅有利于建筑室外通風(fēng)，且為建筑室內(nèi)通風(fēng)創(chuàng)造了良好的條件，可通過下文分析風(fēng)環(huán)境相對(duì)較差的下風(fēng)向高層建筑6#典型樓層平面的室內(nèi)通風(fēng)情況得到驗(yàn)證。但是值得注意的是，高層建筑背風(fēng)面往往存在較大的風(fēng)影區(qū)，此處風(fēng)速很低且存在渦旋，不宜布置建筑。

圖9為過渡季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向NWN、平均風(fēng)速條件下萬科城項(xiàng)目建筑周邊高地距地1.5 m高度處空氣齡云圖。由圖可見：除了場地氣流下風(fēng)向空氣齡較高，最高為2500s，其余大部分區(qū)域的空氣齡均小于1500s，利于場地內(nèi)氣流流通和污染物擴(kuò)散。

2.2 室內(nèi)自然通風(fēng)

基于重慶萬科城項(xiàng)目過渡季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向NWN、平均風(fēng)速下室外自然通風(fēng)模擬結(jié)果，選取高地區(qū)域風(fēng)環(huán)境相對(duì)較差的下風(fēng)向高層建筑6#，模擬分析其典型樓層平面室內(nèi)流動(dòng)狀況，得到室內(nèi)距樓板1.5m平面風(fēng)速和空氣齡分布情況。

圖10為過渡季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向NWN、平均風(fēng)速條件下重慶萬科城項(xiàng)目典型樓層平面室內(nèi)距地板1.5m高度平面風(fēng)速云圖。由圖可見：主要功能房間的風(fēng)速為0.1～0.5m/s，且無局部渦流，具有一定的穿堂風(fēng)效果。

圖11分別為過渡季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向NWN、平均風(fēng)速條件下重慶萬科城項(xiàng)目典型樓層平面室內(nèi)距地板1.5m高度平面空氣齡云圖。由圖可見：主要功能房間的空氣齡均在700s以下，換氣次數(shù)不低于5次，滿足重慶市《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》DBJ/T50-066-2009中主要功能房間的換氣次數(shù)不小于2次的要求。

3 結(jié)論

本文基于重慶萬科城項(xiàng)目，針對(duì)重慶山地城市建筑自然通風(fēng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定程度上探討，總結(jié)如下：

（1）針對(duì)洼地區(qū)域，應(yīng)盡量采取導(dǎo)風(fēng)措施將自然風(fēng)引入場地；對(duì)于條形建筑，其迎風(fēng)面與主導(dǎo)風(fēng)向宜成30°～60°，不僅利于風(fēng)流入室內(nèi)，且利于風(fēng)流入整塊場地。此外，洼地流速本來較小，洼地建筑宜采取行列式布置，盡量避免錯(cuò)列式布置，以減少流動(dòng)阻力。

圖7 高地室外風(fēng)速云圖

圖8 高地室外風(fēng)速矢量圖

圖9 高地室外空氣齡云圖

圖10 典型樓層室內(nèi)風(fēng)速云圖

圖11 典型樓層室內(nèi)空氣齡云圖

（2）針對(duì)高地區(qū)域，宜迎風(fēng)錯(cuò)列布置，使建筑迎風(fēng)面盡可能大，盡量避免在高層建筑背風(fēng)風(fēng)影區(qū)布置建筑。

（3）重慶萬科城項(xiàng)目雖然滿足《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》DBJ/ T50-066-2009中建筑自然通風(fēng)的要求，但仍存在可以優(yōu)化的地方，建筑師宜在方案階段引入CFD流體分析手段優(yōu)化建筑自然通風(fēng)設(shè)計(jì)。

（4）建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，基于數(shù)字化計(jì)算機(jī)模擬分析，有利于建筑方案比較和優(yōu)化，是實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)的重要手段，應(yīng)得到推廣。

[1]G.Z.布朗，馬克·德凱.太陽輻射.風(fēng).自然風(fēng)[M].常志剛，劉毅軍，朱宏濤，等譯.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[2]羅伯特.萊希納.建筑師技術(shù)設(shè)計(jì)指南[M].張利，周玉鵬，湯羽揚(yáng),等譯.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[3]中國氣象局氣象信息中心氣象資料室，清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系.中國建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[4]王福軍.計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[5]JGJ/T 229-2010民用建筑綠色設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

Natural Ventilation Design of Green Building in Mountainous City

山地城市微氣候復(fù)雜，建筑自然通風(fēng)設(shè)計(jì)值得探究。該文基于綠色建筑重慶萬科城項(xiàng)目，通過CFD模擬分析主導(dǎo)風(fēng)向下室內(nèi)外通風(fēng)情況，總結(jié)得到山地城市建筑自然通風(fēng)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)規(guī)律，對(duì)設(shè)計(jì)師在建筑方案階段考慮自然通風(fēng)設(shè)計(jì)有一定指導(dǎo)作用。

山地城市；自然通風(fēng)；綠色建筑；洼地；高地；過渡季主導(dǎo)風(fēng)向；背風(fēng)風(fēng)影區(qū)；建筑迎風(fēng)面

Compared to plain city,microclimateofmountainous city ismore complicated,so naturalventilation design isworth to be discussed.In this paper,outdoorand indoorventilation ofWankecheng in Chongqing arediscussed,and some naturalventilation design rulesareobtained,which ishelpful fordesigners to design architecturalnatural ventilation atbuilding scheme stage.

mountainous city;naturalventilation;green building;depression;highland;predominantw ind direction at transition season;leeward w ind shadow;architecturalw indward side

TU 241.2

A

1671-9107（2013）11-0016-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2013.11.016

2013-03-25

文靈紅（1986-），女，重慶人，碩士，助理工程師，主要從事綠色建筑與建筑節(jié)能研究。

王永超（1965-），男，重慶人，本科，高級(jí)工程師，主要從事建筑設(shè)計(jì)。