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沈阳地区办公建筑自然通风利用率及其优化设计研究

【摘要】:自然通风是一种既节约能源又不污染环境的建筑通风方式。随着空调技术和机械通风技术的发展,自然通风的利用价值会经常被人们忽视。但空调和能耗机械通风能耗是建筑能耗的重要组成部分,它们都会或多或少的消耗不可再生能源。同时,近年来,建筑室内由于长期使用空调对人员的健康也造成了不小的伤害。所以,随着全球能源危机的爆发以及人们对建筑空间内环境品质要求的提升,自然通风这一建筑通风方式又重新被人们所重视。自然通风在很多时候能够代替机械通风,而且可以为建筑内部空间创造更加良好的风环境,既可以不使用不可再生能源又可以提高建筑室内空气质量,并且有益于建筑室内人员健康。但随着现代城市的发展,无论是建筑内部环境还是所处的外部环境都变得更加复杂,这使得城市建筑的自然通风设计也变得更加复杂化。因此也需要对建筑的自然通风做更加深入的研究。建筑自然通风的设计,需要在方案初期就要对建筑所在地的自然通风应用能力进行初步的预测,再根据基地周边的风环境确立相应的自然通风设计策略,已达到基地中建筑对自然通风充分利用的目的。而办公建筑由于室内人员较多,建筑的热负荷较大,如果能够最大程度的使用自然通风的方式改善办公空间内的热舒适环境,并且提高办公空间内空气质量,对于降低办公建筑的能耗是十分有意义的。因此,本文的研究主要是根据沈阳地区的气象参数为依据,讨论办公建筑对自然通风的利用状况,以及从建筑设计的角度出发,在提高自然通风利用率基础上的相关自然通风优化设计策略。首先,通过对目前已有的自然通风利用率预测方法进行总结和分析,确立沈阳地区办公建筑的自然通风利用率分析方法,并对沈阳地区办公建筑全年逐时通风量、自然通风状态下的室内温度和自然通风有效性进行计算,得出了沈阳地区的办公建筑全年对自然通风的利用状况,并通过对计算结果的分析总结了影响办公建筑的自然通风利用率的相关建筑设计因素。然后,采用CFD方法和Airpak软件分别对影响自然通风利用率的建筑设计相关因素进行数值模拟分析。其中包括办公建筑本体设计因素和室外微环境因素。从建筑设计的角度出发,结合模拟结果,分析提高沈阳地区办公建筑自然通风利用率的相关建筑设计策略。最后,对沈阳建筑大学内的一实例办公建筑进行内部办公空间及外部环境的自然通风现状模拟,并结合提高自然通风利用率的建筑设计策略对其进行优化设计。

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