綠色建筑設(shè)計(jì)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng),包括選址、功能設(shè)計(jì)、資源利用、節(jié)能設(shè)計(jì)、綠化設(shè)計(jì)、綠色建材運(yùn)用、水環(huán)境設(shè)計(jì)、風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)、光環(huán)境設(shè)計(jì)、聲環(huán)境設(shè)計(jì)等。在綠色建筑構(gòu)建全過程內(nèi),需要對(duì)建筑設(shè)計(jì)、建筑性能等多個(gè)參數(shù)進(jìn)行模擬計(jì)算,主要包括建筑室內(nèi)外風(fēng)場(chǎng)的模擬計(jì)算、建筑能耗模擬計(jì)算、熱島強(qiáng)度模擬等。自從1974年CFD技術(shù)被首次應(yīng)用于空調(diào)設(shè)備工程模擬空氣流動(dòng)以來(lái),CFD技術(shù)進(jìn)人建筑領(lǐng)域已有幾十年歷史,經(jīng)過這些年的發(fā)展,計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的成熟為CFD技術(shù)的飛速進(jìn)步提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),F(xiàn)今的CFD軟件已經(jīng)向大型化、精確化、模塊化、多領(lǐng)域化方向發(fā)展。所以,在綠色建筑設(shè)計(jì)內(nèi)容中,CFD技術(shù)可以對(duì)其中的多個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行模擬。
建筑室外風(fēng)環(huán)境作為綠色建筑的重要組成部分,近年來(lái)備受業(yè)界關(guān)注,良好的建筑室外風(fēng)場(chǎng)不僅可以營(yíng)造安全、舒適的建筑風(fēng)環(huán)境,利于污染物的排放,避免二次風(fēng)的出現(xiàn)。
某建筑群季風(fēng)影響下風(fēng)速云圖
某建筑群附近空氣齡仿真云圖
某區(qū)域污染物在季風(fēng)影響下擴(kuò)散模擬
借助CFD的幫助,能夠在建筑設(shè)計(jì)中提供一種基于氣候的思維方法,在進(jìn)行綠色建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐時(shí),以更加開闊的視野對(duì)建筑進(jìn)行客觀分析與效果預(yù)測(cè),針對(duì)特定的建筑風(fēng)環(huán)境條件下建筑場(chǎng)地、技術(shù)和形態(tài)布局的研究,形成一種系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)體系。
綠色建筑同樣也強(qiáng)調(diào)室內(nèi)環(huán)境,業(yè)界的主流思想是想在內(nèi)外部環(huán)境之間爭(zhēng)取一個(gè)平衡的關(guān)系,而對(duì)內(nèi)部環(huán)境,即對(duì)健康、舒適及建筑用戶的生產(chǎn)效率,表現(xiàn)出不同的需求。在建筑功能設(shè)計(jì)階段,可以用CFD技術(shù)模擬火災(zāi)發(fā)生時(shí)煙霧的擴(kuò)散情況,幫助建筑師在較難確定煙霧走向的復(fù)雜空間里合理安排疏散交通;在節(jié)能設(shè)計(jì)中,可以利用CFD技術(shù)模擬建筑室內(nèi)通風(fēng)、溫度等指標(biāo),從而用最低能耗滿足人們所需的舒適空間。
某房間空調(diào)設(shè)備仿真分析(考慮日照)
不同戶型空氣齡仿真對(duì)比(右側(cè)戶型好,空氣新鮮)
某圖書館不同通風(fēng)口位置布置下火災(zāi)狀況模擬
某廠房火災(zāi)仿真分析某車站火災(zāi)仿真分析
在建筑內(nèi)外的流場(chǎng)研究中,CFD作為有力的工具正在逐步改變傳統(tǒng)研究方法和實(shí)驗(yàn)手段,但是作為一項(xiàng)技術(shù)快速發(fā)展過程中的數(shù)值模擬計(jì)算,人為因素及模擬過程的不規(guī)范化可能導(dǎo)致巨大的模擬結(jié)果反差。因此,我們要對(duì)CFD有更全面的認(rèn)識(shí),積極開展綠色建筑CFD研究,準(zhǔn)確把握CFD的應(yīng)用準(zhǔn)則和操作技巧,只有這樣,才能讓CFD在建筑室外風(fēng)場(chǎng)研究領(lǐng)域發(fā)揮盡可能大的作用,進(jìn)一步高效準(zhǔn)確地指導(dǎo)綠色建筑項(xiàng)目的發(fā)展。