山地城市绿色建筑自然通风设计探讨——基于重庆首批绿色建筑住宅项目重庆万科城自然通风分析

文灵红，王永超

（CMCU·中联建筑，重庆400039）

山地城市绿色建筑自然通风设计探讨
——基于重庆首批绿色建筑住宅项目重庆万科城自然通风分析

文灵红，王永超

（CMCU·中联建筑，重庆400039）

重庆全年湿度大，夏季高温高湿，过渡季节通风要求高。据统计，重庆地区热舒适的时间为全年时间的2.2%，达到191h；通过自然通风可以达到舒适的时间为全年的8.2%，占到722h，充分考虑建筑自然通风是实现绿色设计的重要手段[1]。此外，重庆为典型的山地城市，局地小气候明显，建筑自然通风有其自身的特点[2]。目前，大多数绿色建筑自然通风设计研究未考虑或弱化了地形高差的影响，本文基于已经通过绿色建筑认证的重庆万科城项目，针对洼地和高地建筑室外通风设计进行了一定程度的探讨，总结得到山地城市绿色建筑自然通风设计的几点规律。

1 重庆万科城项目概况

重庆万科城1～4期项目位于重庆市北部新区高新园人和组团，为高品质住宅小区，由高层住宅、多层叠拼、洋房及其配套的商业、车库等组成。其中，1期和3期处于高地，为高层住宅及配套商业；2期处于洼地，为多层叠拼和洋房；4期处于高地，为多层联排别墅。其中高地与洼地的平均高差约为45m，项目平面图和三维模型分别如图1和图2所示。高层住宅部分典型楼层平面如图3所示。

图1 重庆万科城项目总平面图

图2 重庆万科城项目三维模型图

2 自然通风模拟

图3 高层住宅典型楼层平面

2.1 室外自然通风

根据典型气象年的气象参数[3]统计得到重庆地区过渡季节主导风向及其平均风速。采用CFD软件[4]模拟过渡季主导风向平均风速下建筑周边流场分布状况，得到洼地和高地距地1.5m高处风速和空气龄分布情况。

2.1.1 洼地

图4和图5分别为过渡季节主导风向NWN、平均风速2.0m/s条件下万科城项目建筑周边洼地距地1.5 m高度处风速云图和风速矢量图，等值线间距约为0.18m/s。由图可见：洼地建筑受地形限制，流入场地的气流受限，大部分区域风速均小于1m/s；距地1.5m高度处初始风速和最大风速分别为1.32m/s、1.87m/s，风速放大系数为1.42，小于2；洼地区域建筑满足重庆市《绿色建筑评价标准》DBJ/T50-066-2009第 4.1.15条针对居住建筑的过渡季节室外风环境的要求。但值得注意的是，过渡季节主导风由西北向流入洼地，建筑迎风面与主导风向约成45°，满足建筑朝向与通风季节主导风向宜控制在30°～60°[5]的要求，利于气流流入整片洼地。但较洼地行列式布置的建筑区域，洼地错列式布置的建筑在一定程度上阻挡了原本低速流动的气流，流速有较为明显的降低，流速均低于0.4m/s，不利于该区域以及其后排建筑的自然通风。

图6为过渡季节主导风向NWN，平均风速2.0m/s条件下，万科城项目建筑周边洼地距地1.5 m高度处空气龄云图。由图可见：洼地内空气龄分布差异明显，大致范围为800～2500s。值得注意的是，较建筑行列式布置的外区，洼地内区和错列式布置的建筑区域空气龄明显增大，不利于该区域污染物消散。

图4 洼地室外风速云图

图5 洼地室外风速矢量图

图6 洼地室外空气龄云图

2.1.2 高地

图7和图8分别为过渡季节主导风向NWN、平均风速2.0m/ s条件下万科城项目建筑周边高地距地1.5 m高度处风速云图和风速矢量图。由图可见：高地建筑有地形优势，气流流通性较好，大部分区域风速均大于1m/s，且小于5m/s；距地1.5m高度处初始风速和最大风速分别为2.71m/s、2.65m/s，不存在风速放大现象；高地区域建筑满足重庆市《绿色建筑评价标准》DBJ/ T50-066-2009第4.1.15条针对居住建筑的过渡季节室外风环境的要求。本项目方案前期考虑过渡季节通风，将高层建筑迎风错位布置，不仅有利于建筑室外通风，且为建筑室内通风创造了良好的条件，可通过下文分析风环境相对较差的下风向高层建筑6#典型楼层平面的室内通风情况得到验证。但是值得注意的是，高层建筑背风面往往存在较大的风影区，此处风速很低且存在涡旋，不宜布置建筑。

图9为过渡季节主导风向NWN、平均风速条件下万科城项目建筑周边高地距地1.5 m高度处空气龄云图。由图可见：除了场地气流下风向空气龄较高，最高为2500s，其余大部分区域的空气龄均小于1500s，利于场地内气流流通和污染物扩散。

2.2 室内自然通风

基于重庆万科城项目过渡季节主导风向NWN、平均风速下室外自然通风模拟结果，选取高地区域风环境相对较差的下风向高层建筑6#，模拟分析其典型楼层平面室内流动状况，得到室内距楼板1.5m平面风速和空气龄分布情况。

图10为过渡季节主导风向NWN、平均风速条件下重庆万科城项目典型楼层平面室内距地板1.5m高度平面风速云图。由图可见：主要功能房间的风速为0.1～0.5m/s，且无局部涡流，具有一定的穿堂风效果。

图11分别为过渡季节主导风向NWN、平均风速条件下重庆万科城项目典型楼层平面室内距地板1.5m高度平面空气龄云图。由图可见：主要功能房间的空气龄均在700s以下，换气次数不低于5次，满足重庆市《绿色建筑评价标准》DBJ/T50-066-2009中主要功能房间的换气次数不小于2次的要求。

3 结论

本文基于重庆万科城项目，针对重庆山地城市建筑自然通风设计进行了一定程度上探讨，总结如下：

（1）针对洼地区域，应尽量采取导风措施将自然风引入场地；对于条形建筑，其迎风面与主导风向宜成30°～60°，不仅利于风流入室内，且利于风流入整块场地。此外，洼地流速本来较小，洼地建筑宜采取行列式布置，尽量避免错列式布置，以减少流动阻力。

图7 高地室外风速云图

图8 高地室外风速矢量图

图9 高地室外空气龄云图

图10 典型楼层室内风速云图

图11 典型楼层室内空气龄云图

（2）针对高地区域，宜迎风错列布置，使建筑迎风面尽可能大，尽量避免在高层建筑背风风影区布置建筑。

（3）重庆万科城项目虽然满足《绿色建筑评价标准》DBJ/ T50-066-2009中建筑自然通风的要求，但仍存在可以优化的地方，建筑师宜在方案阶段引入CFD流体分析手段优化建筑自然通风设计。

（4）建筑规划设计阶段，基于数字化计算机模拟分析，有利于建筑方案比较和优化，是实现绿色建筑设计的重要手段，应得到推广。

[1]G.Z.布朗，马克·德凯.太阳辐射.风.自然风[M].常志刚，刘毅军，朱宏涛，等译.北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]罗伯特.莱希纳.建筑师技术设计指南[M].张利，周玉鹏，汤羽扬,等译.北京：中国建筑工业出版社，2004.

[3]中国气象局气象信息中心气象资料室，清华大学建筑技术科学系.中国建筑热环境分析专用气象数据集[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[4]王福军.计算流体动力学分析[M].北京：清华大学出版社，2004.

[5]JGJ/T 229-2010民用建筑绿色设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

Natural Ventilation Design of Green Building in Mountainous City

山地城市微气候复杂，建筑自然通风设计值得探究。该文基于绿色建筑重庆万科城项目，通过CFD模拟分析主导风向下室内外通风情况，总结得到山地城市建筑自然通风设计的几点规律，对设计师在建筑方案阶段考虑自然通风设计有一定指导作用。

山地城市；自然通风；绿色建筑；洼地；高地；过渡季主导风向；背风风影区；建筑迎风面

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

文灵红（1986-），女，重庆人，硕士，助理工程师，主要从事绿色建筑与建筑节能研究。

王永超（1965-），男，重庆人，本科，高级工程师，主要从事建筑设计。