达成“绿色建筑评价标准”的快速指南——CFD仿真技术帮你建造“会呼吸的房子”

两会后，”绿色发展“的理念再一次被提上日程，发展绿色建筑成为生态文明建设实施的主要途径。

我国绿色建筑设计标准涉及许多项目，例如结构、暖通、电气、给排水、场地等。在绿色建筑构建全过程中，我们可以利用仿真技术对建筑设计、建筑性能等多个参数进行模拟计算，以达到绿色建筑标准要求。

建筑室外风环境模拟

室外风环境是绿色建筑的重要研究内容之一，良好的建筑室外风场不仅可以营造安全、舒适的建筑风环境，还利于污染物的疏散和排放，避免二次风的出现。

例如清华大学示范性超低能耗建筑的设计，工程师们根据北京地区的气候特点，春秋两季可通过大换气量的自然通风来带走余热，保证室内较为舒适的热环境，缩短空调系统运行时间。

实体图和自然通风设计图

利用周围环境自然通风

借助 CFD 的帮助，能够在建筑设计中提供一种基于气候的思维方法，对建筑进行客观分析与效果预测，针对特定的建筑风环境条件下建筑场地、技术和形态布局的分析，以达到绿色建筑的标准。

室内通风环境分析

绿色建筑同样强调室内通风环境的重要性，主要思想是在内外部环境之间争取一个平衡的关系。在节能设计中，可以利用CFD技术模拟建筑室内通风、温度等指标，从而用最低能耗满足人们所需的舒适空间。

已经达到了国家绿色建筑评价标准三星级和美国LEED金级的深圳建科大楼一个典型的室内通风设计案例。大楼地处深圳，工程师们结合深圳气候和对建筑场地的自然通风环境的研究，进行通风模拟，分析“吕”字形建筑空间布局的自然通风设计。

大楼通风模拟图

建筑室外压力场在建筑迎背风面形成了4个不同的通风区域， “最高压力区”与“次低压力区”，“次高压力区”与“最低压力区”两两对应，这为室内自然通风创造了良好条件。

暖通系统设计

暖通系统设计在绿色建筑标准中涉及的条目最多，良好的暖通设计能够给人带来良好的建筑环境，节能减排，是实现可持续发展绿色环境战略的重要举措。

世博轴的“阳光谷”便是利用了出色的暖通系统设计，展现了室内冬暖夏凉的宜人特点。设计师巧妙利用这个底板铺设的700公里长的管道，形成地源热泵，引入黄浦江水作冷热源。地源热泵是一种利用地下浅层地热资源，既可供热又可制冷的高效节能空调系统。

世博轴

通过分析得到以下热泵机组的性能图。

制冷工况（图左）；制热工况（图右）。

与普通的冷热源系统相比，2010年统计可得全年节电408.6万瓦，年减碳量5629吨。

结语

CFD技术在建筑行业的应用已经也有多年的时间，根据2015年国家实施的《绿色建筑评价标准》中，也将CFD技术列入了标准之内，足以体现仿真技术在建筑设计中的重要性。人们逐渐加强对CFD的认识，积极开展绿色建筑研究，才能让 CFD 在建筑室外风场研究领域发挥尽可能大的作用，为绿色可持续发展做出更大的贡献。