劉百韜

（中國市政工程華北設(shè)計研究院有限公司 天津 300074）

前言

目前，在綠色建筑設(shè)計與評價中，計算機模擬技術(shù)已經(jīng)成為強制性內(nèi)容。雖然經(jīng)過了近些年的發(fā)展，但是綠色建筑計算機模擬分析技術(shù)依然很不成熟，與西方發(fā)達國家相比，存在著較大的差距和問題，不同科研設(shè)計單位選擇的也是差異化的模擬方法和方案，這樣綠色建筑的設(shè)計效率就會得到降低。

1 綠色建筑設(shè)計的原則和內(nèi)容

能源資源日趨緊張和環(huán)境問題的日益嚴重，促使人們開始重視綠色建筑的設(shè)計。具體來講，需要充分結(jié)合建筑工程本身情況和復(fù)雜的周圍環(huán)境，來進行綠色建筑設(shè)計。因為綠色建筑設(shè)計需要綜合考慮各個方面的因素，比如光環(huán)境、風(fēng)環(huán)境等，那么為了更加科學(xué)合理的進行設(shè)計，就可以將先進的計算機性能模擬技術(shù)應(yīng)用進來，以此來計算那些復(fù)雜的數(shù)據(jù)，并且進行實時的動態(tài)模擬。在進行綠色建筑設(shè)計的過程中，需要不斷的反饋信息，有著大量循環(huán)的過程，在設(shè)計的各個階段，都需要結(jié)合于建筑性能的模擬來進行。在綠色建筑設(shè)計的方案階段，就需要將先進的計算機模擬分析技術(shù)應(yīng)用進來，以此來對建筑環(huán)境性能信息進行直觀和準確的反饋，對方案設(shè)計進行有效的指導(dǎo)，從而更好的進行綠色建筑設(shè)計。

2 綠色建筑設(shè)計對建筑師提出了更高的要求

隨著時代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷革新，特別是電子計算機的逐漸普及，先進的計算機技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)之中，在綠色建筑設(shè)計中應(yīng)用計算機模擬分析技術(shù)，可以讓綠色建筑設(shè)計更加的科學(xué)和合理。那么對于建筑師來講，是一個巨大的挑戰(zhàn)，對建筑師提出了更高的要求。建筑師需要不斷的努力和學(xué)習(xí)，總結(jié)工作經(jīng)驗，積極應(yīng)用先進的技術(shù)，將自身的創(chuàng)造力有機的結(jié)合起這些先進的技術(shù)工具，提高建筑產(chǎn)品的質(zhì)量。同時，相關(guān)的工作人員還需要大力研究，對建筑性能模擬工具進行創(chuàng)新和開發(fā)，使其符合我國的基本國情，符合建筑師的使用習(xí)慣。

3 設(shè)計優(yōu)化方法

綠色建筑計算計算機模擬技術(shù)服務(wù)于綠色建筑的設(shè)計優(yōu)化工作，經(jīng)過計算機處理之后，需要人工處理這些模擬結(jié)果，綜合對比各方面的因素，選出最為合適的綠色建筑方案。在設(shè)計的過程中，除了要考慮建筑形態(tài)以及朝向等因素之外，還需要將聲環(huán)境、光環(huán)境以及風(fēng)環(huán)境等充分納入考慮范圍。具體來講，需要從這些方面來努力：

（1）朝向優(yōu)化：綠色建筑的朝向需要充分結(jié)合當?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向和周圍道路等因素來進行，還需要依據(jù)房間內(nèi)部的使用要求，同時將太陽日照和輻射充分納入考慮范圍，我國因為南風(fēng)、偏南風(fēng)以及東南風(fēng)是大部分地區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向，那么為了保證房間的自然通風(fēng)，就需要盡量與本地區(qū)夏季的主導(dǎo)風(fēng)向垂直設(shè)置建筑的縱軸。一般將正南方或者偏南風(fēng)向作為建筑的主要朝向，這是從日照的角度上考慮的；并且通過實踐研究表明，通過朝向優(yōu)化，還可以提高房間的自然采光程度，對于舒適度的提高很有幫助，節(jié)能要求也可以實現(xiàn)。

（2）建筑群布局優(yōu)化：在不同的氣候區(qū)域內(nèi)，需要選擇不同的建筑布局。通過模擬分析不同建筑布局的風(fēng)環(huán)境，發(fā)現(xiàn)建筑布局容易影響到綠色建筑的風(fēng)環(huán)境特性，因此，不同季風(fēng)區(qū)的建筑在對布局進行選擇時，需要充分結(jié)合自身特點來進行。如果建筑所處的地區(qū)比較的嚴寒，有較大季風(fēng)，那么最為重要的一個問題就是防風(fēng)，通過合理布局，來對風(fēng)的阻礙進行加大，對建筑內(nèi)部風(fēng)速進行降低，因此，一般將錯列式或周邊式布局應(yīng)用在嚴寒地區(qū)。如果采用的是錯列式布局，那么為了獲得更好的正面風(fēng)阻擋效果，最好采用東西錯列布局。而要想更好的阻擋側(cè)面風(fēng)，就可以采用南北錯列的方式。如果建筑所在地區(qū)夏季較熱，冬季較為溫暖，那么需要重點考慮的就是如何對夏季的自然通風(fēng)進行強化，這樣在夏季的時候，地面熱量就可以通過大自然的風(fēng)來帶走，而室內(nèi)熱量則可以利用穿堂的風(fēng)來帶走，因此，對于這樣的建筑群，內(nèi)部通透是必須要保持的，保證前后的風(fēng)壓是不同的，有著較大的差距。如果是正面夏季風(fēng)，那么為了更好的引風(fēng)，就可以采用自由式和斜列式，南北錯列式也是不錯的選擇；而如果夏季風(fēng)是側(cè)面吹來的，在建筑布局的時候，就可以選擇東西錯列式。如果建筑所處的地區(qū)是溫和季風(fēng)區(qū)，那么冬季就不需要進行防風(fēng)工作，夏季只要可以保證有適當?shù)耐L(fēng)。那么在建筑布局的時候，就可以采用斜列式以及點狀自由式，這兩種布局方式在通風(fēng)能力以及形成穿堂風(fēng)能力方面都比較的強。

（3）要考慮外界因素對設(shè)計的影響：在綠色建筑設(shè)計中采用計算機模擬分析技術(shù)，還需要考慮其他的一些外界因素，主要包括這些方面的內(nèi)容，在風(fēng)因素方面，要知道，主導(dǎo)風(fēng)向會對建筑產(chǎn)生很大的影響，不僅會對夏季建筑室內(nèi)的自然通風(fēng)產(chǎn)生影響，還會對冬季建筑室內(nèi)采暖損耗產(chǎn)生影響，那么就需要充分結(jié)合主導(dǎo)風(fēng)向來考慮建筑朝向的選擇。要想對夏季建筑室內(nèi)穿堂風(fēng)進行強化，就可以將建筑物迎風(fēng)面面積適當?shù)脑龃?，這樣自然通風(fēng)動力才可以得到提高，同時，還需要嚴格控制建筑物朝向和夏季主導(dǎo)風(fēng)向的夾角，保證其在45℃以內(nèi)。而要想對冬季的采暖熱損耗進行降低，在對建筑朝向進行選擇時，冬季主導(dǎo)風(fēng)向是必須要避開的。在光因素方面：建筑物獲取自然光的照射量，會在很大程度上受到選取的朝向的影響，要想最大限度的擴大日光照射量，在規(guī)劃設(shè)計階段就需要從這些方面來努力，南向日照最大化，在夏季的時候，最理想的立面就是南面，難面具備的太陽能是最多的，具備的日光照射是最大的；如果自然光只可以照射到建筑的一面，那么南部的照射要求是最先得到滿足的。對北向的采光進行優(yōu)化，雖然在白天時候，只有很少的太陽光會照射到建筑北面，但是可以對天窗的光進行漫反射。對東西向的光照進行最小化，因為建筑東西立面只有很低的日照入射角度，那么就難以有效的控制射過來的光照。并且這些方位的光照量都是半天的，這樣日光就有著較高的變化性。雖然在冬天的時候，西立面會將額外的太陽能采暖提供出來，這種采暖是被動式的，并且到了夏天的時候，會侵襲過來大熱量，人們還會出現(xiàn)眩光問題。

在聲因素方面，交通噪聲是城市噪聲的主要來源，那么位于街道兩側(cè)的建筑，如果旁邊有較大的噪聲污染，要將降低噪聲，就可以對建筑物的形體進行改變。在空氣繞流的影響下，建筑背風(fēng)面只有很小的風(fēng)俗，并且均勻分布，空氣繞流風(fēng)通常不會在過大程度上影響到人在背風(fēng)區(qū)域的各種活動。雖然迎風(fēng)面也是均勻分布著高風(fēng)壓，并且較高，但是有著較小的區(qū)域，這樣為了對建筑外門窗的冷風(fēng)滲透量進行減少，就可以保證建筑前后的風(fēng)壓差維持在一個合理水平。

4 結(jié)語

通過上文的敘述分析我們可以得知，綠色建筑設(shè)計并不是一項簡單的工作，它需要綜合考慮各個方面的因素，比如光因素、聲因素以及風(fēng)因素等，結(jié)合當?shù)氐木唧w情況，來對建筑朝向以及布局等進行優(yōu)化，選擇最符合當?shù)厍闆r的設(shè)計方案，將環(huán)保節(jié)能的要求充分體現(xiàn)出來，提高人們的居住舒適度。

[1]張津奕，劉軍，劉祖玲，曹宇．綠色建筑的探究與實踐——天津市建筑設(shè)計院科技檔案樓設(shè)計．建筑學(xué)報，2011（3）：99～102.

[2]丁 勇．英國綠色建筑見聞[J].照明工程學(xué)報，2007（4）：105～108.

[3]周志宇，金虹，康?。煌ㄔ肼曈绊懴碌难亟纸ㄖ螒B(tài)模擬與優(yōu)化設(shè)計研究[J]．建筑科學(xué)，2011（10）：30～35.