李躍文 羅建方

云南能投藝科工程設(shè)計(jì)有限公司

0 引言

根據(jù)云南省地方標(biāo)準(zhǔn)《云南省民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DB53/T-39-2011，云南省行政區(qū)域約85%的地域?yàn)闇睾偷貐^(qū)。從多年工程設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)規(guī)范要求來看，民用建筑的通風(fēng)設(shè)計(jì)（自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)）是本省暖通專業(yè)的重要設(shè)計(jì)內(nèi)容之一，溫和地區(qū)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)指標(biāo)如表1，按表列溫和地區(qū)各區(qū)域按溫度區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)劃分為三個(gè)區(qū)域（即：溫和北區(qū)、溫和中區(qū)、溫和南區(qū)）。溫和地區(qū)氣候特點(diǎn)上有其共性，即全年氣候溫和，冬無嚴(yán)寒、夏無酷暑，但是各區(qū)之間又有較大差別，需要針對(duì)項(xiàng)目所在地仔細(xì)研究。

表1 云南省建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)指標(biāo)

文獻(xiàn)[1]提出的“溫和地區(qū)公共建筑通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“自然通風(fēng)（含被動(dòng)通風(fēng)）→局部機(jī)械通風(fēng)→全面機(jī)械通風(fēng)（含復(fù)合通風(fēng)）→局部（含分層）空調(diào)→集中空調(diào)→全新風(fēng)運(yùn)行”的技術(shù)路線”[1]是指導(dǎo)本區(qū)域民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的重要原則也是省內(nèi)暖通設(shè)計(jì)人員的共識(shí)。但是在溫和地區(qū)不同建筑熱工分區(qū)區(qū)域，特別是溫和中區(qū)及溫和南區(qū)夏季通風(fēng)系統(tǒng)如何設(shè)置或如何選擇系統(tǒng)方案是值得設(shè)計(jì)人員進(jìn)一步研究的課題。

1 模型及模擬結(jié)果簡(jiǎn)介

以某在建多層商場(chǎng)為例，項(xiàng)目按一般商店?duì)I業(yè)廳設(shè)計(jì)，單層建筑面積約1000 m2，共三層，層高4.2 m，南北向。

對(duì)于溫和地區(qū)商場(chǎng)建筑按《商店建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ48-2014要求：當(dāng)采用室外自然空氣冷卻時(shí)，營(yíng)業(yè)廳的溫度不應(yīng)高于32℃。

以溫和中區(qū)（昆明）及溫和南區(qū)（瀾滄）氣象資料為例，圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)按《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2015表3.3.1-6要求選取，人員密度、人員逐時(shí)在室率、電氣設(shè)備逐時(shí)使用率、照明開關(guān)時(shí)間按GB50189-2015附錄B選取，其他參數(shù)按表2設(shè)置輸入條件，分別采用鴻業(yè)《全年負(fù)荷計(jì)算及能耗分析軟件》V4.0，建科評(píng)[2015]002號(hào)對(duì)自然室內(nèi)溫度模擬計(jì)算。

表2 溫和中區(qū)（昆明）、溫和南區(qū)（瀾滄）計(jì)算輸入條件

圖1 溫和中區(qū)（昆明）自然室溫

圖2 溫和南區(qū)（瀾滄）自然室溫

自然室溫模擬計(jì)算結(jié)果（計(jì)算期以6月1日～9月30日），夏季典型日取夏至日（6月21日或22日），如圖1～2。

2 結(jié)果分析

1）按《商店建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ48-2014室內(nèi)溫度控制小于32 ℃為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)軟件生成的全年逐時(shí)自然室溫報(bào)表統(tǒng)計(jì)以昆明為代表的溫和中區(qū)各層中全年自然室溫超過32 ℃最大時(shí)數(shù)占全年計(jì)算時(shí)數(shù)（0∶00～24∶00，8760 h/年）0.43%，占全年商店工作時(shí)數(shù)（9∶00～21∶00，4380 h/年）小于 0.86%，在夏季 6 月 ～9月間各層自然室溫超標(biāo)最大時(shí)數(shù)約占夏季工作時(shí)數(shù)（9∶00～21∶00，1464 h/年）的 2.19%，各層超標(biāo)時(shí)數(shù)分別為 1F（13 h）、2F（25 h）、3F（32 h），且各層室內(nèi)自然溫度隨建筑高度呈上升趨勢(shì)，同時(shí)以頂層及次頂層室內(nèi)自然溫度超過控制標(biāo)準(zhǔn)為主，各層最高溫度分別為1F（32.66 ℃）、2F（33.29 ℃）、3F（33.34 ℃），室外逐時(shí)溫度極少超過26 ℃，全年僅84個(gè)時(shí)數(shù)，占全年計(jì)算時(shí)數(shù)（8760 h/年）的0.96%，說明對(duì)溫和中區(qū)地區(qū)商業(yè)建筑夏季極少有機(jī)械通風(fēng)需求，從提高室內(nèi)舒適度出發(fā)為保證室內(nèi)溫度不超標(biāo)宜在頂層及次頂層設(shè)置機(jī)械通風(fēng)設(shè)施。根據(jù)表1所列參數(shù)，溫和北區(qū)、寒冷地區(qū)也應(yīng)適用于此結(jié)論。

2）以瀾滄為代表的溫和南區(qū)各層中全年自然室溫超過 32 ℃最大時(shí)數(shù)占全年計(jì)算時(shí)點(diǎn)（0∶00～24∶00，8760 h/年）5.37% ，占全年商店工作時(shí)數(shù)（9∶00～21∶00，4380 h/年）小于 10.73%，在夏季 6 月 ～9月間各層自然室溫超標(biāo)最大時(shí)數(shù)約占夏季工作時(shí)數(shù)（9∶00～21∶00，1464 h/年）的 32.10%，各層超標(biāo)時(shí)數(shù)分別為 1F（272 h）、2F（426 h）、3F（470 h）,且各層室內(nèi)自然溫度隨建筑高度呈上升趨勢(shì)，同時(shí)各層室內(nèi)自然溫度均有超過控制標(biāo)準(zhǔn)的較大時(shí)數(shù)，各層最高溫度分別為1F（34.48 ℃）、2F（34.95 ℃）、3F（34.99 ℃），室外逐時(shí)溫度超過26 ℃全年有1287個(gè)時(shí)數(shù)，占全年計(jì)算時(shí)數(shù)（8760 h/年）的14.69%，說明對(duì)溫和南區(qū)地區(qū)商業(yè)建筑為保證室內(nèi)溫度不超標(biāo)各層均宜設(shè)置機(jī)械通風(fēng)設(shè)施或空調(diào)設(shè)施。根據(jù)表1所列參數(shù)，夏熱冬暖地區(qū)（夏季）、夏熱冬冷地區(qū)（夏季）也適用于此結(jié)論。

3）受專業(yè)軟件所提供氣象參數(shù)的覆蓋地域的限制，云南省溫和地區(qū)的各縣市氣象資料不完整，在目前狀況下，對(duì)沒有完整氣象資料的地區(qū)，僅能通過已有的縣市氣象資料進(jìn)行初略類比之后運(yùn)用，隨著軟件及氣象資料的逐步完善，可預(yù)期的將來應(yīng)可做到全省域完整覆蓋，使暖通專業(yè)設(shè)計(jì)人員能提供更具針對(duì)性的分析與設(shè)計(jì)。

4）對(duì)室內(nèi)溫度分布模擬、PMV分布模擬、空氣齡分布模擬、室內(nèi)風(fēng)速、風(fēng)壓模擬可通過“建筑風(fēng)環(huán)境模擬分析”軟件進(jìn)一步模擬分析得到，通過模擬結(jié)果，設(shè)計(jì)人員將可在室內(nèi)自然溫度模擬基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化室內(nèi)通風(fēng)空調(diào)設(shè)施的設(shè)計(jì)，限于篇幅，不在本文闡述。

3 結(jié)論

1）專業(yè)軟件的開發(fā)運(yùn)用給設(shè)計(jì)人員極大的助力，使設(shè)計(jì)人員直觀、清晰的得到設(shè)計(jì)人員關(guān)心的參數(shù)，并對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化使之更具針對(duì)性。云南省域區(qū)域氣候差別較大、立體氣候特征明顯，素有“一山有四季、十里不同天”的氣候特征描述，根據(jù)項(xiàng)目所在地氣象資料對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行必要分析、模擬對(duì)正確采取通風(fēng)空調(diào)策略更具必要性。在精細(xì)化、專業(yè)化設(shè)計(jì)要求越來越高的背景下，盡快掌握和熟練運(yùn)用成熟的專業(yè)軟件進(jìn)行必要的分析也是大勢(shì)所趨。

2）溫和地區(qū)商業(yè)建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)應(yīng)因地制宜、因時(shí)制宜地設(shè)置通風(fēng)或空調(diào)設(shè)施，通風(fēng)設(shè)施設(shè)計(jì)在條件許可時(shí)應(yīng)在全年室內(nèi)自然溫度模擬條件下進(jìn)行必要的預(yù)判，并據(jù)此結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較采取適宜的通風(fēng)策略，提高通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的針對(duì)性。不加區(qū)別的只關(guān)注到溫和地區(qū)氣候溫和的大概念而忽視溫和地區(qū)各區(qū)域氣象參數(shù)差異來進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計(jì)顯然已經(jīng)不合時(shí)宜。

3）在室內(nèi)自然室溫模擬的基礎(chǔ)上，按“自然通風(fēng)（含被動(dòng)通風(fēng)）→局部機(jī)械通風(fēng)→全面機(jī)械通風(fēng)（含復(fù)合通風(fēng)）→局部（含分層）空調(diào)→集中空調(diào)→全新風(fēng)運(yùn)行”的技術(shù)路線”合理選擇通風(fēng)系統(tǒng)。再以“建筑風(fēng)環(huán)境模擬分析”軟件模擬室內(nèi)溫度分布、PMV分布、空氣齡分布的基礎(chǔ)上優(yōu)化自然通風(fēng)口設(shè)置或機(jī)械通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的氣流組織。

4 結(jié)語

從全國(guó)范圍看，溫和地區(qū)地域面積對(duì)全國(guó)而言較小，但云南省省域85%以上區(qū)域?qū)儆跍睾偷貐^(qū)，如何利用好本省溫和地區(qū)的氣候資源，發(fā)揮本地區(qū)暖通設(shè)計(jì)人員的主觀能動(dòng)性，在綠色環(huán)保的國(guó)家政策指引下因地制宜地積極探索溫和地區(qū)的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)思路、系統(tǒng)構(gòu)建方法使之區(qū)別于其他氣候分區(qū)的常規(guī)設(shè)計(jì)思路和方法對(duì)本地區(qū)而言更具有意義，也更能凸顯暖通專業(yè)設(shè)計(jì)的地域差別，同時(shí)提高本地區(qū)暖通專業(yè)設(shè)計(jì)的能力與水平。

云南省民用建筑能耗總體處于較低水平，但這種建筑低能耗在對(duì)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)展地區(qū)建筑暖通空調(diào)設(shè)施設(shè)置上通常表現(xiàn)為忽略舒適度要求或者忍受低舒適度，如何平衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與不斷增長(zhǎng)的改善舒適度需求就需要暖通專業(yè)人員采用新方法、新技術(shù)參與設(shè)計(jì)的全過程，結(jié)合本地區(qū)氣候特點(diǎn)有針對(duì)性地設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)。