山地城市綠色建筑自然通風設計探討
——基于重慶首批綠色建筑住宅項目重慶萬科城自然通風分析

文靈紅，王永超

（CMCU·中聯建筑，重慶400039）

山地城市綠色建筑自然通風設計探討
——基于重慶首批綠色建筑住宅項目重慶萬科城自然通風分析

文靈紅，王永超

（CMCU·中聯建筑，重慶400039）

重慶全年濕度大，夏季高溫高濕，過渡季節通風要求高。據統計，重慶地區熱舒適的時間為全年時間的2.2%，達到191h；通過自然通風可以達到舒適的時間為全年的8.2%，占到722h，充分考慮建筑自然通風是實現綠色設計的重要手段[1]。此外，重慶為典型的山地城市，局地小氣候明顯，建筑自然通風有其自身的特點[2]。目前，大多數綠色建筑自然通風設計研究未考慮或弱化了地形高差的影響，本文基于已經通過綠色建筑認證的重慶萬科城項目，針對洼地和高地建筑室外通風設計進行了一定程度的探討，總結得到山地城市綠色建筑自然通風設計的幾點規律。

1 重慶萬科城項目概況

重慶萬科城1～4期項目位于重慶市北部新區高新園人和組團，為高品質住宅小區，由高層住宅、多層疊拼、洋房及其配套的商業、車庫等組成。其中，1期和3期處于高地，為高層住宅及配套商業；2期處于洼地，為多層疊拼和洋房；4期處于高地，為多層聯排別墅。其中高地與洼地的平均高差約為45m，項目平面圖和三維模型分別如圖1和圖2所示。高層住宅部分典型樓層平面如圖3所示。

圖1 重慶萬科城項目總平面圖

圖2 重慶萬科城項目三維模型圖

2 自然通風模擬

圖3 高層住宅典型樓層平面

2.1 室外自然通風

根據典型氣象年的氣象參數[3]統計得到重慶地區過渡季節主導風向及其平均風速。采用CFD軟件[4]模擬過渡季主導風向平均風速下建筑周邊流場分布狀況，得到洼地和高地距地1.5m高處風速和空氣齡分布情況。

2.1.1 洼地

圖4和圖5分別為過渡季節主導風向NWN、平均風速2.0m/s條件下萬科城項目建筑周邊洼地距地1.5 m高度處風速云圖和風速矢量圖，等值線間距約為0.18m/s。由圖可見：洼地建筑受地形限制，流入場地的氣流受限，大部分區域風速均小于1m/s；距地1.5m高度處初始風速和最大風速分別為1.32m/s、1.87m/s，風速放大系數為1.42，小于2；洼地區域建筑滿足重慶市《綠色建筑評價標準》DBJ/T50-066-2009第 4.1.15條針對居住建筑的過渡季節室外風環境的要求。但值得注意的是，過渡季節主導風由西北向流入洼地，建筑迎風面與主導風向約成45°，滿足建筑朝向與通風季節主導風向宜控制在30°～60°[5]的要求，利于氣流流入整片洼地。但較洼地行列式布置的建筑區域，洼地錯列式布置的建筑在一定程度上阻擋了原本低速流動的氣流，流速有較為明顯的降低，流速均低于0.4m/s，不利于該區域以及其后排建筑的自然通風。

圖6為過渡季節主導風向NWN，平均風速2.0m/s條件下，萬科城項目建筑周邊洼地距地1.5 m高度處空氣齡云圖。由圖可見：洼地內空氣齡分布差異明顯，大致范圍為800～2500s。值得注意的是，較建筑行列式布置的外區，洼地內區和錯列式布置的建筑區域空氣齡明顯增大，不利于該區域污染物消散。

圖4 洼地室外風速云圖

圖5 洼地室外風速矢量圖

圖6 洼地室外空氣齡云圖

2.1.2 高地

圖7和圖8分別為過渡季節主導風向NWN、平均風速2.0m/ s條件下萬科城項目建筑周邊高地距地1.5 m高度處風速云圖和風速矢量圖。由圖可見：高地建筑有地形優勢，氣流流通性較好，大部分區域風速均大于1m/s，且小于5m/s；距地1.5m高度處初始風速和最大風速分別為2.71m/s、2.65m/s，不存在風速放大現象；高地區域建筑滿足重慶市《綠色建筑評價標準》DBJ/ T50-066-2009第4.1.15條針對居住建筑的過渡季節室外風環境的要求。本項目方案前期考慮過渡季節通風，將高層建筑迎風錯位布置，不僅有利于建筑室外通風，且為建筑室內通風創造了良好的條件，可通過下文分析風環境相對較差的下風向高層建筑6#典型樓層平面的室內通風情況得到驗證。但是值得注意的是，高層建筑背風面往往存在較大的風影區，此處風速很低且存在渦旋，不宜布置建筑。

圖9為過渡季節主導風向NWN、平均風速條件下萬科城項目建筑周邊高地距地1.5 m高度處空氣齡云圖。由圖可見：除了場地氣流下風向空氣齡較高，最高為2500s，其余大部分區域的空氣齡均小于1500s，利于場地內氣流流通和污染物擴散。

2.2 室內自然通風

基于重慶萬科城項目過渡季節主導風向NWN、平均風速下室外自然通風模擬結果，選取高地區域風環境相對較差的下風向高層建筑6#，模擬分析其典型樓層平面室內流動狀況，得到室內距樓板1.5m平面風速和空氣齡分布情況。

圖10為過渡季節主導風向NWN、平均風速條件下重慶萬科城項目典型樓層平面室內距地板1.5m高度平面風速云圖。由圖可見：主要功能房間的風速為0.1～0.5m/s，且無局部渦流，具有一定的穿堂風效果。

圖11分別為過渡季節主導風向NWN、平均風速條件下重慶萬科城項目典型樓層平面室內距地板1.5m高度平面空氣齡云圖。由圖可見：主要功能房間的空氣齡均在700s以下，換氣次數不低于5次，滿足重慶市《綠色建筑評價標準》DBJ/T50-066-2009中主要功能房間的換氣次數不小于2次的要求。

3 結論

本文基于重慶萬科城項目，針對重慶山地城市建筑自然通風設計進行了一定程度上探討，總結如下：

（1）針對洼地區域，應盡量采取導風措施將自然風引入場地；對于條形建筑，其迎風面與主導風向宜成30°～60°，不僅利于風流入室內，且利于風流入整塊場地。此外，洼地流速本來較小，洼地建筑宜采取行列式布置，盡量避免錯列式布置，以減少流動阻力。

圖7 高地室外風速云圖

圖8 高地室外風速矢量圖

圖9 高地室外空氣齡云圖

圖10 典型樓層室內風速云圖

圖11 典型樓層室內空氣齡云圖

（2）針對高地區域，宜迎風錯列布置，使建筑迎風面盡可能大，盡量避免在高層建筑背風風影區布置建筑。

（3）重慶萬科城項目雖然滿足《綠色建筑評價標準》DBJ/ T50-066-2009中建筑自然通風的要求，但仍存在可以優化的地方，建筑師宜在方案階段引入CFD流體分析手段優化建筑自然通風設計。

（4）建筑規劃設計階段，基于數字化計算機模擬分析，有利于建筑方案比較和優化，是實現綠色建筑設計的重要手段，應得到推廣。

[1]G.Z.布朗，馬克·德凱.太陽輻射.風.自然風[M].常志剛，劉毅軍，朱宏濤，等譯.北京：中國建筑工業出版社，2008.

[2]羅伯特.萊希納.建筑師技術設計指南[M].張利，周玉鵬，湯羽揚,等譯.北京：中國建筑工業出版社，2004.

[3]中國氣象局氣象信息中心氣象資料室，清華大學建筑技術科學系.中國建筑熱環境分析專用氣象數據集[M].北京：中國建筑工業出版社，2005.

[4]王福軍.計算流體動力學分析[M].北京：清華大學出版社，2004.

[5]JGJ/T 229-2010民用建筑綠色設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2010.

Natural Ventilation Design of Green Building in Mountainous City

山地城市微氣候復雜，建筑自然通風設計值得探究。該文基于綠色建筑重慶萬科城項目，通過CFD模擬分析主導風向下室內外通風情況，總結得到山地城市建筑自然通風設計的幾點規律，對設計師在建筑方案階段考慮自然通風設計有一定指導作用。

山地城市；自然通風；綠色建筑；洼地；高地；過渡季主導風向；背風風影區；建筑迎風面

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

文靈紅（1986-），女，重慶人，碩士，助理工程師，主要從事綠色建筑與建筑節能研究。

王永超（1965-），男，重慶人，本科，高級工程師，主要從事建筑設計。