云南溫和地區商場夏季通風方式淺析

李躍文 羅建方

云南能投藝科工程設計有限公司

0 引言

根據云南省地方標準《云南省民用建筑節能設計標準》DB53/T-39-2011，云南省行政區域約85%的地域為溫和地區。從多年工程設計實踐經驗及相關規范要求來看，民用建筑的通風設計（自然通風、機械通風）是本省暖通專業的重要設計內容之一，溫和地區建筑熱工設計分區指標如表1，按表列溫和地區各區域按溫度區分標準劃分為三個區域（即：溫和北區、溫和中區、溫和南區）。溫和地區氣候特點上有其共性，即全年氣候溫和，冬無嚴寒、夏無酷暑，但是各區之間又有較大差別，需要針對項目所在地仔細研究。

表1 云南省建筑熱工設計分區指標

文獻[1]提出的“溫和地區公共建筑通風空調設計應遵循“自然通風（含被動通風）→局部機械通風→全面機械通風（含復合通風）→局部（含分層）空調→集中空調→全新風運行”的技術路線”[1]是指導本區域民用建筑暖通空調設計的重要原則也是省內暖通設計人員的共識。但是在溫和地區不同建筑熱工分區區域，特別是溫和中區及溫和南區夏季通風系統如何設置或如何選擇系統方案是值得設計人員進一步研究的課題。

1 模型及模擬結果簡介

以某在建多層商場為例，項目按一般商店營業廳設計，單層建筑面積約1000 m2，共三層，層高4.2 m，南北向。

對于溫和地區商場建筑按《商店建筑設計規范》JGJ48-2014要求：當采用室外自然空氣冷卻時，營業廳的溫度不應高于32℃。

以溫和中區（昆明）及溫和南區（瀾滄）氣象資料為例，圍護結構熱工參數按《公共建筑節能設計標準》GB50189-2015表3.3.1-6要求選取，人員密度、人員逐時在室率、電氣設備逐時使用率、照明開關時間按GB50189-2015附錄B選取，其他參數按表2設置輸入條件，分別采用鴻業《全年負荷計算及能耗分析軟件》V4.0，建科評[2015]002號對自然室內溫度模擬計算。

表2 溫和中區（昆明）、溫和南區（瀾滄）計算輸入條件

圖1 溫和中區（昆明）自然室溫

圖2 溫和南區（瀾滄）自然室溫

自然室溫模擬計算結果（計算期以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 結果分析

1）按《商店建筑設計規范》JGJ48-2014室內溫度控制小于32 ℃為標準，根據軟件生成的全年逐時自然室溫報表統計以昆明為代表的溫和中區各層中全年自然室溫超過32 ℃最大時數占全年計算時數（0∶00～24∶00，8760 h/年）0.43%，占全年商店工作時數（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最大時數約占夏季工作時數（9∶00～21∶00，1464 h/年）的 2.19%，各層超標時數分別為 1F（13 h）、2F（25 h）、3F（32 h），且各層室內自然溫度隨建筑高度呈上升趨勢，同時以頂層及次頂層室內自然溫度超過控制標準為主，各層最高溫度分別為1F（32.66 ℃）、2F（33.29 ℃）、3F（33.34 ℃），室外逐時溫度極少超過26 ℃，全年僅84個時數，占全年計算時數（8760 h/年）的0.96%，說明對溫和中區地區商業建筑夏季極少有機械通風需求，從提高室內舒適度出發為保證室內溫度不超標宜在頂層及次頂層設置機械通風設施。根據表1所列參數，溫和北區、寒冷地區也應適用于此結論。

2）以瀾滄為代表的溫和南區各層中全年自然室溫超過 32 ℃最大時數占全年計算時點（0∶00～24∶00，8760 h/年）5.37% ，占全年商店工作時數（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最大時數約占夏季工作時數（9∶00～21∶00，1464 h/年）的 32.10%，各層超標時數分別為 1F（272 h）、2F（426 h）、3F（470 h）,且各層室內自然溫度隨建筑高度呈上升趨勢，同時各層室內自然溫度均有超過控制標準的較大時數，各層最高溫度分別為1F（34.48 ℃）、2F（34.95 ℃）、3F（34.99 ℃），室外逐時溫度超過26 ℃全年有1287個時數，占全年計算時數（8760 h/年）的14.69%，說明對溫和南區地區商業建筑為保證室內溫度不超標各層均宜設置機械通風設施或空調設施。根據表1所列參數，夏熱冬暖地區（夏季）、夏熱冬冷地區（夏季）也適用于此結論。

3）受專業軟件所提供氣象參數的覆蓋地域的限制，云南省溫和地區的各縣市氣象資料不完整，在目前狀況下，對沒有完整氣象資料的地區，僅能通過已有的縣市氣象資料進行初略類比之后運用，隨著軟件及氣象資料的逐步完善，可預期的將來應可做到全省域完整覆蓋，使暖通專業設計人員能提供更具針對性的分析與設計。

4）對室內溫度分布模擬、PMV分布模擬、空氣齡分布模擬、室內風速、風壓模擬可通過“建筑風環境模擬分析”軟件進一步模擬分析得到，通過模擬結果，設計人員將可在室內自然溫度模擬基礎上進一步優化室內通風空調設施的設計，限于篇幅，不在本文闡述。

3 結論

1）專業軟件的開發運用給設計人員極大的助力，使設計人員直觀、清晰的得到設計人員關心的參數，并對暖通空調設計進行優化使之更具針對性。云南省域區域氣候差別較大、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，根據項目所在地氣象資料對項目進行必要分析、模擬對正確采取通風空調策略更具必要性。在精細化、專業化設計要求越來越高的背景下，盡快掌握和熟練運用成熟的專業軟件進行必要的分析也是大勢所趨。

2）溫和地區商業建筑通風設計應因地制宜、因時制宜地設置通風或空調設施，通風設施設計在條件許可時應在全年室內自然溫度模擬條件下進行必要的預判，并據此結合技術經濟比較采取適宜的通風策略，提高通風系統設計的針對性。不加區別的只關注到溫和地區氣候溫和的大概念而忽視溫和地區各區域氣象參數差異來進行暖通空調設計顯然已經不合時宜。

3）在室內自然室溫模擬的基礎上，按“自然通風（含被動通風）→局部機械通風→全面機械通風（含復合通風）→局部（含分層）空調→集中空調→全新風運行”的技術路線”合理選擇通風系統。再以“建筑風環境模擬分析”軟件模擬室內溫度分布、PMV分布、空氣齡分布的基礎上優化自然通風口設置或機械通風空調系統的氣流組織。

4 結語

從全國范圍看，溫和地區地域面積對全國而言較小，但云南省省域85%以上區域屬于溫和地區，如何利用好本省溫和地區的氣候資源，發揮本地區暖通設計人員的主觀能動性，在綠色環保的國家政策指引下因地制宜地積極探索溫和地區的暖通空調設計思路、系統構建方法使之區別于其他氣候分區的常規設計思路和方法對本地區而言更具有意義，也更能凸顯暖通專業設計的地域差別，同時提高本地區暖通專業設計的能力與水平。

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經濟欠發展地區建筑暖通空調設施設置上通常表現為忽略舒適度要求或者忍受低舒適度，如何平衡經濟發展水平與不斷增長的改善舒適度需求就需要暖通專業人員采用新方法、新技術參與設計的全過程，結合本地區氣候特點有針對性地設計暖通空調系統。