排风管道

CFD辅助建筑能效设计

适应风环境的建筑设计的一个重要目标就是在满足功能要求的前提下，降低冬季采暖和夏季空调能耗。排风管道在建筑群体布局中，如果能在CFD软件计算优化比较的基础上，利用建筑布局、朝向、体型、开窗等因素减少季节盛行风对建筑能耗的不利影响，就达到了节约能源，提高建筑能效的目的。

例如，哈尔滨市某商业综合中心方案设计(见图2.16)，设计初期就用CFD软件对多种方案进行比较分析。哈尔滨地处严寒地区，该方案的设计理念是在满足基本功能的前提下，考虑当地气候条件和商业文化特点，尽量减少冬季寒风对建筑外墙的风压力，在建筑设计概念方案初期，就开展了多种方案的风环境比较研究，在设计方法上可以算作“试错法”(见图2.17)。

在此基础上，采用了参数化表皮设计的方法，根据气象资料，通过CFD软件计算出的冬季最大风压图，并作为干扰因子赋予三栋高层建筑的外表皮，达到开窗面积尺寸与风压成反比，这样既增加了个性和现代感，又符合节能逻辑。

但这样设计造成立面开窗形态不规则，施工复杂，浪费材料，有违绿色建筑宗旨。为了减少建筑的复杂性，实现一定程度的标准化和模数化，排风管道各建筑立面采用了“像素化”处理，即用模数化的直线来表达曲线形态(见图2.18)这个设计案例从很多方面看还有不少缺陷，但所展示的建筑能效设计思想和对风环境的优化设计方法，还是值得建筑师们思考和深化研究的。

图2.18风环境优化的“像素化”表皮

(设计/制图：晁军，徐松月，王雨等)