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摘要:以計算機數值模擬為主要技術手段對杭州某工業廠房改造項目的自然通風進行了研究，對廠房室內自然通風的初始狀況與不同的優化設計方案分別進行了數值模擬，并以風速為主要指標進行了比對分析，研究結果表明，優化后的設計方案與初始狀況相比，風速有了較大提高，部分區域的風速從0．2m/s提高到了0．5m/s～1m/s。
關鍵詞:舊工業建筑，自然通風，數值模擬
0引言
近年來我國的城市化進程的速度逐步加快，城市產業結構也隨之發生變化，傳統工業已經向著集約型、現代化工業進行轉化，大量的廠房因為產業結構重組、城市功能變革而暫時閑置，從而產生了巨大的改造需求。隨著綠色建筑理念的普及，舊工業建筑的改造中也大量采用綠色建筑的理念。自然通風作為綠色建筑中一個十分重要的技術手段，也日益受到建筑師的重視并盡可能在改造中加以利用。本文以杭州某鋼鐵工業舊建筑為研究對象，利用英國的建筑性能集成化模擬軟件(IntegratedEnvironmentalSolutions，簡稱IES)對改造方案中的建筑自然通風性能進行分析與優化，并通過對模擬數據的分析，提出了優化的自然通風設計方案。
1項目概況
該廠房位于杭州郊區，原始功能鋼鐵工業車間。企業轉型后暫時閑置。擬改造為創意產業辦公空間。該廠房的主體結構為鋼筋混凝土大跨結構，縱向長168m，橫向寬68m，分為三跨，北側跨度為18m，南側兩跨均為24m。廠房外圍護結構為240厚的紅磚墻，屋頂坡度為5%，屋面為預制混凝土板(見圖1)。原始的改造設計方案中，主體廠房露天部分保留作為路演空間，北側兩跨被一分為二，主入口為展示功能，北側為小企業的辦公室，共三層，層高3．6m，廠房東側后半區域作為創意辦公、交流空間共三層層高3．6m。
2自然通風數方案值模擬與優化
杭州夏季主導風向為西南風，冬季為偏北風，總體平面布置上應南側開敞、北側利用建筑和植被進行遮擋，以形成舒適的室外風環境。在中國氣象數據網上選取杭州夏季作為典型季節，風向西南風、風速2．2m/s，導入到數值模擬軟件IES里進行室外風場模擬，得出廠房周邊的室外風環境作為原始廠房室內風場模擬的邊界條件，模擬結果如圖2所示。從圖2可以看出，中間主廠房室外人行區域的南側和東側1．5m高度的風速較高，數值在1．5m/s左右，北側受建筑遮擋影響，風速僅為0．2m/s，部分位置風速為零(見圖2)。按照相關的氣象參數數據，模擬邊界條件中廠房室外溫度設置為32℃，室內溫度設置為26℃，將溫差和各通風口風速數據導入IES里進行室內的通風模擬。原始改造設計方案中，由于廠區橫向進深過大，即使西南側露天區域無墻面遮擋，室內中部區域依然很難實現有效的自然通風。由圖3的模擬數據可知，中部區域的風速幾乎為0m/s(如圖3所示)。為進一步提升和改善廠房內的自然通風效果，我們對原始的改造方案進行了優化，具體措施為:將中北側條形廠房中部局部區域開敞作為中庭空間，主廠房北跨局部拆除形成內廊，降低主廠房展廳區域的跨度，南側部分廠區功能用房拆除作為室外庭院空間。在相同工況下對優化后的建筑方案進行自然通風模擬，結果見圖4。從圖4的模擬結果可以看出，優化后的改造方案中，對建筑功能進行了調整，廠區的室外風環境也有較大改善。優化后的方案中，廠房北側廊道空間風環境平均在0．5m/s～1m/s左右，相比于原始廠房北側0．2m/s的風速有了較大的提高。
3結語
舊工業建筑由于體量較大，改造過程中自然通風的方案較為復雜且自然通風效果往往不佳。本文的研究表明，利用數值模擬的方法進行自然通風方案優化設計具有效率高，方案效果可定量的特點，模擬結果對于改造方案設計具有指導和參考意義。
參考文獻:
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作者:王焱 潘磊 李偉 單位:浙江南方建筑設計有限公司 天津城建大學建筑學院
