我国倡导绿色建筑已逾十年,在此期间,绿色建筑发展稳步提升。焦万义[1]以厦门的东海火炬科技园研发中心项目为例,对建筑的室外风环境模拟、自然通风模拟、节能与能源利用等进行分析,解决了节能、卫生和自控等方面问题,实现了泵站的无人值守,使供水企业降低了经营成本,并以此为基础,设计了智能监控系统。李雪健等[2]以Phoenics数字软件为平台,实现了对校园风环境的仿真,将所测数据导入环境模拟中,对大连大学的风环境展开评价,根据校园风环境存在的不利条件,提出了改进和优化大连大学户外风环境的对策。1中安创谷科技园区的概述中安创谷科技园区项目建筑效果如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.04.030.F001图1中安创谷科技园区项目建筑效果中安创谷科技园一期项目位于合肥市高新区,项目四周道路分别为孔雀台路、云飞路、方兴大道、望江西路。项目东地块总用地面积158 794 m2,地下建筑面积为138 206 m2,地下一层建筑面积为95 609 m2,配置停车库及配套用房,地下二层为停车库。项目主要作为安徽省创业创新平台,预备建设成为国际水准、国内一流的创业孵化平台。2绿色建筑目标定位、设计要点及实施难点2.1目标定位对工程项目进行综合的规划设计和施工组织设计,使项目符合可持续发展战略。在项目实施过程中采用了多种技术和管理手段,通过科学评价方法确保工程建设与环境保护相协调,实现经济、社会与生态效益最大化。工程综合场地预计实现国家绿色建筑二星级标准。2.2实施重难点项目工程量比较大,时间跨度长,涉及专业广泛,需要各部门协调统一。绿色建筑的实施过程较为复杂,如在规划设计、施工过程、设备问题、所处环境等方面会出现较多困难。3绿色建筑技术体系通过对绿色建筑技术的深入研究,项目确立了一个符合当前社会发展需求的绿色建筑技术方案,旨在通过节约土地、提高能源利用率、减少建筑物使用成本、改善室内外环境质量,结合当地的资源和经济条件,实现低投高效的建筑发展,达到绿色建筑的目的。绿色建筑体系技术分类如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.04.030.F002图2绿色建筑体系技术分类4绿色建筑技术分析4.1室外风环境模拟分析采用CFD的绿色建筑技术模拟室外的风环境[3],边界条件的准确设定能够保证模拟的计算结果更加精确。为了使区域模拟结果趋于真实,对建筑物所处位置进行风速风向分析。采用风玫瑰图,给出了发生最频繁的风速和风向,确定为区域内平均风速时,以此为输入条件,对该地区进行室外风环境仿真。室外风环境模拟分析方法能够解决高大建筑物之间强风作用的问题,保证行人在室外活动时的舒适和安全等。室外风环境模型及网格划分结果如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.04.030.F003图3室外风环境模型及网格划分结果冬季主导风向主要为东北方向,风速为2.39 m/s时,满足室外风速放大系数≤2的条件。过渡季节与夏季的主导风向分别为正东方和正南方,风速分别为2.47 m/s和2.90 m/s均小于5.00 m/s,风速放大系数均小于2,室外风环境较好。冬季、夏季和过渡季节最大风向时的风速如表1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.04.030.T001表1冬季、夏季和过渡季节最大风向时的风速季节室外平均风速/(m/s)风向最多风向频率/%冬季2.39NE9.2夏季2.90S12.4过渡季2.47E11.14.2室内自然通风模拟分析建筑前后风压差的大小,是建筑户型房间自然通风[4]的前提。不同朝向和高度的建筑房间内外风压力分布不相同。一般情况下,建筑前后风压差值越高,室内通风的效果就越明显,如果建筑物前后的风压差值较小,可采用房间合理的布局规划和不同户型的开窗方式,使室内具有更好的通风效应。研究和探讨如何提高室内风量具有重要意义。夏季利用建筑前后适当风压差进行室内自然通风等,有助于室内热量扩散,提高室内人员热舒适性等。文章采用数值模拟方法研究不同风向角下建筑表面风压分布规律和风速变化情况。根据过渡季节室外风环境的仿真结果,将建筑物周围风速设置为模型的边界条件,启动模型设定下的空气龄模型,不考虑温度场模型,进行模拟计算。分析不同气象参数条件下建筑物周围流场和温度场的变化特征以及与气流速度之间的关系。以超高层办公楼为例,分析超高层研发办公楼的标准层在过渡季期间距室内地面高1.20 m处的风速及空气龄的分布情况。超高层研发办公一层室内风速和空气龄云图(距地1.2 m处)如图4、图5所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.04.030.F004图4超高层研发办公一层室内风速云图(距地1.20 m处)10.19301/j.cnki.zncs.2023.04.030.F005图5超高层研发办公一层室内空气龄云图(距地1.20 m处)由图4、图5可知,室内平均风速0.23 m/s,室内空气龄均值144 s,室内各功能区域的空气流畅,空气清洁度级别高。4.3复层绿化针对合肥本地气候条件及植物自然分布特征,绿化物种选用适合当地气候及土壤状况的本土植被,合理利用复层绿化,对部分建筑屋面进行屋顶绿化。在项目地景观中心区域及周边地带种植乔木,辅以灌木和草本植物进行垂直绿化。项目绿化物种选择维护力度小,经受气候变化的能力强,不易生虫生病、无毒无害[5]的植物组成了多种植被结合的多水平植物群落;屋面合理设置屋面绿化,能够为工作人员提供休闲娱乐场所,降低了建筑的空调负荷,提升了建筑的舒适性,使周边建筑可以享受到更多绿化,优化园区整体环境。绿色屋面、垂直绿化示意图如图6所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.04.030.F006图6绿色屋面、垂直绿化示意图4.4项目场地噪声分析项目周边以交通噪声为主要噪声源,周边道路包括望江西路、方兴大道云飞路与孔雀台路。项目西侧及南侧属于城市主干道,针对噪声超标区域,应采取多种降噪措施,如沿道路合理设置绿化带进行降噪、建筑外窗采用中空玻璃等隔声性能较好的外窗,使主要功能房间如休息室、会议室的室内噪声级高于现行国家标准《民用建筑隔击设计规范》(GB 50118—2010)[6]中的最低标准,噪声级达到最低标准和最高标准的平均值,办公、卧室、起居室及相邻房间之间的空气声隔声性能高于最低标准。4.5自然采光模拟分析以超高层办公楼为例,通过模拟计算,可以获得符合标准的采光系数。超高层1层和标准层采光模拟结果如图7和图8所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.04.030.F007图7超高层1层采光模拟结果10.19301/j.cnki.zncs.2023.04.030.F008图8超高层标准层采光模拟结果在全阴天的情况下,由于大部分云层的存在,室外的自然光会被有效地利用,从而使得天空的亮度变得更加稳定,可以达到地平线附近亮度的三倍。5结语合肥中安创谷科技园一期项目主要从室外风环境、室内自然通风与自然采光模拟、复层绿化、场地噪声等方面进行分析,将项目打造成为绿色、低碳、环保、节能、舒适的科技园区,为园区内人员提供舒适安全、室内自然通风、节能低耗、环境宜人的良好园区环境,将绿色建筑的优势应用到实际过程中。在规划设计中对建筑进行合理布局,总体沿场地四周布置,地块中心的大型水体不仅提升了地块的整体感官,也降低了地块的热岛效应,提升了整个地块的舒适性。
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