建筑能耗及城市微气候的评估方法:在目前的研究和工程实践中,建筑能耗和城市微气候分别由两类不同的数值模拟工具计算:建筑能耗模拟工具和城市微气候模拟工具。模拟评估时,建筑能耗通过三维模拟软件导入模型、设定参数得出预估数值,用于对比不同的建筑形态设计和建筑内部空间设计对建筑能耗的影响。城市微气候的模拟过程类似,即在三维模拟软件中导入模型、设定参数并得出预估数值。不同点在于由于专业领域不同,开发之初使用的计算方式等均有所不同,对于用户来说模拟过程中设定的参数不同。针对不同专业领域的软件提供用户不同的预设值和操作界面设计,来缩短整个模拟过程所需要的时间。城市气候模型大致分为三类:地域和地球尺度的大尺度模式。建筑通风
多尺度城市气候模拟在城市规划与设计中的应用:在历经快速城镇化的进程后,城市规划师与设计师也逐渐认识到“粗放型”发展带给城市环境巨大负面影响,现现在益加剧的城市热岛效应就是各大城市现正面临的“城市病”之一。因此,城市实践者为了衡量与改善城市舒适度,将会着重于风/热环境,并且透过多尺度城市气候模拟来考量城市规划与都市设计。目前多数城市风/热环境的研究,多通过计算流体动力学(CFD)来分析风速流场和人行尺度空间的风/热环境,因此,如何更好地利用计算流体动力学模拟的城市通风廊道来改善城市居民的热舒适度逐渐成为城市规划与设计师面临的挑战之一。室内自然通风廊道分析软件污染物的传播方向由风向决定,下风向较上风向污染严重。
城市微气候和建筑形态之间的关联是城市气候学长期关注的重要问题。通过对城市能量平衡的分析可知,建筑的形态(以及区域内人的活动行为)特征对城市能量平衡因子存在交织的复杂影响.从而使得城市和非城市地区的能量平衡关系形成卓著差别,包括显热项和蓄热项增高而潜热项降低,因而造成建筑能耗的增长并带来热岛等城市化气候现象。WindPerfectDX是专为建筑行业开发的一款建筑CFD软件,根据设计师的操作习惯优化界面,保证工程学上的精度同时简化操作流程,已在部分院校的设计课中加入教学
WindPerfectDX可以在跨度很大的尺度上进行模拟,适应室内、建筑、规划、景观等各相关行业的需求,小到空调机、大到旅游景区等各种与人类活动相关的建成环境。将建筑CFD的多尺度模拟方法应用在城市微气候模拟中,在优化城市设计方案、制定控规导则等方面的指导将更加科学、具有实践性,规划的本科教育也将更专业、更有针对性。对整个规划行业,甚至是相关景观设计、环境科学等领域都有拓展本专业人才能力,提升跨学科融合度的长远积极意义。规划行业的整体实践方法和以及教育理念也需要从“粗放型”向“精细化”转变,这样才是从长远角度改善城市病的根本之道。通风廊道规划应重点考虑背景风、地表通风潜力和绿源等因素。
由于城市微气候系统和建筑能耗系统均为高度复杂的非线性系统,因此研究大多采用外部耦合的方式,即城市微气候与建筑能耗分别由不同的程序模拟,两者之间通过数据交换实现耦合,且多为单向耦合,即只考虑微气候对能耗的影响。将这两类模拟工具相结合,是实现定量预测和评价城市微气候对建筑能耗影响的一种可能途径。建筑规划行业需要建筑CFD三维模拟软件,有这个行业特殊的需求,在保证工程学上的精确度的同时,界面需要根据设计师的使用需求简化操作。规划行业在向精细化方向改变,部分高等院校也已在设计课程中加入了建筑CFD的教学,兼具技术依据和美学的规划设计能够为城市居民提供***的生活环境。城市微气候指的是城市中街区尺度的气候状况,它受多种因素影响。太原风廊道分析软件
良好的通风廊道设计能够辅助城市生态的良性循环,使居民在城市中也能体会到自然。建筑通风
CFD在解决空气污染中的应用:目前多数城市风/热环境的研究,都通过计算流体动力学(CFD)来分析风速流场和人行尺度空间的风/热环境。而CFD还可以用于其他方面的研究,例如CFD在交通污染扩散模拟方面已有诸多应用。风向与风速是影响空气污染扩散的主要因素,不过在弱风或无风条件下,机动车本身的运动状态对尾气扩散的影响就不可忽视。此时,可通过CFD建立三维的欧拉-拉格朗日近似方法求解。可见CFD在研究空气污染方面的潜力及可行性。传统的建筑组团设计中对街区的风环境模拟往往在建成之后,不能有效地评估实际使用时可能出现的空气污染并做出通风设计方面的改善。风洞试验成本较高,又无法普遍应用于所有项目。城市空间环境的三维模拟技术日趋成熟,现代城市规划采取在设计初期应用建筑CFD模拟的新思路,能够更好地为居民提供舒适的人居环境。建筑通风