阐述绿色建筑的CFD技术

人类文明发展至今，一直是人和自然的抗争和共存的状态，随人类认识水平的提高，和谐共生成为人类新的目标，特别是在自然环境日益恶化的今天，绿色环保已成为人类的共识。建筑作为人类的居所，重要性不言而喻，绿色建筑因此也应运而生，如何在建筑的全寿命周期内，最大限度地节能、节电，节地、节水、节材、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的空间，成为人类重要的研究课题。

绿色建筑设计是一个非常复杂的系统，包括选址、功能设计、资源利用、节能设计、绿化设计、绿色建材运用、水环境设计、风环境设计、光环境设计、声环境设计等。在绿色建筑构建全过程内，需要对建筑设计、建筑性能等多个参数进行模拟计算，主要包括建筑室内外风场的模拟计算、建筑能耗模拟计算、热岛强度模拟等。自从1974年CFD技术被首次应用于空调设备工程模拟空气流动以来，CFD技术进人建筑领域已有几十年历史，经过这些年的发展，计算机软硬件技术的成熟为CFD技术的飞速进步提供了坚实基础。现今的CFD软件已经向大型化、精确化、模块化、多领域化方向发展。所以，在绿色建筑设计内容中，CFD技术可以对其中的多个项目进行模拟。

建筑室外风环境作为绿色建筑的重要组成部分，近年来备受业界关注，良好的建筑室外风场不仅可以营造安全、舒适的建筑风环境，利于污染物的排放，避免二次风的出现。

某建筑群季风影响下风速云图

某建筑群附近空气龄仿真云图

某区域污染物在季风影响下扩散模拟

借助CFD的帮助，能够在建筑设计中提供一种基于气候的思维方法，在进行绿色建筑设计实践时，以更加开阔的视野对建筑进行客观分析与效果预测，针对特定的建筑风环境条件下建筑场地、技术和形态布局的研究，形成一种系统化的设计体系。

绿色建筑同样也强调室内环境,业界的主流思想是想在内外部环境之间争取一个平衡的关系,而对内部环境,即对健康、舒适及建筑用户的生产效率,表现出不同的需求。在建筑功能设计阶段，可以用CFD技术模拟火灾发生时烟雾的扩散情况，帮助建筑师在较难确定烟雾走向的复杂空间里合理安排疏散交通;在节能设计中，可以利用CFD技术模拟建筑室内通风、温度等指标，从而用最低能耗满足人们所需的舒适空间。

某房间空调设备仿真分析(考虑日照)

不同户型空气龄仿真对比(右侧户型好，空气新鲜)

某图书馆不同通风口位置布置下火灾状况模拟

某厂房火灾仿真分析某车站火灾仿真分析

在建筑内外的流场研究中，CFD作为有力的工具正在逐步改变传统研究方法和实验手段，但是作为一项技术快速发展过程中的数值模拟计算，人为因素及模拟过程的不规范化可能导致巨大的模拟结果反差。因此，我们要对CFD有更全面的认识，积极开展绿色建筑CFD研究，准确把握CFD的应用准则和操作技巧，只有这样，才能让CFD在建筑室外风场研究领域发挥尽可能大的作用，进一步高效准确地指导绿色建筑项目的发展。