长沙地区高层办公建筑自然通风研究的中期报告中期报告：长沙地区高层办公建筑自然通风研究一、研究背景和意义随着工业化进程的不断加快和城市化进程的不断推进，人们在城市中的生活、工作方式发生了很大的改变。高层办公建筑在城市中占有重要的位置，已成为现代化城市建设的重要组成部分。但是，在高层办公建筑中，因为空间狭窄、采光差等原因，过度依赖机械通风系统所引起的能源浪费和环境污染问题日益凸显，因此，建筑师和科学家寻求自然通风的解决方法变得越来越重要。本研究的背景正是从这个问题所出发。本研究的意义在于：1.解决高层办公建筑机械通风所带来的环境损耗问题。2.增进对高层办公建筑自然通风机理的认识，为其规范化建设提供理论基础和技术支持。3.推动节能减排、实现低碳环保理念的普及和推广。二、研究方法和步骤本研究主要采用理论分析和模拟实验相结合的研究方法，主要步骤包括：1.对长沙地区高层办公建筑的自然通风机理进行理论分析。2.通过非稳态CFD模拟实验，模拟长沙地区高层办公建筑自然通风的场景，并得出其气流分布情况、风速大小、风荷载等参数值。3.对模拟实验结果进行分析和评估，并提出相应结论和建议。三、研究进展及初步结论本研究目前已完成前两个步骤。1.长沙地区高层办公建筑的自然通风机理分析通过对长沙地区建筑气象、室外环境、建筑形态、立面形式、开窗形式等因素的考察与分析，得出如下结论：（1）长沙市夏季气候特征为高温多雨，同时夏季DI值偏大，相对湿度偏大，对室内自然通风影响较大；（2）长沙市高层办公建筑由于使用面积大、人员较多，通风量要求高，因此选择合适的立面形式是实现自然通风的关键因素之一；（3）为了实现通风效果，长沙市高层办公建筑不应采用单一的开窗方式，应结合楼层布局、空间分区、不同风向和气流压力调整等，进行细致的开窗设计。2.非稳态CFD模拟实验采用FLUENT软件，建立建筑模型，对办公室内及其周围不同季节和不同天气情况下的风速、风向、风荷载等参数进行模拟。初步实验结果表明：（1）大楼立面形式和开窗设计直接决定了空气流通的分布与速度场，采用立体交错矩形洞开窗形式比采用传统平顶矩形洞更具有优势。（2）风速与其压力、方向有一定关系，改变开窗形式可以引导风在室内的流通方向。（3）风荷载随着风速和楼层高度的上升而增加，并且在高层建筑中，风荷载的峰值始终出现在低楼层。初步结论为，合理的立面形式和开窗设计可以提高建筑的自然通风性能。但建筑所在环境对其自然通风性能影响较大，因此需在实际工程设计中综合考虑多种因素，使得设计方案实现最优化。四、下一步研究计划1.深入研究长沙地区高层办公建筑的自然通风机理和参数，精细化模拟实验，并进一步优化建筑设计；2.探讨建筑围护系统与自然通风系统的协调性与配合性；3.探究植物与自然通风系统的结合，提出可行性建议。