摘要：本文基于西安某高校節能中心的室內熱環境要素的模擬分析，根據節能中心具體情況，通過模擬并對室內溫濕度以及被動得熱等進行對比分析，研究出該建筑的熱工設計缺陷，最后提出了改造措施。
　　關鍵詞：ECOTECT軟件；室內熱環境；模擬分析；優化策略
　　引言
　　隨著哥本哈根會議、中國兩會中“低碳”一詞的高調亮相，低碳經濟、低碳生活等概念深入人心，低碳更是風靡整個社會。國務院總理溫家寶在出席哥本哈根會議前宣布到2020年中國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%至45%的目標。由于在我國建筑相關能耗約占全社會總能耗的46.7%，因此建筑節能成為低碳減排的一個重要突破口。
　　建筑節能的實施過程中，大多數設計師運用的手法僅憑借以往經驗，對具體建筑缺乏針對性。本文采用Ecotect對西安某高校的節能中心進行模擬分析，通過對建筑的熱環境分析找出現有建筑存在問題，并提出具體的優化措施。
　　一、優化建筑概況
　　該建筑氣候與節能中心位于西安市，年平均氣溫為12℃～13.6℃，由于受季風的影響，冬冷夏熱、四季分明。夏季極端最高氣溫為41.4℃～45.2℃，最熱月（７月份）平均氣溫為23℃～27℃，極端最冷氣溫-16.9℃～-20.8℃，最冷月（1月份）平均氣溫為-3℃～1℃。年降水量為500㎜～700㎜。農業氣候屬于暖溫帶氣候區，在熱工分區上屬于寒冷地區的ⅡA，建筑設計中應滿足夏季防熱防潮的要求。
　　被模擬建筑為一層磚混結構，平面布局如圖1所示。建筑主入口朝北，入口處設置緩沖空間前室，中間為中庭，在中庭周圍布置各個辦公房間。為了后續軟件模擬的精確性，把整個圖1節能中心平面圖
　　建筑分為如圖所示八個區域。外墻體材料為普通實心粘土磚（承重墻），墻體厚度為360㎜，中庭與周圍房間之間的隔墻厚度為420㎜，其他內隔墻為360㎜，內墻抹灰；建筑北墻飾面材料為15㎜厚水刷石，其他三面墻體均用15㎜厚水泥砂漿抹面；中庭地面鋪設木地板，其他各辦公房間、前室、過道的地面均鋪設普通飾面磚；屋頂為120mm厚鋼筋混凝土預制多孔板平屋頂，3:7灰土找坡層（最薄處20厚）、5厚紙筋石灰浮筑層、無保溫層和隔熱層；室內中庭頂棚為輕鋼龍骨吊頂；外門為1500mm×2100mm的塑鋼門，其他房間門為900mm×2700mm（包括上部亮子）的木質門；窗為普通木框單層玻璃窗。
　　室外地面（周圍空地和較低的建筑廣場）為較大面積的綠化空地、東側的木結構建筑廣場和小塊水泥硬化路面。模擬建筑南側距離建筑系館僅10m，冬季受其遮擋嚴重，周圍綠化較好。
　　二、建立模型
　　針對節能中心熱環境分析，在Ecotect中建立模型，按照上文所分的八個區域進行建模。建立模型的步驟如下所示：
　　（一）建模前期設置，建筑類型選為辦公建筑。另外從氣象數據庫中調入西安的氣象數據文件。設置場地的指北方向，選擇場地所在位置為城市；
　　（二）在3DEDITOR中完成建筑單體模型的建立；
　　（三）模型中插入建筑的門窗；
　　（四）對于局部墻體進行修改；
　　（五）賦予材質有關材料數據；
　　（六）根據建筑自身情況每個建筑部位選擇合適的材料；
　　三、熱工模擬分析
　　全年最冷天1月9日該建筑的逐時溫度曲線，在建立模型時，把中庭、前室、過道、廚房和五個房間各自設為一個區域，反映的是各個區域在最冷天（1月9日）的逐時溫度，另外模擬還包括室外溫度、太陽直射輻射、散射輻射及風速的變化情況，從中可以看到節能中心冬季氣溫在0℃左右，即使午后15點左右最高氣溫仍不超過10℃，而太陽直射輻射強度與西安建筑平均直射輻射水平相比同樣較低究其原因是建筑南向采光受南側建筑遮擋，影響了太陽直射輻射，從而造成冬季氣溫偏低。
　　該建筑被動組分得熱分析，可以看出來全年中的熱損失有61.6%都來自于自然通風，圍護結構傳導帶來的熱損失占到了29.8%，全年中的得熱有16.3%來源于太陽輻射，自然通風帶來的得熱占總得熱的10.8%。建筑改造過程重點關注圍護結構，加強圍護結構保溫能力有利于該建筑節約能源，還要注意增加進入室內的太陽輻射，打開中庭上部窗戶形成南北通透，改善室內空氣品質。
　　四、建筑熱工性能優化措施
　　通過對該建筑使用者的調查，結合計算機模擬，筆者發現冬季室內熱工環境較差，主要表現為室內通風很差，加之暖氣設備的使用，使室內空氣較為干燥，隨之帶來的二氧化碳濃度增加等問題，不利于辦公者的身心健康。同時由于南側建筑遮擋進一步惡化了冬季室內熱環境，夏季室內熱工環境良好，較為涼爽。由于氣候中心屬于南側東樓附屬用房，建筑遮擋造成的太陽輻射量無法改變，針對影響節能中心熱環境常見問題，在滿足可行性原則基礎上提出以下設計措施。
　　（一）自然通風的有效利用
　　良好的自然通風可以及時地將室內的熱量和濕氣帶走，使室內空氣溫度較快的降下來，充分考慮窗戶、門及風口的位置，組織好穿堂風也是非常重要的。
　　針對節能中心現有問題可以采用室外、室內同時進氣和利用風壓、熱壓作用相結合的方式。組織方式有：1.從室外進氣，同時為了加強風壓的作用，采用兜風檐口的做法；2.利用中庭上部的窗戶或通風井達到自然通風的效果，可以抬高中庭突出屋頂的高度，能夠增強通風效果。
　　（二）調整建筑布局周圍綠化結構
　　室外綠化有降溫增濕、遮陽防輻射、保持一定水分的作用。但是該建筑周圍的樹木過于茂密，加之東樓的遮擋，嚴重影響了建筑室內的太陽輻射量和采光。
　　綠化品種的選擇和配置主要從遮陽來考慮，并注意通風采光問題，同時綠化對墻壁的防熱也起到很重要的作用。樹木可以選擇傘形、廣卵形、圓頭形、錐形、散形等。另外在窗前設置棚架，利用攀爬植物，設置爬山虎、珊瑚藤等構成窗前水平或垂直遮陽，對室內氣溫有很大影響。同時合理選擇綠化植物的種類和樹種的布置，調整綠化密度，夏季導風入室，增強室內通風，并兼顧冬季日照和采光。
　　（三）增強圍護結構保溫性能
　　增強圍護結構保溫性能是提高室內熱工性能，減少能量損失的關鍵。結合立面的設計，屋頂上方可設計通風間層，形成封閉的空氣層，既起到夏季隔熱作用，又達到冬季保溫的作用。也可做成種植屋面，利用覆土層和植物增強屋面的保溫、隔熱性能，同時有美化民居的作用。

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