一种空气龄可视化的建筑设计方法
【专利摘要】本发明涉及一种空气龄可视化的建筑设计方法，通过一些计算机的智能操作，就可以得出空气龄的在不同高度的分布图，以此来得出空气龄可视化的建筑设计方法。通过这些得到的空气龄分布图，可以直观的观察其分布情况。本文通过采用自然通风来进行直观定量的节能分析方式，为建筑节能探索出一条有效的技术方案。选择自然通风系统，需要把建筑看成是有生命的有机体，与气候和谐共处，与建筑使用者的要求相适应。虽然空气龄可视化的建筑设计方法在我国还处于未起步阶段，但随着节能需求的日益迫切，生态、绿色概念的深入人心以及从“以人为本”到“以建筑为主体”的认识思想的转变，利用空气龄可视化的建筑设计方法势必会如雨后春笋般地涌现出来。
【专利说明】一种空气龄可视化的建筑设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机技术应用领域，具体涉及一种空气龄可视化的建筑设计方法，可以轻松准确的观察建筑内部的空气龄指数，从而找出使其稳定性的控制方法。通过这些得到的空气龄分布图，可以直观的观察其分布情况，以此来对空气龄进行最大限度得调查和研究。此次模拟是以文远楼底层为例，中间部分为走廊，两侧为对称的教室，新风从教室外侧的窗户中进入室内，再从教室内侧的一排高窗中排入走廊，最后再由上侧通风口向上排出。
【背景技术】
[0002]在人类健康日益受到重视的今天，自然通风对于人体舒适度和建筑节能的关系显得尤为重要。根据Sandberg等人的定义，空气龄是房间内某点处空气在房间内已经滞留的时间，反映了室内空气的新鲜程度，它可以综合衡量房间的通风换气效果，是评价室内空气品的重要指标。空气龄已成为继温度、湿度之后评价室内空气品质的又一重要参数。热舒适性是人对各种因素构成的复杂环境系统的综合反映。热舒适环境是人在心理状态下感到满意的热环境。它取决于人体能量代谢率、空气温度、空气水蒸气分压力、空气流速、房间辐射平均温度、人体服装热阻等六个主要因素。一种空气龄可视化的建筑设计方法的目的有两个:其一是控制室内空气品质；其二是解决夏季或过渡季节的热舒适性问题，以取代或部分取代空调，从而达到降低能耗的目的。风速和风向不可预测，但由于具有节能、维护方便及保养费用低等优点，所以自然通风是调节室内小气候优先使用的方法。当前的自然通风的研究着重于采用传统的经验进行自然通风的设计，大部分都是定性的设计，缺少节能方面定量的分析结果。当前使用定量分析的有风洞试验和计算流动动力学(CFD)两种方式，随着计算机技术的发展，CFD以其廉价、便利的方式得到越来越广泛的应用。空气龄可视化的建筑设计方法的使用能够提高设计手段、减少设计风险、降低成本。虽然风速和风向不可预测，但由于具有节能、维护方便及保养费用低等优点，所以自然通风是调节室内小气候优先使用的方法。而通过一些计算机的智能操作，就可以得出空气龄的在不同高度的分布图，以此来得出空气龄可视化的建筑设计方法。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种空气龄可视化的建筑设计方法；
本发明的另一目的是提供一种快速有效的了解建筑内部产生的空气龄的方法；
本发明的另一目的是提供一种能够利用计算机信息技术来观察建筑空气龄的方法。
[0004]本发明提出的一种空气龄可视化的建筑设计方法，具体步骤如下:
(1)、将所测建筑物视为一个大空间网格，所述大空间网格的内部由无数个相同的小空间网格组成，小空间网格的大小根据计算精度来确定，每个小空间网格对应一个房间，或可将若干个小空间网格根据需要进行空间重组；
(2)、确立分析计算时所需要的建筑环境信息和湿度环境信息，将所述信息输入计算机中进行建筑环境及湿度环境的模拟，得出整个大的空间网格的空气龄数据；
所述空气龄的测量采用下降法计算得到；设房间中某一点的空气由不同空气龄的空气微团组成，故该点所有微团的空气龄存在一个频率分布函数f(T)和累计分布函数F( τ )；累计分布函数F与频率分布函数f之间的关系如下:
【权利要求】
1.一种空气龄可视化的建筑设计方法，其特征在于具体步骤如下: (1)、将所测建筑物视为一个大空间网格，所述大空间网格的内部由无数个相同的小空间网格组成，小空间网格的大小根据计算精度来确定，每个小空间网格对应一个房间，或可将若干个小空间网格根据需要进行空间重组； (2)、确立分析计算时所需要的建筑环境信息和湿度环境信息，将所述信息输入计算机中进行建筑环境及湿度环境的模拟，得出整个大的空间网格的空气龄数据； 所述空气龄的测量采用下降法计算得到；设房间中某一点的空气由不同空气龄的空气微团组成，故该点所有微团的空气龄存在一个频率分布函数f(T)和累计分布函数F( τ )；累计分布函数F与频率分布函数f之间的关系如下:
2.根据权利要求1中的一种空气龄可视化的建筑设计方法，其特征在于:所述的建筑环境信息包括建筑材料和结构；所述的湿度环境信息包括太阳辐射对建筑表面形成的太阳辐射程度、周边的风压和周边的风向。
3.根据权利要求1中的一种空气龄可视化的建筑设计方法，其特征在于:所述采用自然通风系统，即是将每个房间的室外的新风从两侧的窗口进入房间内，再从房间内侧的窗洞口处排出，风速逐渐加大，由于房间室内上层空气的运动，带动下层空气随之运动，达到改善整个空气品质的效果；在走廊上部排气口，风速达到最大，在走廊下层由于上层空气快速流动，下层空气也随之形成了一个低速涡旋，改善走廊的通风效果。
【文档编号】G06F17/50GK103778285SQ201410014906
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】钱锋 申请人:同济大学