周伟强
长宇(珠海)国际建筑设计有限公司
摘要:本文以广州市某医院室外风环境数值模拟为研究对象,对医院一期和二期各自的夏季室外风环境进行了模拟对比以及分析,并利用3.1ENVI-met、PHOENICS VR等流体计算软件对一、二期某高度处的风速、风压以及一定风速的区域分布图进行了数值的模拟计算。模拟结果显示,一、二期风环境结果与预期结果有一定相似,并提出了相关的改善建议。
关键词:风环境模拟 舒适度 空间流通
一、引言
医院是向城市居民提供医疗护理服务的医疗机构,是居民求诊就医的的重要城市公共设施。医院常见的特点是人流量庞大,对环境要求程度高,无间断工作周期等特点。为了保证患者有一个良好的就诊条件,因此需要保证医院卫生环境。严格的管理以及周期性的消毒处理是重要的保障措施,另外从规划以及建筑设计的层面上,具备有良好的通风条件对保证空气交换率,对维持良好的环境也具有重要的意义。对医院规划建筑初期进行模拟分析,了解项目整体风环境现状,对提高规划的合理性具有指导性作用。
利用软件对广州某医院的一、二期规划进行的三维模拟,对周边的环境、道路交通,植被状况进行三维的生成,最终在符合广州季风以及室外常见温度的情况下进行风向、风压以及风区的模拟。结果表明,一期的整体通风环境优良,风区分布均匀,周边植被对调节整体环境就有重要意义。二期因为在南侧加建高层办公楼以及病房,对西北侧的门诊以及北侧的原有住院部造成了影响,通风的舒适度降低。
二、 实验流程及方案:
医院一期建筑布局主要集中于地块东侧,规划情况宽松,绿化覆盖率较高,住院部为67.5M高层。医院二期建筑布局较为均匀,高层住院部建筑集中于偏北区域。考虑到一二期高层对南侧门诊部以及住院部的影响情况,以广州当地常年吹东南季风为模拟对象。
模拟中灰色区域为建筑布局,一期为一栋高层建筑,四栋多层以及两栋低层建筑,二期为三栋高层建筑,八栋多层以及两栋低层建筑,建筑材质上模拟为混凝土以及砖混结构,多层门诊部外廊架空,周边浅绿色为0.5m植被层,深绿色为10m乔木层,而白色区域均为柏油路面以及广铺装,中心水体深度为1.5m。
三、数值模拟结果分析对比:
(1)一、二期风压模拟分析:
根据模拟医院一期风压分布情况较为均匀,西南部区域内风压较为稳定,在0.93m/s与1.11m/s之间,环境风舒适度较好,为医院营造出良好的室外环境,建筑塔楼与裙楼交接储,裙楼边缘,以及中庭内部容易出现低风压0.2m/s-0.38m/s的低风压区域,不利于空气交换,建议采取一定措施调整风环境。在常年风向东南海洋季风的影响下,医院一期风向较为恒定,有利于建筑室内外的空气交换。
医院二期建筑密度加大,规划布局以围合形式为主。风压易出现骤变的情况,风环境不稳定,在相邻建筑边缘易出现突变区域(0.61m/s-1.79m/s),对病患者的步行造成一定的影响。建议通过设计回廊连接各建筑,减弱风压巨变情况。另外,在新建医院二期的建筑中,围合形式的布局容易造成连续区域风压低于0.22m/s情况,空气不流通容易造成大面积病菌的沉积。建议调整南北方向的区域,使底层架空,保证良好的通风环境状况。医院二期内部在常年主导风向的影响下,容易形成建筑内部小气候风向环境,风向变化较为复杂,不利于空气流通。
(2)一、二期太阳辐射模拟分析:
医院一期规划用地西南区域有大面积的绿地,温度保持在19.5℃-19.9℃能有效的调节周边环境温度,东区域的建筑右侧面受阳光的直接照射,太阳辐射强度较大,因采取一定的遮阳隔热措施。医院二期开发强度较大,建筑围合形成庭院空间,但容易空间流动不畅,温度容易上升,局部温度大于20.0℃。影响舒适性,建筑在此区域改善植被条件,种植高达乔木有助于环节高温情况。另外亦应采取一定的遮阳措施。
结论:
本文以广州某医院一、二期风规划布局为研究对象,分别模拟了一、二期的通风环境状况,并针对了以上状况提出了能改善规划布局通风条件的建议。
利用3.1ENVI-met流体计算软件能计算出标准大气压下,1公里以内区域的气候条件,对改善规划布局初期难以模拟发现的气候问题起到了重要的作用。