四川眉山某体育文化中心室内外风环境营造方案研究

李宝鑫，刘 军，张津奕，陈 奕，张智晴，石 锴（天津市建筑设计院，天津 300074）

气候温和地区具有温暖宜人的气候特点，可以将自然通风等被动式设计应用于营造良好的室内外环境[1]，因此建筑设计中的通风设计就显得格外重要。体育文化场馆建筑具有人流量大、人员密度大等特点，加强自然通风就格外有必要。体育文化建筑的布局应充分考虑所在地区的年主导风向及项目所在场地的地形条件，自然生成建筑布局、建筑体形和建筑构件，为建筑室外及室内通风创造条件[2]。当人行区域距地 1.5 m 高度，风速大于 1 m/s 并小于 5 m/s 时，人体感受比较舒适[3]。优化的建筑布局有利于形成良好的室内外通风环境，对于有室内自然通风需求的建筑单体，有利于在建筑迎风面和背风面之间形成超过 1.5 Pa 的风压差，为自然通风提供基础条件。

本文以位于气候温和地区的四川省眉山市某体育文化场馆投标方案设计为例，研究了气候温和地区体育文化场馆室内外风环境营造方法，为气候温和地区建筑群的布局设计提供参考。

1 气候与场地分析

眉山市全年月平均相对湿度在 60%～80% 之间，相对湿度较大。最热月为 7、8月份，平均气温 25.4～26.3℃；最冷月为 1月，平均气温 6.2～6.8 ℃。从城市气候学角度来看属于典型的气候温和地区，冬季仅在 12月及 1月需要供热，夏季仅在 7～8月部分时间需要供冷。眉山市太阳辐射季节性变化明显，夏季太阳辐射量大，春秋季其次，冬季最小；年日照时数 1 060～1 202 h，属全国低日照区域之一。眉山市冬季主导风向(NNE)，平均风速 1.0 m/s；夏季主导风向(NNW)，平均风速 1.4 m/s。以冬季最大化利用太阳能与夏季最小化太阳辐射为原则，建筑的最佳朝向为南偏东 45°～ 南偏西 15°。

项目场地位于坡地上，从北向南高程逐渐降低，整个高差超过 20 m，坡度约为 4.2°。项目场地基本情况见图1。

图1 项目场地基本情况

结合眉山地区全年主导风向，应将通风需求更强、通风可实施性更强的体育建筑布局在地块的北侧，将通风需求相对较小的文化展馆布置在地块的南侧。

2 基于可持续设计的室内外风环境营造

综合场地与气候条件，建筑初步布局为：体育场馆布置在场地北侧，文化场馆布置在场地南侧， 同时在体育馆之间留出通道，让作为主导的北向风进入场地的通风廊道。初始方案设计详见图2 。

但模拟结果显示，场地内整体风场不均匀，体育场对风场的连续性形成了一定的阻隔，文化展馆周边室外风速偏低。因此优化了体育场的设计，优化后的方案见图3。

图3 优化后的设计方案示意

通过体育场立面的镂空设计形成了连续的通风路径，如

图4 体育场建筑立面镂空设计方案

文化展馆的调整实现了室外风场的优化，阳光谷局部放大后的效果如图5 所示。

图5 阳光谷局部放大图

这些优化设计改善了建筑首层的自然通风，方案优化前后的风场对比见图6。

3 方案优化后的全年风场分析

过渡季、冬季、夏季场地整体、文化展馆室外、体育场内风环境舒适，场地内无涡流，区域内空气流通好，为文体活动参观者、体育运动人员等提供舒适宜人的室外通风享受。同时过渡季、夏季建筑迎背风面风压差提供了室内自然通风的有利条件，配合文化展馆的中庭设计，建筑利用风压与热压共同作用最终能够实现良好的室内自然通风。冬季建筑布局、体形减少冬季的冷风渗透，有利于冬季的保温节能。全年文化展馆首层室内风环境舒适，结合太阳辐射形成的热压作用，形成“烟囱效应”的拔风作用，为首层商业购物空间提供舒适宜人的自然通风环境。为节约用地，停车应以地下车库停车为主，车库进出口位于地块北、南侧，充分利用自然通风消除车库内的污染物。方案优化后的全年风场情况如表1 所示。

表1 方案优化后的全年风场情况对比

4 室内自然通风的辅助措施

眉山市全年平均气温较为适宜，冬季仅在 12月及1月需要供热，夏季仅在 7～8月部分时间需要供冷。空调冷、热源采用空气源热泵后，减少了系统投资，提高了运行灵活性。由于眉山市气候特点为夏季温度低，湿度大，因此空调的除湿能力格外重要，采用温湿度独立控制系统后，可实现新风的净化处理，提高室内空气品质。为减少人员误操作所产生的建筑能耗额外增量，提高建筑机电系统的管理水平，优化方案设计了设备与能耗的监控系统。

5 结 语

气候温和地区建筑布局与体形设计在一定程度上决定了建筑室外风场、建筑单体立面迎背风面风压、建筑室内自然通风等情况。建筑布局应充分结合所在地的年主导风向与项目场地地形条件，注重场地“通透性”设计，为主导风留出通风廊道──有利于形成建筑立面风压差，进而形成良好的室内自然通风状况。

[1] 高灿. 温和地区医院建筑的被动式设计研究──以云南禄丰县德润医院设计为例.[D]. 云南昆明:昆明理工大学,2015.

[2] 李宝鑫,蒋益清,庄和锋,等.基于室外风环境和室内自然通风模拟优化的建筑体形可持续设计方法研究──以昆明市某项目可持续设计为例[J].绿色建筑.2014(3):80-82.

[3] 王珍吾,高云飞,孟庆林. 建筑群布局与自然通风关系的研究[J].建筑科学,2007,23 (6):24-27+75.