设计扩初阶段的建筑自然通风潜力评估优化框架——基于NVCE-AFN模型

摘要

自然通风作为经济且健康的被动冷却源，能够在保持人体热舒适的情况下减少空调系统的使用.鉴于建筑设计扩初阶段信息有限但对后续性能影响深远，本研究提出面向设计扩初阶段的建筑自然通风潜力评估、优化框架，构建自然通风降温效力-气流网络(NVCE-AFN)模型，利用遗传算法进行最优参数求解，帮助建筑师在完成初步方案后提供建筑自然通风潜力评估和优化；选取基准建筑，进行不同气候下的自然通风潜力评估，探讨不同因素对建筑自然通风潜力的影响，进而发掘一般性规律、提出通风改进策略.结果表明：(1)不同气候区城市基准建筑的自然通风气候潜力(CPNV)差异显著(北京0.58、上海0.72、昆明0.80),昆明是最适合自然通风降温的城市；(2)框架可显著提升自然通风性能，得到最优潜力结果，北京、上海、昆明的最大全年NVCE值分别为0.42、0.47、0.65;(3)高通风率通常会产生较高的自然通风潜力，但在寒冷气候下，高通风率会加速室内热量散失，降低热缓冲效应；(4)当建设预算受限时，优先调整通风率或室内得热配置，改善建筑热质量的提升效果有限.

关键词

自然通风 / 气流网络模型 / 设计扩初 / 单目标优化