BIM技术与建筑能耗评价分析方法

自然通风性能好能降低建筑能耗，同时提高室内居住舒适度。建筑的自然通风性能与建筑的室外风环境、容积率、建筑布局、建筑密度等有关。本书使用平均风速比来评价建筑的自然通风性能。风速比能表示因建筑物而导致风速变化的比率，可评价通风环境舒适度。风速比的计算见公式（4-5）、公式（4-6）、公式（4-7）和公式（4-8）。

式中，R——评价基地内的平均风速比；

δ——评价基地内的通风堵塞比；

γ——评价基地内的首层架空率；

β——建筑密度；

δs——平均迎风面积比；

δs——某建筑主导风向迎风面积比；

Fyf——某建筑主导风向的迎风面积；

Fyf·max——此建筑主导风向的最大迎风面积；(www.xing528.com)

m——建筑组群的建筑栋数。

风速比计算公式的示意图见图4-3。

迎风面积指建筑在某迎风面的投影面积。假设风向不变，调整建筑的方向，总能有一个最大的迎风面积。因为最大迎风面积只与建筑体型有关，与风向无关[140]，所以不一定是实际迎风面积，二者有所区分。由公式可看出良好的自然通风要求迎风面积比小，然而一个迎风面积比只对应一个风向，建筑群组布局需考虑平均迎风面积比。平均迎风面积比与迎风面积比正线性相关，与风速比反线性相关，风速越大，风量越大，场地自然通风性能越好。

图4-3 迎风面积和最大迎风面积示意图

单栋建筑的自然通风性能受平均风速影响最大，群组建筑在此基础上，还需考虑容积率的影响。本书将平均风速比和容积率作为自然通风优化的目标，二者受层数、开间、进深、倾斜角度、层高、首层架空率、场地面积等因素影响。通过优化求得最大目标值，使二者最大。因容积率的变化范围是0～18，平均风速比的变化范围是0.5～1，二者不均衡，因此考虑将平均风速比扩大10倍，并通过优化求解最优目标值。将各影响因素参数化，优化过程参见图4-4。

图4-4 自然通风性能优化流程图

通过设定常量和自变量的值，可计算得到目标值，对比目标值和最优目标值，调整自变量，直到目标值达到最优为止。其中，自变量和常量可根据需要自行设定，如在固定进深、开间、层高、层数的计算条件下，求达到最优目标值时的场地面积、首层架空率和倾斜角度等。