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青医附院门诊楼自然通风设计研究

日期:2020-07-29 21:33 作者:上海论文网 编辑:若诗 点击次数:167
销售价格:0 论文编号:el2020072921333320567 论文字数:4247 所属栏目:建筑学论文
论文地区: 论文语种:其他 论文用途:其他
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本文是建筑学论文,建筑总平面布局合理建筑周边风环境不仅与当地主导风向、风速有关,同时与建筑周边布局密切联系。因此,在建筑设计之初应充分考虑场地内环境特点,尽量通过实测。

本文是建筑学论文,为解决医院门诊楼复杂的功能与流线需求,门诊楼建筑往往体量庞大,现代医院建筑由于用地紧张往往采用紧凑的平面布置方式,设计师在对门诊楼建筑设计之初应全面的考虑其自然通风的组织,以期为使用者提供舒适、安全、高效的环境,同时一定程度上节约资源、保护环境。本文通过案例研究的方法对门诊楼自然通风进行研究,通过数值模拟方法对青医附院门诊楼典型案例的自然通风进行纵深的研究,总结得出青医附院门诊楼自然通风优化设计方法,青医附院门诊楼为典型的布局紧凑的厅式门诊楼建筑,其自然通风优化设计方法可为同类别厅式布局门诊楼自然通风提供借鉴,具体如下:(1)建筑总平面布局合理建筑周边风环境不仅与当地主导风向、风速有关,同时与建筑周边布局密切联系。因此,在建筑设计之初应充分考虑场地内环境特点,尽量通过实测、数值模拟等方式对场地内风环境进行研究,获得最佳的建筑朝向,同时优化建筑的形状以及体量。合理布置门诊楼周边环境,通过对绿化、水体等的精细化设计引导自然通风,提高门诊楼内部环境的舒适度。
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第1章绪论

 

实验法为通过搭建缩小比例的实体模型的方法,对研究对象自然通风情况进行再现研究,包括风洞模型实验法、示踪气体测量法、热浮力实验模型技术。风洞模型实验法是将模型置于风洞中,研究气流与模型的相互作用;示踪气体测量法是指在待测房间内通风示踪气体,根据示踪气体衰减的量或者保持示踪气体浓度一定,充入待测房间内示踪气体的量来计算该房间内通风量的方法,常用的失踪气体有二氧化碳、一氧化二氮\六氟化硫等;热浮力实验模拟技术则主要应用于热压驱动下的自然通风。数值模拟法则是依靠计算机强大的计算能力,通过软件搭建研究对象的三维模型,进而通过一系列的方程对自然通风数值进行求解,包括CFD、区域模型方法、多区模型方法。区域模拟法依据质量守恒定律,假定房间内气流分布均匀,且房间仅存在外部开口,无内部开口,对该房间的通风量进行计算;多区模型方法可以理解为多个区域模型法组合的形式,区域内部气流充分流通,区域之间通过通风口、风机、缝隙等相互连通,利用质量守恒定律或者能量守恒定律对区域内的通风量、压力等进行计算;CFD是计算流体力学(ComputationalFluidDynamics)的简称,依据质量守恒方程、能量守恒方程、连续性方程等计算每个微小控制体内的空气流动,可以得出整个区域内的气流、气压、温度分布状态,该研究方法比较实验的方法可以节约成本,同时快速获得相对精确的求解结果。
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第2章典型案例的建筑形态与空间特征

 

2.1青医附院的建筑形态及空间特征
门诊楼建筑在设计过程中,为了解决采光、流线等问题,常设有中庭或绿化庭院。庭廊式即通过环绕中庭或庭院的走廊来组织门诊大厅、公用科室与门诊科室之间的联系。这种空间组合方式视野开阔、视线畅通。与街巷式类似,庭廊式空间组合方式同样具有较大的开放性,且庭院的设计会增大其自然通风潜力,若是中庭则可以合理的考虑热压通风的应用,自然通风潜力较高。青医附院门诊楼位于院区南侧,院区正门北侧。青岛冬季主导风向为北风,夏季为南风,全年风速处于较高水平。院区北侧为信号山,会对冬季来自正北方向的气流产生一定的阻碍作用,削弱冷空气的影响;院区西侧、东侧分别为观海山与观象山,门诊楼位于三角形院区南侧,缺少高大建筑物的遮挡,因此来自南向的气流对门诊楼室内风环境影响较大,可考虑进行适当的绿化,或外部挡风构件,降低过高风速引起的不舒适感。
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2.2门诊楼空间组合分类
医院门诊楼涉及到众多的功能科室,为了便于后续研究,本文将门诊楼空间大致分为三类:诊室及其候诊空间、中庭空间、门诊大厅及公用科室。其中诊室及其候诊空间包括内、外、儿、五官、骨、中医等专业诊室及其候诊空间;门诊大厅及公用科室为患者提供问询、导医、挂号、取药、收费、化验、注射输液等功能。现代医院建筑设计为了满足高效率就医的目的,其内部功能结构、空间布局具备高效率与紧凑性。本文通过查阅有关文献以及实地调研,将门诊建筑的空间组合分为一下几类①(见表2-3):(1)街巷式街巷式是指通过“医疗街”来组织门诊大厅、公用科室与门诊科室之间的联系,通过“巷道”来解决各个科室内部的空间组织。街巷式,顾名思义,“街”的宽度应明显大于“巷”的宽度,“街”的长度亦应大于“巷”的长度,以此形成明显的导向性,引导患者就诊。这类空间组合方式具有较大的开放性,自然通风潜力较高。

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第3章自然通风的工作原理及设计方法....................................................................27
3.1空气流动的成因及其基本特征.......................................................................28
3.2自然通风的方式及其工作原理.......................................................................31
3.2.1风压通风................................................................................................31
3.3自然通风在建筑设计中的应用.......................................................................33
第4章嵌入分析1:青医附院门诊楼自然通风潜力分析.........................................36
4.1气候数据...........................................................................................................37
4.2青医附院门诊楼自然通风潜力分析...............................................................38
第5章嵌入分析2:青医附院门诊楼自然通风模拟分析.........................................42
5.1现场实测结果报告...........................................................................................42
5.2数值模拟软件的选择.......................................................................................43
5.3青医附院门诊楼室外风环境模拟...................................................................43

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第6章青医附院门诊楼自然通风优化设计

 

6.1青医附院门诊楼中庭空间优化设计
中庭是常用的建筑设计方法,良好的中庭设计不仅可以给人以空间的享受,同时能够提供舒适的建筑物理环境,包括建筑光环境、风环境、热环境。根据不同的分类依据,中庭可划分为多种形式,根据采光与否可分为采光中庭与非采光中庭,根据位置的不同可将中庭分为嵌入式、长廊式、接触式、核心式(图6-1),根据中庭剖面形式的不同可将中庭分为“A”字形中庭、“H”字形中庭、“V”字形中庭以及组合式中庭(图6-2),根据中庭边界不同可分为封闭式中庭、回廊式中庭(图6-3)。青医附院门诊楼中庭为典型的采光中庭、核心式中庭、“H”字形中庭,中庭周边条件为封闭式与回廊式相结合的方式(见图6-4)。对青医附院门诊楼进行数值模拟分析时已将模型进行简化(图5-6、图5-7),本节将以第四章的热压通风模型为初始条件,对其进行改造,以深入研究各个影响因素对其自然通风的影响。第四章中对门诊楼夏季的热压通风以及春秋季的风压模拟发现,青医附院门诊楼天窗未设置可开启窗扇,导致气流无法从屋顶流出,烟囱效应难以形成,建筑内部自然通风效果较差,热空气积压在高层空间,顶层热舒适较差。

 

6.2青医附院门诊楼候诊空间优化设计
本文第四章通过分析制定青医附院门诊楼夏季热压通风为主的自然通风设计策略,同时本章第一节对青医附院中庭空间进行优化设计,设计结果表明中庭空间热压通风优化优化难以带动诊室以及其候诊空间的空气流动,在夏季,诊室内采用空调系统进行通风换气,因此可不考虑其自然通风问题,但候诊空间属于较公共区域,利用空调系统会造成一定的能源浪费,因此本章主要对青医附院门诊楼候诊空间进行优化设计,以期其在夏季仍有较好的通风水平。候诊空间是就诊患者停滞时间最长的区域,候诊空间主要可分为厅式候诊和廊式候诊两种方式(见图6-17)。厅式候诊多作为一次候诊使用,人员比较集中,患者候诊时间较长;廊式候诊多座位二次候诊使用,人员分散,患者等候时间较短。

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第7章结论与展望
气候适应性自然通风设计策略建筑内外风环境与所在地区气候密切相关,对于某一地区而言,其气候又存在着时间上的差异,因此理清四季气候特征与建筑之间的相互影响才能更好的进行自然通风设计。首先要根据当地气象数据对该地区的自然通风潜力进行分析,进而制定出适合该地区的逐季节自然通风设计策略,最后以该策略为依据,对医院门诊楼建筑进行设计。例如本文在对青岛地区自然通风潜力进行分析后得出,青医附院门诊楼春秋季应采用热压+风压混合式自然通风设计策略,夏季应采用热压通风为主导的自然通风设计策略,冬季不具备自然通风潜力,应采用机械通风进行通风换气。门诊楼内部自然通风水平与使用者行为密切相关,考虑到建筑运行中使用者的影响因素十分重要。例如,设计师在设计之初虽然考虑到中庭空间的自然通风问题,并设置可开启窗扇,但由于天窗高度较高,难以操控,使用者在使用过程中不对窗扇进行开启,造成热空气积压,内部通风较差,亦是设计的不足之处,对此的解决办法为设置电动控制窗扇,便于使用者控制天窗的开启、关闭;通过对周围环境的优化以及建筑内部空间的优化引导人们开窗,提高风压通风水平。
参考文献(略)
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