一种绿色建筑群室外风环境质量的综合指数评价方法技术

本发明专利技术公开了一种绿色建筑群室外风环境质量的综合指数评价方法，包括以下步骤：定义“建筑群室外风环境综合指数R”作为评价建筑群室外风环境质量的依据，根据《中国建筑热环境分析专用气象数据集》中天津市冬季16个风向的风频，利用层次分析法确定指标权重；运用CFD分别模拟建筑群冬季16个风向的室外风环境，分别计算出Pij的值；计算出建筑群室外风环境综合指数R的值，根据分级标准，确定室外风环境质量。与现有技术相比，本发明专利技术综合考虑季节典型风向的风频及三项单项指标后，提出建筑群室外风环境综合指数R，实现了建筑群室外风环境质量的综合评价。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种绿色建筑群室外风环境质量综合评价方法，特别是涉及一种基于CFD技术的建筑群室外风环境质量综合指数评价方法。
技术介绍
随着经济水平的提高和人口的增加，建筑用地越来越少，高层建筑的数量也越来越多。由于建筑布局不合理导致的局部通风不畅、局部强风导致行人举步维艰及强风卷刮物体伤人等事故的现象越来越引起重视。好的建筑小区应该同时满足室内环境和室外环境舒适性的要求，室外风环境状况是评价建筑小区优劣的一个重要标准。根据评价结果，优化建筑群布局，结果将直接影响居民的日常生活及建筑能耗，提高建筑群设计的可持续发展。例如，优化布局可以在夏季充分利用自然通风改善室内空气品质和降低城市热岛效应，降低空调能耗，在冬季实现建筑节能等。因此，如何综合评价建筑群室外风环境质量成为当前的研究和设计热点问题。计算流体力学(CFD)方法已经广泛应用于室外空气环境模拟。该方法具有成本低、效果好等优势，通过求解流体动力学方程组，能够模拟出建筑群室外空气流场，现有室外风环境质量评价的技术往往是结合CFD方法提出的。建筑群风环境评估方法主要有相对舒适度评估法、风速概率统计评估法、风速比评估法等。1)相对舒适度评估法以人的舒适性需求为出发点，综合了人的风不舒适程度以及风不舒适发生的次数进行分级。但该方法基于人的主观性评价，具有很大不确定性；2)风速概率统计评估法主要是通过研究人行高度处风速与人体舒适度之间的关系，来评价风环境。但其指标是依照气象台常年观测信息统计设置的，也涉及到人的主观性问题；3)风速比评估法则以实际风场中某点的行人高度处的平均风速与相同高度处未受干扰来流的平均风速的比值的大小来反应建筑物存在引起的风速变化程度，难以全面地反映出研究地块完整的风环境。同时，上述方法考虑因素比较单一，往往不能实现对实际建筑群室外风环境受多因素影响给出的可靠评价。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的问题，本专利技术提出了一种绿色建筑群室外风环境质量的综合指数评价方法，结合CFD技术，依据《绿色建筑评价标准》提出建筑群室外风环境综合评价指数，综合四季的风速条件，评价室外风环境质量。本专利技术提出了一种绿色建筑群室外风环境质量的综合指数评价方法，该方法包括以下步骤：定义“建筑群室外风环境综合指数”作为评价建筑群室外风环境质量的依据，其计算公式如下： R = 100 Σ i = 1 3 Σ j = 1 16 W i P ij f j - - - ( 1 ) ]]>式中，R为建筑群室外风环境综合指数；i为指标项数；j为风向数；Wi为各项指标的权重，其中：各项指标包括人行区风速＜5m/s的面积的比例P1、室外风速放大系数＜2的面积的比例P2和单体建筑迎背面压差达标数量比例P3；Pij为不同风向各项指标的值，包括j＝16个不同风向分别对应的i＝3个指标，即：人行区风速＜5m/s的面积的比例P1、室外风速放大系数＜2的面积的比例P2和单体建筑迎背面压差达标数量比例P3；fj为j＝16个不同风向的风频；根据获取的气象数据集中的风向的风频，利用层次分析法确定指标权重Wi；运用CFD分别模拟建筑群冬季16个风向的室外风环境，分别计算出不同风向各项指标的值Pij；利用式(1)计算出建筑群室外风环境综合指数R的值，根据分级标准，确定室外风环境质量。与现有技术相比，本专利技术综合考虑季节典型风向的风频及三项单项指标后，提出建筑群室外风环境综合指数R，实现了建筑群室外风环境质量的综合评价。附图说明图1为本专利技术的一种绿色建筑群室外风环境质量的综合指数评价方法总流程示意图；图2是递阶层次结构示意图。具体实施方式以下结合附图及具体实施方式，进一步详述本专利技术的技术方案。本专利技术的评价指标根据《绿色建筑评价标准》(GB-T50378-2014)有室外关风速场的规范确定。其中主要是在第4.2.6条中规定了在冬季典型风速和风向条件下，要求：1)建筑物周围人行区风速小于5m/s，且室外风速放大系数小于2；2)除迎风第一排建筑外，建筑迎风面与背风面表面风压差不大于5Pa，场地内风环境有利于室外行走、活动舒适和建筑的自然通风。以冬季为例，提出了如下三项单项指标：指标1：人行区风速＜5m/s的面积的比例(P1)(1.5米高度处，风速＜5m/s的面积占小区室外面积的百分比)。指标2：室外风速放大系数＜2的面积的比例(P2)(1.5米高度处，室外风速放大系数＜2的面积占小区室外面积的百分比)。指标3：单体建筑迎背面压差达标数量比例(P3)(单体建筑冬季迎风面与背风面表面风压差不大于5Pa的建筑个数占总建筑个数的百分比)。如图2所示，本专利技术流程包括以下步骤：定义“建筑群室外风环境综合指数”作为评价建筑群室外风环境质量的依据，其计算公式如下： R = 100 Σ i = 1 3 Σ j = 1 16 W i P ij f j - - - ( 1 ) ]]>式中，R为建筑群室外风环境综合指数。R越大，代表室外风环境质量越好。Wi为各项指标的权重，Pij为不同风向各项指标的值，fj为冬季各风向风频；根据《中国建筑热环境分析专用气象数据集》中天津市冬季16个风向的风频，利用层次分析法确定指标权重，运用CFD分别模拟建筑群冬季16个风向的室外风环境，分别计算出Pij的值，利用式(1)计算出建筑群室外风环境综合指数R的值，根据分级标准(见表1)，确定室外风环境质量。表1建筑群室外风环境综合指数R分级标准风环境质量较差一般好(一星级)较好本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绿色建筑群室外风环境质量的综合指数评价方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：定义“建筑群室外风环境综合指数”作为评价建筑群室外风环境质量的依据，其计算公式如下：R=100Σi=13Σj=116WiPijfj---(1)]]>式中，R为建筑群室外风环境综合指数；i为指标项数；j为风向数；Wi为各项指标的权重，其中：各项指标包括人行区风速＜5m/s的面积的比例P1、室外风速放大系数＜2的面积的比例P2和单体建筑迎背面压差达标数量比例P3；Pij为不同风向各项指标的值，包括j＝16个不同风向分别对应的i＝3个指标，即：人行区风速＜5m/s的面积的比例P1、室外风速放大系数＜2的面积的比例P2和单体建筑迎背面压差达标数量比例P3；fj为j＝16个不同风向的风频；根据获取的气象数据集中的风向的风频，利用层次分析法确定指标权重Wi；运用CFD分别模拟建筑群冬季16个风向的室外风环境，分别计算出不同风向各项指标的值Pij；利用式(1)计算出建筑群室外风环境综合指数R的值，根据分级标准，确定室外风环境质量。

【技术特征摘要】
1.一种绿色建筑群室外风环境质量的综合指数评价方法，其特征在于，该方法包
括以下步骤：
定义“建筑群室外风环境综合指数”作为评价建筑群室外风环境质量的依据，其计
算公式如下：
R = 100 Σ i = 1 3 Σ j = 1 16 W i P ij f j - - - ( 1 ) ]]>式中，R为建筑群室外...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤学一，李倩倩，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12