基于运动热可接受度的南京地区体育馆被动式设计策略研究

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随着全民健身的进一步发展,人们对体育建筑的要求不再局限于满足使用功能,追求健康舒适的运动热环境已成为必然需求。南京地区夏季炎热,热环境问题突出,现阶段调节体育馆室内环境的主要手段是利用空调,能耗巨大。而风扇在改善热环境方面的有效作用被忽视,其仍然可作为改善人体热可接受度的一种可行选择。目前被动式改善体育馆热环境主要通过建筑自身设计强化自然通风和利用建筑设备(如风扇)这两种途径。针对以上问题,本文选取南京理工大学体育馆作为南京地区体育建筑典型代表进行研究。研究中将非赛时状况下大球运动空间高度限定在7m,风速限定在0.6m/s。利用Airpak对南理工体育馆的比赛馆和训练馆进行数值模拟,计算整个空间的温度场、速度场,并用夏季80%热可接受温度范围进行评价。结论如下:比赛馆典型日操作温度32.8℃,满足静坐人群的热可接受温度范围,不满足慢走、慢跑人群的热可接受温度范围;典型日白天时间内,静坐、慢走、慢跑人群对室内热环境可接受的总时长分别为7小时、5小时、5小时。训练馆典型日操作温度32.4℃,满足静坐、慢走人群的热可接受温度范围,不满足慢跑人群的热可接受温度范围;典型日白天时间内,静坐、慢走、慢跑人群的热可接受总时长分别为7小时、6小时、5小时。针对场馆现存问题,基于人体热可接受度,从强化自然通风和设备调节两种被动式优化途径出发,提出了形体、开窗、风扇调节设计三方面的优化设计策略。通过模拟验证了外倾界面、不对称顶界面、扩大开窗以及增设吊扇在改善热环境以满足各人群热可接受范围方面的有效性。同时发现:在满足7m运动空间内风速不超过0.6m/s的条件下,风扇半径越大、数量越多,馆内热环境改善程度越高;在同等风扇大小和数量的情况下,不同转速对热环境的改善程度差距不大,低转速下的风速均匀度更好。最后,结合优化结果,从形体、开窗、风扇调节设计三个方面对体育馆热环境被动式调节设计策略进行归纳和总结,为南京地区体育馆的设计提供指导建议。
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