[发明专利]一种特大型火车站候车厅的腔体通风设计优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种特大型火车站候车厅的腔体通风设计优化方法及系统，以特大型火车站候车厅典型空间模型为基础，利用CFD对风井腔体尺度的截面边长、风井腔体高度、纵向布置数量、横向布置数量、腔体开口宽度、开口高度、开口距地高度7个自变量进行参数化模拟，输出候车厅人员高度平均温度、平均风速、平均二氧化碳浓度3个因变量数据组；并通过逐步回归法分析建立了候车厅人员高度平均温度、风速、二氧化碳浓度的回归拟合模型，由于回归方程中的自变量是能够显著影响因变量的设计参数，因而在设计时优先考虑方程中的变量，通过建立腔体设计参数与室内舒适指标的回归拟合模型，优化候车厅腔体植入的设计流程，以低耗高效的达到理想的候车厅室内舒适环境。

技术领域

本发明涉及大型候车室通风设计技术，尤其是涉及一种特大型火车站候车厅的腔体通风设计优化方法及系统。

背景技术

21世纪以来，随着高速铁路的快速发展，大型火车站成为我国各级中心城市建设的重要内容。根据笔者所在团队对我国北方地区11个省份调研统计，大型及特大型火车站63座，多为近10年新建和改造，建设规模呈现快速增长状态。根据《中国建筑节能年度发展研究报告》(2017)的统计数据，交通枢纽类建筑单位面积用能强度中位值为125kwh/m²·a，在公共建筑中位列第二，仅次于商业建筑，这其中空调能耗占有相当比重。因此，为降低空调能耗，通过设置腔体的方式改善候车厅的自然通风性能，延长候车厅自然通风、缩短空调运行的时长，同步改善候车厅环境的舒适度水平，是当今绿色建筑研究的重要领域之一。现有候车厅腔体植入的设计中，一般是由设计师根据经验以及空调的位置分布进行设计的，其通风腔体的设置没有与室内外的环境因素相结合，通风效果欠佳，使得空调无法达到最优能耗。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种特大型火车站候车厅的腔体通风设计优化方法及系统，以优化候车厅腔体植入的设计流程，使建筑工作者能够对腔体的功能、形态及通风调节作用进行综合分析，以低耗高效的达到理想的候车厅室内舒适环境。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案第一方面提供一种特大型火车站候车厅的腔体通风设计优化方法，其包括如下步骤：

S1、建立特大型火车站候车厅空间模拟实验模型，所述特大型火车站候车厅空间模拟实验模型如下：将特大型火车站的站房的设置在铁路双侧，候车厅采用跨线架设，为单一大跨度的空间形态，以矩形平面为主，自进站口至检票口的旅客通道间布其中，附属设施集中布置在候车厅两侧，沿候车厅纵向外墙通长、通高设置，在候车厅内设置有风井腔体，所有风井腔体的下部、向站台方向均设置开口；

S2、在特大型火车站候车厅空间模拟实验模型的基础上，利用CFD对植入候车厅的反映风井腔体尺度的截面边长P1和风井腔体高度P2，反映风井腔体布置方式的纵向布置数量P3和横向布置数量P4，反映风井腔体开口状况的开口宽度P5、开口高度P6、开口距地高度P7这7个自变量随机抽样并进行参数化模拟，输出候车厅输出因变量，即候车厅人体活动高度平均温度P8、平均风速P9和平均二氧化碳浓度P10这3个因变量数据组；

S3、运用SPSS对抽样得到的多组数据组进行回归分析，建立3个因变量的逐步回归方程，明确自变量与因变量的相关性关系，其中：

将P1-P7作为自变量，P8作为因变量，得到的第一多元回归方程为：

P8＝25.888-0.280×P7+0.765×P5

将P1-P7作为自变量，P9作为因变量，得到的第二多元回归方程为：

P9＝1.012-0.037×P4-0.012×P3-0.014×P6-0.013×P1

将P1-P7作为自变量，P10作为因变量，得到的第三多元回归方程为：

P10＝P4×(1.47E-05)+P3×(4.23E-06)+P1×(8.24E-06)+P6×(3.53E-06)；