用计算机来“算”房屋风水，准不准？从建筑模拟仿真技术角度剖析人与住宅之间的影响

几千年以来，建筑业在历史长河中不断地创新、发展。到了今天，建筑商和用户都把建筑要求集中在如何节约能源、降低生产费用、提高安全和舒适性等方面。在国内人们选择住宅更是讲究“坐北朝南”、“南北通透”等说法。

随着计算机技术的发展，除了古人流传的风水看住宅的方法之外，我们还能利用仿真软件进行各种模拟分析，从选址、建筑结构细节优化、材料，到室内暖通、制冷等无一不及，以了解建筑物在生活工作中会受到什么影响。

建筑外流场分析

很早古人就开始注重坐北朝南这个位置，现今这个说法主要体现在客厅和主卧室朝南向，或者房屋的主要采光面在南侧。我们利用建筑外流场仿真技术可以在建筑设计早期解决这个问题。

可以通过基础气象数据，借助仿真软件对建筑模型进行最佳朝向分析。                                       

建筑模型

经过运算得到最佳朝向分析的结果图。

红色代表最差朝向；黄色竖线为最佳朝向。

经过分析可知此建筑最佳朝向为南偏西20°。

除此之外，建筑外流场仿真还可分析建筑的风载荷对结构强度的影响、识别建筑群中的扰流区域、观测采光、地面行人步行空间的舒适度等。

建筑结构影响分析

因此，建筑室外风环境的预测和分析对于建筑的整体布局与规划有很重要的指导意义。

主要体现为以下几点：

• 有利于了解建筑群中各建筑物的气流组织

• 夏季有利于通风，减少通风死角

• 冬季有利于御寒，控制建筑物外场的风速

• 有利于污染物的扩散

• 有利于疏通火灾等空气污染物事故对人体的影响

一个好的朝向会对采光、通风都有影响，也会提升居住的舒适度。外流场分析可以简便地实现节能建筑通风环境，准确模拟通风系统的空气流动、空气品质、传热、污染等问题，有效地提高人员的舒适度和建筑品质。

室内流场分析

其实风水和中医瑜伽是属于同类，都是属于预防科学类的范畴。而室内风水设计研究的便是人与自然的和谐。其中重要的便是气在室内必须平衡地普遍地流通，从大门通道到卧室、厨房、书房、客厅之气，要顺畅地出入。

对于这种情况，我们便可以利用仿真软件视觉化分析整个室内温度环境分布和室内气体流动的情况，以此来评估室内湿度、热舒适度和通风情况。

室内风速

仿真过程主要注意以下几点：

可以直接从室内模型中提取模拟分析所需的建筑内部边界，门窗即为通风口。

对于室内通风，可能发生较大的风速变化地方一般为窗户、门、墙的拐角附近，因此网格需要特别加密，以捕捉这些局部特征对风场的影响。

设置算法条件，得出室内通风仿真结果分析。

人行风速云图

从图中可以看出大部分房间能够通过迎风侧进风气流形成有效气流。满足人体舒适度要求，主要功能房间通风状况良好。

外流场仿真分析有利于自然通风风场布局优化，以及大空间建筑物的流程模拟，便于工程师对特定的房间或者区域进行策略调整，实现更有效的室内自然通风，节能减排。

HVAC系统分析

自然通风属于客观因素，如果想要主观调整室内通风环境，人们往往会选择空调作为调节室内气流的手段。空调利用冷风、热风调节室温，不仅改变了家居的居住舒适度，还会形成磁场，对居室的风水有很大的改变。因此我们可以利用HVAC系统仿真分析来如何设置最佳气流位置。

“HVAC”即是“供暖通风与空气调节工程”的英文缩写，简称“暖通空调”。主要目的为控制室内热环境，改善室内空气品质的重要技术。

为制定出最佳的通风空调方案，暖通设计师从建筑方案设计阶段就开始探寻建筑物室内外的气流的速度场、温度场、浓度场的分布，尽可能设计出最为高效、舒适、节能的空调系统。

HVAC的CFD模拟

为达到空调系统运行高效且节能，暖通设备运行管理人员也一直致力于探寻设备能效的最大化。在研究建筑环境及其HVAC系统之间的动态作用时，仿真和模型是最常用的方法。

描述HVAC系统的软件从功能的不同大致也可以划分为两种类型，一种是基于系统的，另一种是基于部件的。前者主要强调的是HV AC系统整体的能耗和经济性分析，而后者则针对某些设备和部件，如制冷机或水泵，来讨论它们的性能。

HVAC系统的模拟，以检查通风速度、湿度和热度

除此之外，蓄冷技术、地热资源的利用和太阳能暖通节能等是HVAC系统技术常见的运用手段。

今天，计算机的软硬件技术在不断革新。例如并行处理、高分辨率的交互式图形等技术的发展，大大推动了建筑的整体动态性能仿真在实际中的应用。在下一代计算机上开发的新一代仿真软件，就能利用更多的科技成果，从而让人们更加清楚的了解建筑、HV AC系统和控制元件之间的相互关系，这样就能进一步认识到应该如何设计和控制未来的建筑，以实现这个集成系统整体性能的最优化。

结语

计算机仿真技术在建筑工业中的应用越来越多。通常用来优化设计、缩减耗费、提高室内和室外建筑质量等，且能够充分利用自然资源，削减能源负荷，有明显的经济效益。随着计算机软件和硬件的快速发展，计算机仿真技术必然将在建筑工程设计领域发挥越来越重要的作用。

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