古人在興修建築工程時，建築的形態首先考慮地理位置與環境條件，被稱之為“風水”，這一體現古人智慧結晶的理念，發展至今也有了其科學根據。風水中講究的氣場，是建築所在場地各種不同要素綜合作用的結果，風環境作為其中重要的要素之一，也成為近些年興起的綠色建築重點關注的對象。過去建築風環境預測只能通過建築師對當地氣候環境的瞭解和以往的設計經驗來實現，但是CFD（計算流體力學）的應用使建築風環境預測在設計階段更加準確和有效。
1、CFD-計算流體力學
計算流體動力學，是流體力學的一個分支，簡稱CFD。CFD是近代流體力學，數值數學和計算機科學結合的產物，是一門功能強大的交叉科學。它以計算機為工具，應用各種離散化的數學方法，對流體力學的各類問題進行仿真數值實驗、計算機模擬和分析研究，以解決各種實際問題。
2、室內外風環境
人體舒適度指數是表示人體對環境中的溫度、溼度、風速等的綜合感官指標，它反應了人體在某種特定的環境條件下的舒適程度。當人處於健康狀態下，可以根據自身的生活經歷便能體會到，適宜的溫度，適當的風速會給人帶來身心舒適感，而狂風暴雨、持續高溫、梅雨季節等則會引起人的不舒適，一方面，風速作為室外舒適度的重要指標，對人們在室外環境下的舒適度起了重要的影響，我們可以列出一個體現風速對人體舒適度的影響的表格。
另外一方面，室內自然通風與人體健康及舒適有著密不可分的關係，良好的自然通風可以改善室內空氣、降低建築室內二氧化碳濃度，帶走空氣中的微粒粉塵和揮發性有機物（VOCs），從而保證室內空氣潔淨度維持在較適宜的狀態，還能體增強人體的蒸發和對流散熱強度，減小由於皮膚潮溼而帶來的悶熱不適感，改善人們深處室內的熱舒適狀態，從而提高人群工作效率並降低患病風險。
3、室外風環境模擬
建築室外風環境作為《綠色建築評價標準》中重要的評價指標，備受業界關注。因為良好的建築室外風場不僅可以營造安全、舒適的建築風環境，還有利於汙染物的排放、建築室內散熱進而降低建築空調能耗。鑑於建築室外風長主要受到建築佈局、朝向、外型以及當地氣候等因素的影響，而這些因素在建築方案階段便已確定，所以室外風場的營造效果便可以通過CFD軟件進行模擬分析，在設計階段即可得到建築室外風環境的基本情況。
根據《綠色建築評價標準》中對室外風環境的條文要求，模擬分析計算主要研究內容為項目所在地夏季、冬季、過渡季三種環境工況下，項目室外人員活動場地1.5米高度處的風場情況以及建築立面的風壓情況。冬季工況下，活動場地1.5米高度處風速不出現風速及風速突變過大的情況，建築立面風壓不至於使開窗情況下室內產生過大風速；在夏季、過渡季工況下，活動場地1.5米高度處風速不出現渦旋，建築立面風壓可使建築室內產生舒適的空氣流動，從而減少空調的使用，降低能耗。通過CFD模擬計算，可以非常直觀的看出建築室外在各工況下活動場地1.5米高度處的風場情況以及建築立面的風壓情況。
建築室外1.5米高度處風速雲圖（夏季工況）
建築室外1.5米高度處風速矢量圖（夏季工況）
建築立面風壓雲圖-迎風面（夏季工況）
建築立面風壓雲圖-背風面（夏季工況）
4、室內自然通風模擬
室內自然通風作為另外一個《綠色建築評價標準》中重要的評價指標，同樣受到業界的廣泛關注，因為在過渡季工況下，良好的自然通風可以明顯降低該時期內的空調使用比例，從而降低能耗，所以室內自然通風的環境參數應考慮在室外風模擬分析中得出的立面風壓條件進行模擬分析，最終的結果才能更符合判斷評價指標是否滿足的需要。
根據《綠色建築評價標準》中對室內自然通風的條文要求，模擬分析計算主要研究內容為建築在過渡季工況下，室內主要功能房間的換氣情況，評價指標為換氣次數，但通常模擬分析也會體現主要功能房間1.5米高度處風場結果，以輔助說明室內的風場環境。
建築室內1.5米高度處空氣齡*雲圖（過渡季工況）
*換氣次數可通過空氣齡計算得出，換氣次數=3600秒（一小時）/空氣齡
建築室內1.5米高度處風速雲圖（過渡季工況）
建築室內1.5米高度處風速矢量圖（過渡季工況）
5、結語
CFD（計算流體力學）仿真模擬作為綠色建築評價的一種重要技術手段，可以非常直觀的展現建築室內外風場環境，有助於在建築設計階段預測建築環境，評價建築設計的佈局、朝向、外型、開窗位置及可開啟大小的合理性的研究。
作者：
壘智設計集團有限公司
建築健康研究所
林嘉煒
