本文是一篇建筑学论文，论文以中大型会展建筑展厅空间为研究对象，在广泛案例调研的基础上，确定了典型化的展厅空间形态和尺度；通过文献梳理，分析了狭义腔体通风的原理和类型，确定了以1.5米呼吸平面上的风速、空气龄和温度为展厅腔体自然通风的评价指标。
1绪论
1.1研究背景
1.1.1双碳战略
随着全球的气温逐渐上升，随之而来的一系列气候变化例如极端天气频发和海平面上升等都对全球的民生、经济和生态造成了巨大的影响。自工业革命以来，人类活动的主要变化为化石燃料的燃烧，这使得空气中二氧化碳和甲烷的含量变高，这些气体上升到大气中形成了“温室效应”，阻碍了地球的热量向宇宙中散发的过程，因此导致全球温度升高。2023年3月20日，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布了第六次评估报告综合报告《气候变化2023》，此报告提出：由于能源利用、土地利用和使用方式的改变，以及不同地区、不同国家、不同国家和不同个体的生活方式、消费方式和生产方式的改变，导致了全球温室气体的排放量不断增大。与1850-1900年对比，2011年到2020年之间，地球表面的气温升高了1.1℃，预计到了2030年，全球的温室效应将使地球的温度上升到1.5℃以上，并且很难将上升幅度限制在2℃内[1]。
为了应对这一全球性的气候挑战，我国政府在第七十五届联合国大会上提出了“双碳战略”：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和[2]。碳达峰是指CO2排放量在峰值之后逐渐减少，是从增量向减量的转折点，而碳中和则是通过植树造林、节能减排等方式对CO2排放量进行补偿，最终实现CO2的零排放。这就意味着到2060年我们要使我国的CO2达到零排放，加快各行各业的低碳创新价值链、传统工业转型和绿色低碳产业的发展，才能达成碳中和的目标[3]。
1.2研究目的及意义1
.2.1研究目的
会展建筑的节能设计是一项综合性工程，它要求在满足其功能要求的前提下，兼顾经济性、环境性、社会性，才能达到可持续发展的目的。在众多的绿色设计方法中，自然通风被认为是解决室内环境污染、节能减排的最有效方法，其重要性体现在多个方面。首先室内外的空间交换可以提高室内空气的新鲜程度，用以满足人体的健康需求，按照国家以及空气质量标准，室内每人每小时应该有30m3的新鲜空气，而高于2%的室内二氧化碳浓度则会使人感到不适。其次，自然通风可以在夏天通过空气的流动带走室内余热，以降低空调的能耗，能够有效地节约能源，从而实现节能的目标[5]。
建筑的通风方式主要有三种：自然通风，机械通风和组合通风。在这些方法中，自然通风是建筑节能设计的核心，具有经济、环保、安全等优点。通过对建筑空间进行合理的布置，保证主体建筑室内的自然通风，可以在保证室内舒适度的同时，有效地减少建筑的能耗。然而在工程实践中，受建筑规划及地理环境等因素的限制，必要时通过需要额外设置中庭、通风塔、通风井等方法来加强建筑空间的自然通风，从而提升提高会展建筑的环保性能和能源利用效率。本文重点研究了在会展建筑设计过程中，如何将风环境设计措施引入到建筑中提高其通风能力，最大限度地降低因机械通风而造成的能耗，从而实现节能的目标。
会展建筑在群体组合上因其功能区较多而呈现出多种多样的形式，其中最核心的大空间是展览区域，此区域主要由多个相同的标准展厅及单个多功能展厅组成。本次研究的重点为标准展厅的绿色通风设计，标准展厅通常相对独立，而且与其他展厅之间的关系呈现一定的规律性。
2展厅空间自然通风理论研究
2.1建筑通风理论基础
本节详细探讨了自然通风的基本原理和实施方式，以及其对建筑和人体的重要影响。特别是对建筑腔体进行了概念性解读，分析其在自然通风中的功能和作用。此外还详细介绍了本研究采用的CFD计算模拟方法的技术理论和模拟流程。
2.1.1自然通风
（1）自然通风原理
建筑的自然通风是指通过利用建筑内外的压力差和温度差，形成自然气流的流动。建筑可以通过合理的整体布局和空间设计，利用气流的风压差、温度差和风的走向等原理，使新鲜空气进入建筑室内，实现室内外空气的交换。根据压力差产生的原因不同，自然通风可以分为风压自然通风和热压自然通风[36]。
风压自然通风的原因是在室外风力的作用下，气流受到建筑物的阻挡，在建筑物的迎风面形成一个正压区，气流绕过建筑物的各个侧面和背面，会在背风面形成一个负压区，风从正压区进入建筑物内部，从负压区流出，形成了自然通风，其大小受室外风速、建筑物迎风面形状、建筑物布局和室外风向等因素影响。
热压自然通风是由于室内外空气温度不同，当室内温度温度较高时，室内的空气受热膨胀，密度变小，形成高压区，建筑物下部的冷空气便流向高压区，形成了自然通风。同时，室外空气由建筑物的低处进入室内，与室内排出的热气形成互补，实现空气在室内与交换与流通，如果室内温度温度低，就会出现相反的气流方向，其强度受建筑物的室内外的温差，进、排风口的位置及尺寸等多种因素的影响。
2.2沈阳地区建筑通风潜力分析
沈阳位于中国东北地区，属于典型的寒冷地区气候，其地理位置和气候特点对于沈阳的建筑通风研究影响较大，本节主要从沈阳全年的温度、风速和主导风向分析沈阳的自然通风潜力。
2.2.1沈阳地区风环境
风环境主要涉及到风速和主导风向两个关键因素。风速是指空气在单位时间内沿风向移动的距离，通常用米每秒（m/s）或千米每小时（km/h）来表示。风速的大小直接影响到建筑内外空气交换的速率和效果。主导风向则是风力在长时间内吹刮的主要方向。主导风向的变化受到地理环境、气候条件等多种因素的制约。
（1）风速
据1971-2000年资科统计，沈阳的月平均风速如表2.1，从表中可以看出沈阳的月平均风速在全年内具有一定的规律性。冬季由于气候寒冷，风速通常较低，平均风速在2m/s以下。夏季风速相对较高，但考虑到高温和高湿度的影响，可以在相对适宜的时间进行通风。春季和秋季的风速逐渐增大，平均风速在2-3m/s之间，是沈阳自然通风潜力较大的季节。
如图2.4所示，使用Rhino+grasshopper平台的Ladybug插件对沈阳的风速数据进行了可视化处理，得到了沈阳的全年风速变化图，本次实验模拟采用沈阳在4-10月份的平均风速2.8m/s。
3 典型展厅空间的自然通风现状研究 ......................... 21
3.1 展厅空间构成要素分析...................... 21
3.1.1 展厅空间概述 .............................. 21
3.1.2 展厅空间设计要素分析 ....................... 22
4 平行于风向的典型展厅空间腔体优化策略研究 .............................. 39
4.1 腔体工况设置 ............................ 39
4.1.1 腔体通风位置 ......................... 39
4.1.2 腔体通风参数设定 .......................... 39
5 垂直于风向的典型展厅空间腔体优化策略研究 .............................. 73
5.1 腔体工况设置 .............................. 73
5.1.1 腔体通风位置 ............................. 73
5.1.2 腔体通风参数设定 ........................... 73
5垂直于风向的典型展厅空间腔体优化策略研究
5.1腔体工况设置
在针对典型展厅空间的腔体设计置入过程中，本章首先确定影响模拟实验的与腔体有关的因素，并且对其进行模拟工况的范围设定。
5.1.1腔体通风位置
基于第三章的模拟结果，本章考虑在展厅内侧沿长边布置竖井等腔体，其位置如图5.1所示，设置腔体后将改变原有的气流路径，为展厅内部提供更加均匀的通风效果。同样便于形成空气流通的夹层，并在适当位置开设与展厅的通风口和天窗排风口，意在引导位置较高的侧窗进入的空气通过低区的洞口进入到腔体，进而从天窗排出，以促进空气流动。
6.结论与展望
6.1结论
本论文聚焦于中大型会展建筑展厅空间，通过深入的调研与详尽的分析，构建了展厅空间的典型模型及基础实验模型，并围绕其自然通风效果展开了研究。为评估通风效能，选取了风速、空气龄及1.5米呼吸平面上的温度作为关键评价因素，构建了展厅腔体自然通风评价体系。
基于腔体与进风口风向的关联性，将腔体类型划分为平行与垂直进风口两种，并进行了系统性的分析，通过单变量与多变量联合模拟实验，在典型空间模型与合理边界条件下，得出以下关键结论：提升平行于风向的腔体自然通风效果的自变量关联强度排序为：HH、DY+、DX+、DH，明确了自变量、因变量正负相关的协同作用关系，即V-avg与HH、DY+、DX+、DH、DDH自变量具有典型的正向协同关联，A-avg与HH、DY+自变量具有典型的负向协同关联，T-avg与HH、DY+、DX+、DX/DY+、DX/DY自变量具有典型的负向协同关联；提升垂直于风向的腔体自然通风效果的自变量关联强度排序为：DY+、DK、DY/DX、DY/DX+、HY，明确了自变量、因变量正负相关的协同作用关系，即V-avg与DX+、HY、DK、DY+自变量具有典型的同向协同关联，A-avg与DY+、HY、DK、DY、DH自变量具有典型的负向协同关联，T-avg与DY+、DK、DH、DY自变量具有典型的负向协同关联。
由此可知，腔体设计对展厅通风效果具有显著影响，无论是平行或垂直进风口的腔体
