2014一級建筑師《建筑物理與設(shè)備》建筑熱工學(xué)11

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　　自然通風(fēng)降溫設(shè)計

　　(一)形成自然通風(fēng)的動力因素

　　熱壓和風(fēng)壓綜合作用形成建筑物的自然通風(fēng)。從自然通風(fēng)降溫的角度來看，風(fēng)壓通風(fēng)對改善室內(nèi)氣候條件的效果比較顯著，應(yīng)首先考慮如何組織風(fēng)壓通風(fēng)來改善室內(nèi)熱環(huán)境。

　　1.熱壓通風(fēng)

　　熱壓通風(fēng)需要進風(fēng)口低于出風(fēng)口才能形成。熱壓的大小取決于室內(nèi)外空氣溫差所形成的空氣密度差，以及進出風(fēng)口的高差。

　　2.風(fēng)壓通風(fēng)

　　當(dāng)風(fēng)吹向建筑物時，在迎風(fēng)面上形成正壓區(qū)，而在建筑物屋頂、兩側(cè)及背風(fēng)面形成負(fù)壓區(qū)，負(fù)壓區(qū)內(nèi)的空氣一般處于渦流狀態(tài)，又稱為渦流區(qū)。如果建筑物上設(shè)有開口，氣流就會從正壓區(qū)流人室內(nèi)，再從室內(nèi)流向負(fù)壓區(qū)，這就形成了風(fēng)壓通風(fēng)。風(fēng)壓的大小由風(fēng)速以及空氣動力系數(shù)(由建筑物外表面尺寸及與風(fēng)向形成的夾角所決定，并隨位置而異)決定。

　　(二)建筑朝向和建筑群布局與自然通風(fēng)的關(guān)系

　　1.建筑朝向

　　選擇建筑朝向時，首先要爭取房間的自然通風(fēng)，同時綜合考慮防止太陽輻射及防止暴風(fēng)雨吹襲。

　　為爭取房間的自然通風(fēng)，房間的縱軸宜盡量垂直于夏季主導(dǎo)風(fēng)向，主要房間應(yīng)布置在夏季的迎風(fēng)面。

　　2.建筑群布局

　　建筑群的布局對組織好室內(nèi)通風(fēng)具有重要作用，要避免某一建筑處于渦流區(qū)內(nèi)。影響渦流區(qū)長度的主要因素是房屋的大小以及風(fēng)向投射角。渦流區(qū)的長度隨房屋的高度及寬度的增大而增大，隨房屋的深度增大而減少。風(fēng)向投射角是風(fēng)向與房屋外墻面法線的交角。

　　表1―13是風(fēng)向投射角對渦流區(qū)長度及室內(nèi)風(fēng)速的影響。隨著風(fēng)向投射角的增大，房屋背風(fēng)面渦流區(qū)的長度在不斷縮小，但也影響到室內(nèi)風(fēng)速的降低。渦流區(qū)長度縮小，能夠使后面的建筑避開渦流區(qū)，有利于組織風(fēng)壓通風(fēng)，有利于縮短建筑間距。但風(fēng)向投射角太大，又會降低室內(nèi)風(fēng)速。所以，在建筑設(shè)計中要綜合考慮這兩方面的利弊，來決定合理的建筑間距，同時也可通過建筑群體布局方式的改變以達到縮小間距的目的。

　　注：H為房屋高度。本表的建筑模型為平屋頂，其高度：寬度：深度=1：8：2.

　　一般建筑群的平面布局有行列式、周邊式及自由式三種。行列式又可分為并列式、錯列式和斜列式，從通風(fēng)效果來看，錯列式和斜列式較并列式和周邊式為好。

　　建筑高度對自然通風(fēng)也有很大的影響，高層建筑對室內(nèi)通風(fēng)有利。但是高層建筑也存在把城市上空的風(fēng)引向地下，產(chǎn)生“樓房風(fēng)”的危害。在高層建筑的兩側(cè)及頂部繞流過去的風(fēng)速比較大，如果高層建筑的底層為開敞式，通風(fēng)效果會加強，但是在設(shè)計時如考慮不周也會使其變成高速風(fēng)道。

　　(三)房間的開口及通風(fēng)構(gòu)造的設(shè)置

　　1.房間開口的位置及面積

　　必須為房間設(shè)置進風(fēng)口和出風(fēng)口才能組織起房間的穿堂風(fēng)。開口位置和面積設(shè)置恰當(dāng)，可保證室內(nèi)的氣流達到一定速度和流場的均勻。一般來說，進、出風(fēng)口位置設(shè)在中央，氣流直通，對室內(nèi)氣流分布較為有利。當(dāng)開口偏在一側(cè)時，容易使氣流偏移，導(dǎo)致部分區(qū)域有渦流現(xiàn)象，甚至無風(fēng)。房間的開口位置一定要使氣流能夠經(jīng)過人在室內(nèi)經(jīng)常活動的區(qū)域。

　　進風(fēng)口直對著出風(fēng)口，會使氣流直通，房間內(nèi)其他地方很難受到氣流影響，除非進風(fēng)口開得很大。如果進、出風(fēng)口錯開互為對角，氣流在室內(nèi)經(jīng)過的路線會長一些，影響的區(qū)域會大一些。若進、出風(fēng)口相距太近會使氣流偏向一側(cè)，導(dǎo)致室內(nèi)通風(fēng)效果不佳。如果進、出風(fēng)口都開在負(fù)壓區(qū)墻面一側(cè)或者整個房間只有一個開口，則室內(nèi)通風(fēng)狀態(tài)較差。

　　開口的高度也直接影響到室內(nèi)的通風(fēng)效果。當(dāng)進風(fēng)口設(shè)在高處時，氣流就貼著頂棚流動，吹不到人的身上。只有把進風(fēng)口設(shè)在較低處，氣流才能作用到人的身上。而出風(fēng)口的位置會對風(fēng)速產(chǎn)生一些影響，出風(fēng)口低一些，室內(nèi)的氣流速度會大一些。

　　房間開口面積影響室內(nèi)空氣流場。室內(nèi)的平均氣流速度只取決于較小的開口尺寸。當(dāng)進風(fēng)口面積比出風(fēng)口小時，進風(fēng)口處的風(fēng)速較大，但流場的分布不夠均勻;而進風(fēng)口比出風(fēng)口大時，室內(nèi)流場分布比較均勻。如果進、出風(fēng)口面積相等，開口越大，流場分布的范圍就較大、較均勻，通風(fēng)狀況也較好;開口小，雖然風(fēng)速相對加大了，但流場分布的范圍卻縮小了。

　　2.與通風(fēng)有關(guān)的構(gòu)造措施

　　門窗及有關(guān)構(gòu)造的設(shè)置要有利于導(dǎo)風(fēng)、排風(fēng)和調(diào)節(jié)風(fēng)向、風(fēng)速等。由于窗扇的開啟有擋風(fēng)和導(dǎo)風(fēng)的作用，所以門窗如果裝置得宜，能增加通風(fēng)效果。當(dāng)風(fēng)向入射角較大時，如果窗扇向外開啟成90o，會阻擋風(fēng)吹人室內(nèi)。此時，應(yīng)增大開啟角度，將風(fēng)引入室內(nèi)。中軸旋轉(zhuǎn)窗扇可以任意調(diào)節(jié)開啟角度，必要時還可以拿掉，導(dǎo)風(fēng)效果好。居住建筑外窗(包括陽臺門)的可開啟面積不應(yīng)小于所在房間地面面積的8%;或者外窗的可開啟面積不應(yīng)小于外窗面積的45%.

　　落地窗、鏤空窗、折門等，用在內(nèi)隔斷或外廊等處都是有利于通風(fēng)的構(gòu)造措施。

　　應(yīng)盡量利用樓梯間、天井等增加建筑物內(nèi)部的開口面積，并充分利用這些開口組織自然通風(fēng)。

　　(四)利用環(huán)境組織通風(fēng)

　　1.利用綠化

　　綠化安排得當(dāng)，可以對房屋周圍的風(fēng)流起到導(dǎo)流或阻擋的作用。由于綠化環(huán)境的降溫作用，被導(dǎo)人室內(nèi)的空氣溫度已經(jīng)略有下降，因而更有利于防熱降溫。

　　2.利用地理環(huán)境

　　在山谷、海濱、湖濱地區(qū)修建房子時，應(yīng)充分利用地形風(fēng)(山谷風(fēng)、水陸風(fēng))進行室內(nèi)自然通風(fēng)。

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