2014一級(jí)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(jì)

　　(一)形成自然通風(fēng)的動(dòng)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(lái)看，風(fēng)壓通風(fēng)對(duì)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(lái)改善室內(nèi)熱環(huán)境。

　　1.熱壓通風(fēng)

　　熱壓通風(fēng)需要進(jìn)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(jìn)出風(fēng)口的高差。

　　2.風(fēng)壓通風(fēng)

　　當(dāng)風(fēng)吹向建筑物時(shí)，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(chēng)為渦流區(qū)。如果建筑物上設(shè)有開(kāi)口，氣流就會(huì)從正壓區(qū)流人室內(nèi)，再?gòu)氖覂?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(dòng)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(shí)，首先要爭(zhēng)取房間的自然通風(fēng)，同時(shí)綜合考慮防止太陽(yáng)輻射及防止暴風(fēng)雨吹襲。

　　為爭(zhēng)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(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)渦流區(qū)長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度縮小，能夠使后面的建筑避開(kāi)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(huì)降低室內(nèi)風(fēng)速。所以，在建筑設(shè)計(jì)中要綜合考慮這兩方面的利弊，來(lái)決定合理的建筑間距，同時(shí)也可通過(guò)建筑群體布局方式的改變以達(dá)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(cuò)列式和斜列式，從通風(fēng)效果來(lái)看，錯(cuò)列式和斜列式較并列式和周邊式為好。

　　建筑高度對(duì)自然通風(fēng)也有很大的影響，高層建筑對(duì)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(guò)去的風(fēng)速比較大，如果高層建筑的底層為開(kāi)敞式，通風(fēng)效果會(huì)加強(qiáng)，但是在設(shè)計(jì)時(shí)如考慮不周也會(huì)使其變成高速風(fēng)道。

　　(三)房間的開(kāi)口及通風(fēng)構(gòu)造的設(shè)置

　　1.房間開(kāi)口的位置及面積

　　必須為房間設(shè)置進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口才能組織起房間的穿堂風(fēng)。開(kāi)口位置和面積設(shè)置恰當(dāng)，可保證室內(nèi)的氣流達(dá)到一定速度和流場(chǎng)的均勻。一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)、出風(fēng)口位置設(shè)在中央，氣流直通，對(duì)室內(nèi)氣流分布較為有利。當(dāng)開(kāi)口偏在一側(cè)時(shí)，容易使氣流偏移，導(dǎo)致部分區(qū)域有渦流現(xiàn)象，甚至無(wú)風(fēng)。房間的開(kāi)口位置一定要使氣流能夠經(jīng)過(guò)人在室內(nèi)經(jīng)?；顒?dòng)的區(qū)域。

　　進(jìn)風(fēng)口直對(duì)著出風(fēng)口，會(huì)使氣流直通，房間內(nèi)其他地方很難受到氣流影響，除非進(jìn)風(fēng)口開(kāi)得很大。如果進(jìn)、出風(fēng)口錯(cuò)開(kāi)互為對(duì)角，氣流在室內(nèi)經(jīng)過(guò)的路線會(huì)長(zhǎng)一些，影響的區(qū)域會(huì)大一些。若進(jìn)、出風(fēng)口相距太近會(huì)使氣流偏向一側(cè)，導(dǎo)致室內(nèi)通風(fēng)效果不佳。如果進(jìn)、出風(fēng)口都開(kāi)在負(fù)壓區(qū)墻面一側(cè)或者整個(gè)房間只有一個(gè)開(kāi)口，則室內(nèi)通風(fēng)狀態(tài)較差。

　　開(kāi)口的高度也直接影響到室內(nèi)的通風(fēng)效果。當(dāng)進(jìn)風(fēng)口設(shè)在高處時(shí)，氣流就貼著頂棚流動(dòng)，吹不到人的身上。只有把進(jìn)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(huì)對(duì)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(huì)大一些。

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

　　2.與通風(fēng)有關(guān)的構(gòu)造措施

　　門(mén)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(kāi)啟有擋風(fēng)和導(dǎo)風(fēng)的作用，所以門(mén)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(shí)，如果窗扇向外開(kāi)啟成90o，會(huì)阻擋風(fēng)吹人室內(nèi)。此時(shí)，應(yīng)增大開(kāi)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(kāi)啟角度，必要時(shí)還可以拿掉，導(dǎo)風(fēng)效果好。居住建筑外窗(包括陽(yáng)臺(tái)門(mén))的可開(kāi)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(kāi)啟面積不應(yīng)小于外窗面積的45%.

　　落地窗、鏤空窗、折門(mén)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(kāi)口面積，并充分利用這些開(kāi)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(duì)房屋周?chē)娘L(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(shí)，應(yīng)充分利用地形風(fēng)(山谷風(fēng)、水陸風(fēng))進(jìn)行室內(nèi)自然通風(fēng)。

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