哈工大-建筑环境学-第6章1

b
h2
o
h1
中和面
o
a
36
热压作用下的自然通风的计算
•设计计算步骤： 2、 排风温度的确定 （1）线性 （2）有效热量系数法 m=(tn-tw)/(tp-tw)
b
h2
o
h1
中和面
o
a
37
热压作用下的自然通风的计算
•设计计算步骤： 3、确定窗孔位置， 分配进排风量； 注：高度比=面积 倒数比的平方
第六章 通风与气流组织
1
通风的定义
• 建筑物室内污浊的空气直接或净化 后排至室外，再把新鲜的空气补充 进来，从而保持室内的空气环境符 合卫生标准的方法叫通风。
2
通风的分类
• 根据驱动力划分（自然通风 、机械式通风） • 根据对象空间数目划分（单 室通风、多室通风） • 根据室内气流形式划分（置 换式通风、混合式通风） • 根据室内通风口位置划分（ 单侧通风、穿堂风）
通风的分类
• Natural ventilation (Single-sided, single opening)
4 4
通风的分类
• Natural ventilation (多室)
fan
通风的分类
• Mechanical ventilation supply system
Supply airTotal air supplied to a space
Problems of Natural Ventilation: Air quality
47
Thermal Comfort
cool air
warm air
12
通风的目的
Supplies sufficient air (oxygen) for the physiology needs of human. And sufficient air movement is need for feelings of freshness and comfort.
简化条件：
1、通风过程是稳定的，影响自然通风的因素不随时间而变化； 2、整个房间的空气温度都等于其平均空气温度tnp； tnp＝(tn+tp)/2 式中 tn－－室内工作区温度，℃ tp－－屋顶窗口的排风温度，℃ 3、同一水平面上各点的静压均保持相等，静压沿高度方向的变化 符合流体静力学法则； 4、房间内空气流动时，不受任何障碍的阻挡； 5、不考虑局部气流的影响，热射流、通风气流到达排风窗孔前已 经消散；
9
通风的目的
Removes the products of respiration and bodily odour of human beings. Removes waste heat and water vapour etc. generated The outdoor air quantity form people, lighting and equipment. required depends on the number of person and hygiene standards. Courtesy of Fanger
w
2 w
2
w
Pa Pxa K a
2 w
2
w
Kb Pxb b
tw w a Ka
tn n Pxa
45
h
（五）自然通风优缺点总结
• 自然通风广泛地应用于低层建筑、中小尺寸的 办公室、学校、住宅、工业厂房、仓库等。 • 主要优点： 1）对于温带气候的很多类型建筑都适用； 2）比机械通风经济。不需要动力设备、专门的机 房和维护。 • 缺点： 1）热压和风压都不稳定，尤其是风压； 2）提供的静压偏小。
Fresh air -- Outdoor air
13
通风的目的
Energy saving
14
气流组织的定义
• 狭义的气流组织 （1）送风口的位置； （2）回风口的位置； （3）个性化送风。 • 广义的气流组织（Air Distribution） （1）送风口的位置、形状、尺寸等； （2）送风的风量、风速、温度、湿度等参数。
w
2h1 g ( w n )
G1 1F1 w＝1 F1 w
2P
w
1 F1 w
2h1 g ( w n )
w
1 F1 2h1 g ( w n ) w
G2 2 F2 2h2 g ( w n ) p
28
Hale Waihona Puke Baidu
热压作用模拟的建筑模型
infiltration through building envelope
7
通风的分类
• Infiltration/exfiltration though building envelope
exha
Exfiltration-where?
supply air fan exfiltration through building envelope supply system
b
h2
o
h1
中和面
o
a
38
热压作用下的自然通风的计算
4、确定各窗孔 的内外压差和面 积。 包括余压的确定
b
h2
o
h1
中和面
o
a
39
例题
• 某车间如图所示，已知tw=31℃,室内 工作区温度tn=35℃,有效热量系数 =0.4，tp是排风温度，上下窗孔中心 距离h=10m，下部窗孔面积F1=50 m2 ，上部窗孔面积F2=36 m2， μ1=μ2=0.6。计算该车间全面换气量 及中和面位置（不考虑风压作用，空 气按理想气体计算，满足理想气体状 态方程）
26
2.余压的概念（中和面）
• 中和面的概念， 即余压为零的面。 • a窗口的余压绝对值 • 通风量
b
o
h2
中和面
o
Pa gh1 ( w n )
Q F＝ F Q1 1F1 2P
h1
a
w
2h1 g ( w n )
27
窗口面积与距离的关系
Q F＝ F Q1 1 F1 2P
tp
10m
tw tn
40
3.风压作用下的自然通风
3.风压作用下的自然通风
往往采用CFD或 风洞模型实验的方法 求取K值。 空气动力系数 Pf
Pf K

2 w
2
w
42
风洞模型实验
43
风洞模型实验
44
（四）风压和热压的联合作用
Pb Pxb K b
2 w
2
w Pxa hg ( w n ) K b
6、用封闭模型得出的空气动力系数适用于由空气流动的孔口。
34
热压作用下的自然通风的计算
设计计算： 已知需要的通风量, 求建筑通风孔尺寸; 校核计算: 已知建筑通风孔尺寸, 求可以得到的通风量。
o
h1 h2
中和面
b
o
a
35
热压作用下的自然通风的计算
•设计计算步骤： 1、房间所需要全面通 风量（前面计算可得）； 其中 Q G＝ ct p t w
15
Y X Z
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排除污染物所需要的通风量
• 排除污染物所需要的通风量(稳定条件) • ？ • 排除余热所需要的通风量(稳定条件) • ？ • 排除余湿所需要的通风量(稳定条件) • ？
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第一节 自然通风
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自然通风的定义和特性
• 定义：利用自然的手段（热压、风压等）来促使空气流动而 进行的通风换气方式。 • 分类：1）渗风；2）通过门窗的通风；3）通过特定通风口的 通风；4) 被动式通风系统。
Clean air
Indoor air quality
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通风的目的
Indoor air quality
Removes contaminants generated by processes such as cooking, burning.
Clean air
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通风的目的
Creates some degree of air movement which is essential for occupant’s feelings of freshness and comfort.
• 定义：利用机械手段（风机、 风扇等）产生压力差来实现空 气流动的方式。 • 分类：1）机械送风-自然排风 系统；2）机械排风-自然送风 系统；3）机械送排风系统
自然通风的作用原理及可提供的通风量
• 基本原理：只要建筑开口两侧存在压力差P，就会有 空气流过开口。流过的风速为：
• • 流过的体积风量为： Q F＝F 2P • 流过的质量风量？ • 热压：温差引起的空气密度差导致建筑开口内外的压 差。 • 风压：室外气流绕流引起建筑周围压力分布的不同形 成开口处的压差。 24 ＝
8
通风的作用
• The process of supplying and removing air by natural or mechanical means to and from any space.
• Ventilation causes air exchange within building spaces and between building interiors and outside environment.
2 P ＝ 2P
1.热压作用下的自然通风（p185）
Pb Pb Pb Pa n gh Pa w gh Pa Pa gh w n Pa gh w n
w
Pb (Pa ) Pb Pa
• 每层有上下两个 开口
29
室 内 空 气 速 度 分 布
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室 内 空 气 温 度 分 布
31
2.余压的概念（讨论）
讨论余压的分布和中和面位置：
1）地面有大开口；
2）顶棚有大开口；
32
2.余压的概念（讨论）
讨论余压的分布和中和面位置：
3）地板机械送风；
4）顶棚机械排风。
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热压作用下的自然通风计算
supply air fan
exfiltration through building envelope
Exhaust air-?
exhaust air fan
balanced system
6
通风的分类
• Local exhaust ventilation
infiltration through building envelope Local exhaust system
Natural Ventilation: Cross ventilation
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Natural Ventilation: Single-sided, double openings
21
Natural Ventilation: Single-sided, single opening
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机械通风的定义和特性
P’b Pxb
Kb b
Pb
gh( w n )
热压
tw w
Pa
tn n
P’a Pxa
25
a Ka
h
2.余压的概念（p185）
• 室内某一点的压力 和室外同标高未受 扰动的空气压力的 差值。 • 余压为正，风口排 风；余压为负，风 口进风。
b
o
h2
中和面
o
h1
a
Px Pxa gh( w n )