12 建筑通风

建 筑 设 备Building Facilities第十二章 建 筑 通 风第一节一、建筑通风的意义建筑通风概述定义：将室内被污染的空气直接或经净化后排至室外， 把室外新鲜空气补充进来，从而保证室内空气 环境符合卫生标准和满足生产工艺要求。

2通风与空调的区别1、通风为直流系统，空调一般为循环系统； 2、通风对新风只作简单的加热和净化处理或不处理， 而空调需对空气进行全面处理。

通风处理的对象：室内余热、余湿 及各种粉尘和有害气体3通 风 方 式根据通风的工作动力不同，分为自然通风和机械通风。

自然通风：借助自然压力－风压、热压促使空气流动。

机械通风：依靠通风机所造成的压力差，借助通风 管网来输送空气。

风压：室外气流（风力）造成室内外空气交换的一种 作用压力。

（迎风面正压，背风面负压） 热压：室内外空气的温度不同而存在的密度差 所形成的室内外空气重力差。

（烟囱效应）4自 然 通 风自然通风不消耗机械动力，是一种经济的通风方式 对于产生大量余热的房间，利用自然通风可达到 巨大的通风换气量。

对于某些大型的平炉车间和轧钢车间，自然通风量 高达4.6 x 103 m3/s（16.6 x 106 m3/h） 由于易受室外气象条件的影响，特别是风力的作用 很不稳定，故主要用于热车间排除余热的全面通风 某些热设备的局部排风也可采用自然通风。

5机 械 通 风机械通风：依靠风机造成的压力使空气流动，造成房间 通风换气的方法。

优点：能保证所需要的通风量，控制房间内的气流方向 和速度，对进风和排风进行必要的处理，使房间 空气达到所要求的参数。

－－更广泛的应用6绿 色 建 筑绿色建筑亦称为生态建筑、可持续发展建筑。

20世纪60年代，出现了“生态建筑”的新理念。

20世纪80年代，节能建筑体系逐渐完善，并在英、法、 德、加拿大等发达国家广为应用。

目前许多欧美国家已在绿色建筑设计、自然通风、 建筑节能与可再生能源利用、绿色环保建材、室内 环境控制改善技术、资源回用技术、绿化配置技术等 单项生态关键技术研究方面取得大量成果。

20世纪90年代后期，绿色建筑概念引入我国。

7自 然 通 风根本目的：取代或部分取代传统空调制冷系统。

意 义：1、实现有效被动式制冷－－自然通风可以在不消耗 不可再生能源的情况下降低室内温度，带走潮湿 气体，达到人体的舒适。

2、可以提供新鲜、清洁的自然空气（新风），有利于 人的生理健康，满足人和大自然交往的心理需求8自 然 通 风按建筑构造的设置情况分类： 有组织自然通风 无组织（渗透）通风 有组织自然通风：设计确定 围护结构门窗大小与方位， 通过改变孔口大小调节风量通 风 方 式渗透通风：利用围护结构缝隙通风 不能很好的组织气流和控制风量 自然通风优点：无需设备及耗能 缺点：难以有效控制，效果不稳定机械通风优点：根据需要控制 进排风可处理 缺点：能耗及占地 投资运行维护机 械 通 风分类：机械排风、机械送风 局部通风：局部排风、局部送风 全面通风：全面排风、全面送风、全面机械送排风第二节 通风量的确定一、全面通风： 全面通风的通风量（包括自然通风、机械通风）大小 是根据室内外空气参数以及需要消除的室内产热量、 产湿量、有害气体的产生量确定的。

Q 消除 余 热 所需的通风量： Lr = cρ (t − t ) （12－1） p jW 消除 余 湿 所需的通风量： Ls = （12－2） ρ (d p − d j )Z 消除有害气体所需的通风量： Lh = （12－3） yp − yj全面通风量估算如果房间内三种污染物同时存在，通风量应分别计 算，取其中的最大值作为全面通风量。

如果有害气体为多种有机溶剂，则清除有害气体所需 的通风量为每一种有机气体所需全面通风量之和。

对于一般居住及公共建筑，当散入室内的有害气体 无法具体确定时，全面通风量按换气次数估算，即：L = nV（12－4）n为换气次数（次/h），V为房间体积 最小换气次数按《采暖通风与空气调节设计规范》执行空气量平衡与热平衡1、空气量平衡：为保持室内压力稳定量，进入房间的 空气总量应等于排出房间的空气总量 为防止有害物向邻室扩散，进风量略小于排风量， 形成负压，不足部分由邻室和自然渗透补充。

相反要求则需正压。

2、热量平衡 房间为保持室内温度的 稳定，得热量与失热量 应相等。

第三节 自然通风自然通风不消耗动力，经济节能，是首选的通风方式 空气的流动的动力：压力差 建筑外墙上窗的两侧如果有压力差存在，空气必然 由压力高侧向压力低侧流动，而且可以认为压差 全部消耗在空气流过窗孔的阻力上，即：v ∆P = ζ ρ 22（12－8）15通过窗孔的空气量L = vF = F式中2 ∆Pζρ（12－9）∆P －－ 窗孔两侧的压力差，Pa v －－ 空气通过窗孔时的流速，m/sρ ξ－－ 空气的密度，kg/m3 －－ 窗孔的局部阻力系数 －－ 窗孔的面积F窗孔结构定下之后，通风量取决于窗孔两侧的压力差自然通风的作用原理1、热压作用 2、风压作用3、热压、风压同时作用4、机械辅助式热压作用下的自然通风∆Pb = Pb − Pb ′ = ( Pa − ghρ n ) − ( Pa − ghρ w ) ′ = ( Pa − Pa ) + gh( ρ w − ρ n ) = ∆Pa + gh( ρ w − ρ n ) ′P btw ρw tn ρnhP b′（12－10）∆Pb − ∆Pa = gh( ρ w − ρ n )PaPa′∆P －－ 窗孔的内外压差（余压），Pa ∆P > 0，排风；∆P ﹤0，进风通常把 gh( ρ w − ρ n ) 称为热压18热压热压：由于室内外空气温差在不同高度的通风口间 造成的空气流动的作用压头。

∆Pb + ( − ∆Pa ) = ∆Pb + ∆Pa = gh( ρ w − ρ n )如果室内外没有空气温度差或者窗孔之间没有高差 就不会产生热压作用下的自然通风。

中 和 面中和面：在热压作用下，建筑外墙两侧空气压力相等， 即余压为零的平面。

b以中和面为基准，各窗孔的余压分别为：∆Pa = − gh1 ( ρ w − ρ n ) ∆Pb = + gh2 ( ρ w − ρ n )（12－12） （12－13）h2 h1 ao特例：只有一个窗孔，仍然会形成自然通风吗？ 单窗孔的自然通风：只要存在室内外温差，就会出现 窗孔上部排风，下部进风的现象 相当于两个 热压大小随窗孔高度增加而增加 窗孔连在一起余压的概念定义：室内某一点的压力和室外同标高未受建筑或 其它物体扰动的空气压力的差值称为该点的余压 仅有热压作用时，由于窗孔外的空气未受室外风 扰动的影响，此时窗孔内外的压差即为该窗孔的余压 中和面以上余压为正，该窗孔排风 中和面以下余压为负，该窗孔进风 中和面：余压为零的平面。

特 点：位于中和面上的窗孔 是没有空气流动的。

风压作用下的自然通风风风压作用下的自然通风风压定义：与远处未受扰动的气流相比，由于风的作用 在建筑物表面所形成的空气静压力变化v Pf = K ρw 22 W（12－14）24空气动力系数的应用空气动力系数 K值为正，说明该点的风压为正值， K值为负，说明该点的风压为负值。

同一建筑物的外围结构上，如果有两个风压值 不同的窗孔 －－空气动力系数大的窗孔将进风 空气动力系数小的窗孔将排风 在风压单独作用下，空气将一直流动，直到由窗孔a 流入的空气量和 由窗孔b流出的 空气量保持相等， 室内压力保持稳定回流区应用26在热压和风压同时作用下的自然通风此时建筑物外围护结构上各窗孔的内外压差就等于 各窗孔的余压和室外风压之差。

迎风面的窗孔利于进风，背风面及侧面的窗孔利于排风 由于室外风向、风速是经常变化的，为了保证自然通风 的设计效果，根据我国规范，在设计计算时一般只考虑 热压的作用，但必须定性地考虑风压对自然通风的影响27小结风压：与远处未受扰动的气流相比，由于风的作用 在建筑物表面所形成的空气静压力变化。

热压：由于室内外空气温差在不同高度的通风口间 造成的空气流动的作用压头。

余压：室内某一点的压力和室外同标高未受建筑或其它 物体扰动的空气压力的差值称为该点的余压。

中和面：在热压作用下，建筑外墙两侧空气压力相等， 即余压为零的平面。

28自然通风设计与校核计算1、设计计算：根据已确定的工艺条件和要求的工作区 温度计算必须的全面换气量，确定 进排风窗孔位置和窗孔面积。

2、校核计算：在工艺、土建、窗孔位置和面积确定的 条件下，计算能达到的最大自然通风量 校核工作区温度是否满足卫生标准要求 注意：房间内部的温度分布和气流分布对自然通风 有较大影响。

29中和面位置的选择特点：进排风窗孔面积之比随中和面位置变化而变化 中和面上移，排风窗孔面积增大，进风窗孔面积减小 离中和面越近，窗孔面积越大。

应用： 1、热车间都采用上部天窗进行排风，天窗的造价比 侧窗高，因此中和面位置不宜选得太高。

2、下移中和面的限度以操作人员为界，排风窗孔 必须位于人上方，避免污染空气经过操作区。

建筑设计与自然通风的配合1、应尽量布置成南北向，并与主导风向成 60°～90° 2、热加工厂房的平面不宜采用封闭庭院式，尽量采用 ‘一’、‘L’、 щ’、 ‘п’型布置。

3、对于建筑物密集的区域，低矮建筑有可能受高大建 筑的影响，为保持低矮建筑的自然通风效果，各建 筑物之间的有关尺寸应保持适当的比例。

4、对于多跨车间，应冷热跨间隔布置。

5、对于民用建筑和无粉尘和有害气体的工艺厂房可 采用利用风压的穿堂风作为自然通风的主要途径31避风天窗及风帽在风作用下，普通天窗迎风面排风窗孔会发生倒灌 采取措施保证天窗排风口在任何风向下都处于负压区， 让天窗能稳定排风，不发生倒灌－－避风天窗32矩 形 天 窗定义：窗孔集中在房间中部的天窗 优点：采光面积大，当热源集中在中部时， 便于热气流迅速排除。

缺点：建筑结构复杂，造价高。

33下沉式天窗定义：把部分屋面下移，放在屋架的下弦上，利用屋架 本身的高度（即上、下弦之间空间）形成天窗 不象矩形天窗凸出在屋面之上，而是凹入屋盖里面 分类：纵向下沉式、横向下沉式和天井式。

优点：比矩形天窗降低厂房高度2～5m， 节省了天窗架和挡风板。

缺点：天窗高度受屋架高度限制，清灰、排水比较困难34下沉式天窗纵向下沉式横向下沉式天井式曲（折）线 型 天 窗特点：挡风板按曲（折）线制作， 阻力比垂直式挡风板的天窗小，排风能力大 优点：构造简单、质量轻、施工方便、造价低等。

36通风屋顶定义：在屋顶上设一通风间层，高度一般为20～30 mm 作用：将太阳辐射热带走，降低屋面温度。