建筑热工-建筑通风

风在建筑物外 穿行之流线
取自“Air flow around buildings”in 2001 ASHRAE Fundamentals Handbook
风影区—迎风之长
规整立方体建筑，风影区长度为2倍的建筑 高度 建筑迎风面长度每增加一个单位，风影区 长度增加约0.5个单位
前后排建筑的间距如何设计？ 联排建筑带来的通风问题？
广州
福州主导风向：夏季东南风，冬季东北风。 实线为常年风，虚线夏季。
我国风向分区图
主导风向区 全年西风
无主导
季
主导风向区
风向区
节
冬季西风
变
夏季东风
准静风区
化 区
主导风向区 全年西南风
风之特性—风速
近地处风速为0，风速沿高度幂函数增长：
风之特性—风速
风力 等级
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
风影区—平面体形L
风影区—平面体形U
风影区—平面体形T
风影区—平面体形之流线形
风在室内穿行之流线—平面
空气运动之惯性、粘性 开窗位置和面积的选择
风在室内穿行之流线—剖面
开窗高度和面积的选择
风在室内穿行之流线
建筑表面的风压
A
B
迎风面
滞点
侧风面
背风面
B
A
侧
风
面
屋
负压强→弱
面
侧风面
背风面
屋面
GB/T 5701-2008《室内热环境条件》
风速（m/s）
0.8
3℃
温度上升（℃）
对于着轻装 0.5~0.7clo
从事轻量活动 1.0~1.3met
0.8m/s风速可弥补3℃温度上升，也即温度上限26℃→29 ℃
风速与风感
风速（m/s） <0.1 0.2 0.25~0.5 0.5~1.0 1.0~2.0
Biblioteka Baidu之分类—大气环流
➢地球自转对空气流动 产生地转偏向力，速 度越大，转偏向力越 大
➢四个气压带 ➢三个环流 ➢四个风带
长沙
风之分类—季风
➢冬季大陆强烈冷却，气压增高，季风从大陆吹向海洋 ➢夏季大陆强烈升温，气压降低，季风由海洋吹向大陆 ➢我国季风大部分来自热带海洋，呈东南风和南风
风之分类—地方风~海陆风
建筑热工学
目录 绪论 建筑物理概述 一、室内外热环境 二、建筑的传热与传湿 三、建筑保温与节能 四、建筑隔热与通风 五、建筑日照与遮阳
一
风的形成和特征
➢自然界的风是怎样形成的？分几种？各有什么特点？ ➢用什么指标来描述风的特性？ ➢跟建筑自然通风有关的气候参数有哪些？
风之分类—大气环流
➢地球各纬度接收到的太阳辐射强度不同 ➢赤道附近地面受热，空气膨胀上升，向两极流动，在极地冷却下沉， 向赤道回流 ➢风的流动促进了各地能量的均衡
距地10m高 处的风速 （m/s） 0~0.2 0.3~1.5
1.6~3.3 3.4~5.4 5.5~7.9 8.0~10.7 10.8~13.8 13.9~17.1 17.2~20.7 20.8~24.4 24.5~28.4 28.5~32.6 32.7~36.9
风之特性—风速
1.7m/s
气温
热压通风 （烟囱效应）
当室内温度 > 室外温度时，较轻的热空气上升，较沉的冷空气下降， 形成热压
热压与进出风口高差成正比，与室内外温度差成正比 中和面以下进风，以上出风
热压通风设计的重要依据
一
通风与人体热舒适
➢风对人的影响和作用？ ➢自然通风如何改善人的不适感？
人的心理反应
• 冷热感觉 • 热舒适感受
长沙
➢白天陆地受热升温比海洋快，近地的风从海洋吹向陆地，上空的风 从陆地吹向海洋 ➢夜晚陆地散热降温比海洋快，近地的风从陆地吹向海洋，上空的风 从海洋吹向陆地（江河湖海）
风之分类—地方风~山谷风
长沙
➢白天山坡受太阳照射，温度升高，山谷受热少，温度低，近地的风从山 谷吹向山坡，上空的风从山坡吹向山谷 ➢夜晚山坡向天空散热迅速，温度降低，山谷散热慢，温度高，近地的风 从山坡吹向山谷，上空的风从山谷吹向山坡
37 oC 34 oC
Hot
Cold
+1 +2 +3 +4
人体传热学与热平衡
热环境四参数 空气温度：对流（与呼吸） 空气湿度：蒸发（与呼吸） 风速：对流与蒸发 平均辐射温度：辐射
产热量 = 对流散热量 + 辐射散热量 + 蒸发散热量 + 呼吸散热量 M = C + R + E + Res
风速增加抵偿温度上升
风之用与防
防风： 冷风渗透，散失房间热量 台风侵袭，造成损害 室外污染严重，传入室内
用风： 通风换气，排除异味 对流散热，帮助房间快速降温 风吹到身上，改善舒适程度 与自然和室外建立有机联系
一
风的穿行
空气的性质
物性：密度、压强、温度、速度 惯性：维持原有运动状态的性质，密度越大惯性越大（空
气的密度1.293kg/m3） 粘性：相互摩擦以反抗相对运动的性质 热胀性：温度升高，体积增大，密度减小 压缩性：压强增大，体积减小，密度增大
风感 静风 风感阈值 微风 有风 轻风
情景 建筑中少有遇到 头顶自然对流风速 窗帘轻微摆动 头发飘动 纸张在桌面上掀起，散步时的相对风速
取自D. A. McINTYRE《Indoor Climate》，Applied Science Published LTD，1980
室外综合气温的年变化
31天
211天
其中日均气温<29℃的天数占75% 夏季3/4的时间可利用自然通风降温
自然通风的地域和气候性
综合考虑气温、太阳辐射和风 气温高且持续时间长，太阳辐射较强， 室外风速较大，则建筑自然通风较重 要
建筑遮阳 建筑自然通风
北 方
严实墩厚、立面平整、封闭低矮
南 方
峻峭屋面、通透轻巧、底部架空
风之成因
➢大气环流：造成全球各地差异 ➢赤道和两极的温差广和州地转偏向力造成
➢季风：造成季节差异，以年为周期 ➢海陆间季节温差造成
➢地方风：造成局部差异，以一昼夜为周期 ➢如海陆风、山谷风、庭院风、巷道风等 ➢地方性地貌条件不同引起温差造成
➢风由温差造成，温差由太阳辐射引起
风之特性—风向（风玫瑰图）
风影区—迎风之高
建筑迎风面高度每增加一个单位， 风影区长度增加约4个单位
城市高大建筑与周边建筑的位置 关系？
风影区—迎风之深
建筑迎风方向深度每增加一个单 位，风影区长度减少约0.5个单 位 大进深建筑的不利方面和有利方 面？ 什么类型的建筑常作大进深？
风影区—风向投射角
风向投 法 射角 线
风向投射角越大，风影区越小 迎风长度渐短，深度渐深 建筑物朝向与风影区的关系