建筑防热建筑通风
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❖ 一般情况下，通风含有换气的意思，室外空气质量正常的话， 通风良好的室内，其空气必定满足人体的健康要求。但是通 风必须是在有感风速的情况下进行，而换气则无此要求。
❖ 通风是湿热气候地区夏季为达到舒适室内环境所经常采用的 主要手法。
❖ 然而在冬天寒冷的气候下，室内的换气则应该尽量避免寒风 对人体的侵袭，否则寒风会造成人体的不适。
通风的方式
❖ 通风的方式有：
自然通风 机械通风
❖ 两者有什么不同？
❖ 自然通风
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
特点 ❖ 不消耗动力或消耗很少的动力，节能 ❖ 可以用充足的新鲜空气保证室内的空气品质 ❖ 受建筑设计和气候条件限制，难以控制
❖ 机械通风
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
特点
❖ 可控制性强。可通过调整风口、风量等控制室内气流分布 ❖ 需要消耗 能源 ❖ 初投资和运行费都比较高
一：自然通风的原理
❖ 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：
❖ 驱动力压差
＝ 2P＝ 2P
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：室外空气绕流引起建筑周围压力分布的不同形成开口处的压差
二.自然通风的组织
❖ (1)建筑朝向、间距及建筑群的布局
A朝向与自然通风 B间距与自然通风
风向投射角对风速与流场的影响
❖ 风影长度主要受风向投射角和建筑物高度的 影响。风向投射角对风影的影响见下表。
C建筑群的布局与自然通风
C建筑群的布局与自然通风
❖ 风吹向建筑后，必将在其背面产生涡流区，涡流区在地面上的投影又称风 影，如图6—18。在风影以内，风力弱，风向不稳定．如果一幢房子位于 其他建筑的风影以内，便难以借风压通风。因此，在建筑群布局时也需考 虑风影长度的影响：如图6—18b将行列式布置改为错列式布置，便是减少 挡风的措施之一。
❖ 2)开口位置的布置应尽量使室内气流场的分布均匀， 并力求风能吹过房间中的主要使用部位。
❖ 3)炎热期较长地区的开口面积宜大，以争取自然通 风。夏热冬冷地区，门窗洞不宜过大，可以用调节 开口的办法，调节气流速度和流量。
❖ 4)门、窗相对位置以贯通为最好，减少气流的迂回 和阻力。纵向间隔墙在适当部位开设通风口或可以 调节的通风构造。
①进风口和出风口的面积比
❖ 当进风口与出风口面积不等时，室内平均气流速度只取决于 较小的开口尺寸；至于较小的是进风口还是出风口，则差别 不大。但两者的相对大小对室内最大气流速度和流场分布则 有很大影响，多数情况下最大气流速度是随着出风口与进风 口的比值而增加的，室内最大气流速度通常出现在接近进风 口处。
若低层建筑处于高层建筑之后，则高层建筑之后的第一 排低层建筑的通风效果会非常差，因为高层建筑与其后 面第一排低层建筑的间距很难达到高层建筑的两倍层高 (即D＝2H)：
❖ 对高层建筑，由于风速随建筑高度的增加而
加大，高处的风受建筑阻挡，可在迎风面建 筑高度的大约2／3以下部分形成风的涡流， 并对周围低层建筑的风向有较大影响，甚至 会形成垂直旋风，使附近烟囱倒流，如图6— 21。同时，在建筑侧面和顶部会形成风的高
速区，如高层楼下面为开敞式，也会形成高 速风通道。在考虑周围环境时，应加以注意。
❖ 建筑物的高度、长度和深度对自然通风有很 大影响。
❖ 图1.4-20建筑物长 度与旋涡区关系
❖ 不同几何体形的建筑物在不同风向下背风面 的旋涡区
(2)建筑的平面布置与剖面设计
❖ 1)主要的使用房间应布置在夏季迎风面，辅助用房 可布置在背风面，并以建筑构造与辅助措施改善通 风效果。
房间通风的重要性
❖ 保持室内空气的洁净度 ❖ 增加人体的蒸发散热量（或对流散热量） ❖ 低温气流对室内起冷却作用
通风和换气
❖ 通风本身无法降低温度
通风的目的在于利用气流直接吹到人体上，以便在湿热的气候下， 通过蒸发作用，加大人体的散热量；
❖ 换气的目的在于确保室内空气的卫生状况
将新鲜空气导人室内，将不良的空气排到家外，控制室内CO2和其 他有害气体的含量。
❖ 5)利用天井、小厅、楼梯间等增加建筑物内部的开 口面积，并利用这些开口引导气流，组织自然通风。
(3)房间的开口和通风构造措施
❖ 房间开口尺寸的大小，是如何影响风速及进 风量的?
❖ 开口大，则气流场较大；缩小开口面积，流 速虽相对增加，但气流场缩小，如图1．423(a)、(b)所示。
❖ 据测定，当开口宽度为开间宽度的1/3~2/3、 开口面积为地板面积的15%~25%时，通风效 率最佳。
❖ 建筑群布置 (a)行列式 (b)周边式 (C)自由式
高低建筑物穿插排列对通风的影响
❖ 在建筑群中，当不同建筑高度的房屋穿插排列时， 则对低层建筑物的通风状况非常不利，而对高层建 筑的通风状况影响不大。
❖ 当高低层建筑物分开排列时，
若低层建筑处于高层建筑之前，那么靠近高层建筑物的 那排建筑物会出现风的逆流现象；
Biblioteka Baidu
空气动力系数
❖ 即某一点上的压力与风的动压之比，可以是 正压（K为正值）或负压（K为负值），其数 值在0~±1之间。
❖ 热压通风和风压通风的区别在哪里？ ❖ 如何有效利用热压和风压通风？
风对建筑的影响
以半穴居方式来防风的兰屿民居（中国台湾）
高耸屋顶的Toraja族民居只能出现于无台同地 （印度尼西亚苏拉威西）
图6—14为两种不同的进、出口面积比时室内流场的分布。图6—14a 为进风口小、出风口大，二者比例为1：3，则风的流场不均匀，局 部风速高达室外平均风速的152％，但室内大部分为较低风速。图 6—14b为进风口大、出风口小，进风口：出风口＝3：1，室内最大 风速67％，平均风速42％的情况。则风的流场较均匀，只有少部分 较高。二者的平均风速则相差不大。
❖ 自然通风的分类
热压通风 风压通风 风压和热压的联合作用下的自然通风
1、热压通风的基本概念
b 余压
h2
o
中和面
o
h1
a
1、热压通风
P gh(e i)
b
e
i h
a
(2)风压作用下 的自然通风
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 P
2 P K 2g e
❖ 通风是湿热气候地区夏季为达到舒适室内环境所经常采用的 主要手法。
❖ 然而在冬天寒冷的气候下，室内的换气则应该尽量避免寒风 对人体的侵袭，否则寒风会造成人体的不适。
通风的方式
❖ 通风的方式有：
自然通风 机械通风
❖ 两者有什么不同？
❖ 自然通风
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
特点 ❖ 不消耗动力或消耗很少的动力，节能 ❖ 可以用充足的新鲜空气保证室内的空气品质 ❖ 受建筑设计和气候条件限制，难以控制
❖ 机械通风
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
特点
❖ 可控制性强。可通过调整风口、风量等控制室内气流分布 ❖ 需要消耗 能源 ❖ 初投资和运行费都比较高
一：自然通风的原理
❖ 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：
❖ 驱动力压差
＝ 2P＝ 2P
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：室外空气绕流引起建筑周围压力分布的不同形成开口处的压差
二.自然通风的组织
❖ (1)建筑朝向、间距及建筑群的布局
A朝向与自然通风 B间距与自然通风
风向投射角对风速与流场的影响
❖ 风影长度主要受风向投射角和建筑物高度的 影响。风向投射角对风影的影响见下表。
C建筑群的布局与自然通风
C建筑群的布局与自然通风
❖ 风吹向建筑后，必将在其背面产生涡流区，涡流区在地面上的投影又称风 影，如图6—18。在风影以内，风力弱，风向不稳定．如果一幢房子位于 其他建筑的风影以内，便难以借风压通风。因此，在建筑群布局时也需考 虑风影长度的影响：如图6—18b将行列式布置改为错列式布置，便是减少 挡风的措施之一。
❖ 2)开口位置的布置应尽量使室内气流场的分布均匀， 并力求风能吹过房间中的主要使用部位。
❖ 3)炎热期较长地区的开口面积宜大，以争取自然通 风。夏热冬冷地区，门窗洞不宜过大，可以用调节 开口的办法，调节气流速度和流量。
❖ 4)门、窗相对位置以贯通为最好，减少气流的迂回 和阻力。纵向间隔墙在适当部位开设通风口或可以 调节的通风构造。
①进风口和出风口的面积比
❖ 当进风口与出风口面积不等时，室内平均气流速度只取决于 较小的开口尺寸；至于较小的是进风口还是出风口，则差别 不大。但两者的相对大小对室内最大气流速度和流场分布则 有很大影响，多数情况下最大气流速度是随着出风口与进风 口的比值而增加的，室内最大气流速度通常出现在接近进风 口处。
若低层建筑处于高层建筑之后，则高层建筑之后的第一 排低层建筑的通风效果会非常差，因为高层建筑与其后 面第一排低层建筑的间距很难达到高层建筑的两倍层高 (即D＝2H)：
❖ 对高层建筑，由于风速随建筑高度的增加而
加大，高处的风受建筑阻挡，可在迎风面建 筑高度的大约2／3以下部分形成风的涡流， 并对周围低层建筑的风向有较大影响，甚至 会形成垂直旋风，使附近烟囱倒流，如图6— 21。同时，在建筑侧面和顶部会形成风的高
速区，如高层楼下面为开敞式，也会形成高 速风通道。在考虑周围环境时，应加以注意。
❖ 建筑物的高度、长度和深度对自然通风有很 大影响。
❖ 图1.4-20建筑物长 度与旋涡区关系
❖ 不同几何体形的建筑物在不同风向下背风面 的旋涡区
(2)建筑的平面布置与剖面设计
❖ 1)主要的使用房间应布置在夏季迎风面，辅助用房 可布置在背风面，并以建筑构造与辅助措施改善通 风效果。
房间通风的重要性
❖ 保持室内空气的洁净度 ❖ 增加人体的蒸发散热量（或对流散热量） ❖ 低温气流对室内起冷却作用
通风和换气
❖ 通风本身无法降低温度
通风的目的在于利用气流直接吹到人体上，以便在湿热的气候下， 通过蒸发作用，加大人体的散热量；
❖ 换气的目的在于确保室内空气的卫生状况
将新鲜空气导人室内，将不良的空气排到家外，控制室内CO2和其 他有害气体的含量。
❖ 5)利用天井、小厅、楼梯间等增加建筑物内部的开 口面积，并利用这些开口引导气流，组织自然通风。
(3)房间的开口和通风构造措施
❖ 房间开口尺寸的大小，是如何影响风速及进 风量的?
❖ 开口大，则气流场较大；缩小开口面积，流 速虽相对增加，但气流场缩小，如图1．423(a)、(b)所示。
❖ 据测定，当开口宽度为开间宽度的1/3~2/3、 开口面积为地板面积的15%~25%时，通风效 率最佳。
❖ 建筑群布置 (a)行列式 (b)周边式 (C)自由式
高低建筑物穿插排列对通风的影响
❖ 在建筑群中，当不同建筑高度的房屋穿插排列时， 则对低层建筑物的通风状况非常不利，而对高层建 筑的通风状况影响不大。
❖ 当高低层建筑物分开排列时，
若低层建筑处于高层建筑之前，那么靠近高层建筑物的 那排建筑物会出现风的逆流现象；
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空气动力系数
❖ 即某一点上的压力与风的动压之比，可以是 正压（K为正值）或负压（K为负值），其数 值在0~±1之间。
❖ 热压通风和风压通风的区别在哪里？ ❖ 如何有效利用热压和风压通风？
风对建筑的影响
以半穴居方式来防风的兰屿民居（中国台湾）
高耸屋顶的Toraja族民居只能出现于无台同地 （印度尼西亚苏拉威西）
图6—14为两种不同的进、出口面积比时室内流场的分布。图6—14a 为进风口小、出风口大，二者比例为1：3，则风的流场不均匀，局 部风速高达室外平均风速的152％，但室内大部分为较低风速。图 6—14b为进风口大、出风口小，进风口：出风口＝3：1，室内最大 风速67％，平均风速42％的情况。则风的流场较均匀，只有少部分 较高。二者的平均风速则相差不大。
❖ 自然通风的分类
热压通风 风压通风 风压和热压的联合作用下的自然通风
1、热压通风的基本概念
b 余压
h2
o
中和面
o
h1
a
1、热压通风
P gh(e i)
b
e
i h
a
(2)风压作用下 的自然通风
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 P
2 P K 2g e