《建筑熱工學》課件-建筑通風

1、建筑熱工學目 錄緒論 建筑物理概述一、室內(nèi)外熱環(huán)境二、建筑的傳熱與傳濕三、建筑保溫與節(jié)能四、建筑隔熱與通風五、建筑日照與遮陽一風的形成和特征自然界的風是怎樣形成的？分幾種？各有什么特點？用什么指標來描述風的特性？跟建筑自然通風有關的氣候參數(shù)有哪些？風之分類大氣環(huán)流地球各緯度接收到的太陽輻射強度不同赤道附近地面受熱，空氣膨脹上升，向兩極流動，在極地冷卻下沉，向赤道回流風的流動促進了各地能量的均衡風之分類大氣環(huán)流地球自轉對空氣流動產(chǎn)生地轉偏向力，速度越大，轉偏向力越大四個氣壓帶三個環(huán)流四個風帶長沙風之分類季風冬季大陸強烈冷卻，氣壓增高，季風從大陸吹向海洋夏季大陸強烈升溫，氣壓降低，季風由海洋吹向大

2、陸我國季風大部分來自熱帶海洋，呈東南風和南風風之分類地方風海陸風白天陸地受熱升溫比海洋快，近地的風從海洋吹向陸地，上空的風從陸地吹向海洋夜晚陸地散熱降溫比海洋快，近地的風從陸地吹向海洋，上空的風從海洋吹向陸地（江河湖海）長沙風之分類地方風山谷風白天山坡受太陽照射，溫度升高，山谷受熱少，溫度低，近地的風從山谷吹向山坡，上空的風從山坡吹向山谷夜晚山坡向天空散熱迅速，溫度降低，山谷散熱慢，溫度高，近地的風從山坡吹向山谷，上空的風從山谷吹向山坡 長沙風之成因大氣環(huán)流：造成全球各地差異赤道和兩極的溫差和地轉偏向力造成季風：造成季節(jié)差異，以年為周期海陸間季節(jié)溫差造成地方風：造成局部差異，以一晝夜為周期如海

3、陸風、山谷風、庭院風、巷道風等地方性地貌條件不同引起溫差造成風由溫差造成，溫差由太陽輻射引起廣州風之特性風向（風玫瑰圖）福州主導風向：夏季東南風，冬季東北風。實線為常年風，虛線夏季。廣州我國風向分區(qū)圖季節(jié)變化區(qū)主導風向區(qū)全年西風主導風向區(qū)冬季西風夏季東風主導風向區(qū)全年西南風無主導風向區(qū)準靜風區(qū)風之特性風速近地處風速為0，風速沿高度冪函數(shù)增長：風之特性風速風力等級距地10m高處的風速（m/s）000.210.31.521.63.333.45.445.57.958.010.7610.813.8713.917.1817.220.7920.824.41024.528.41128.532.61232.7

4、36.9風之特性風速1.7m/s氣溫室外綜合氣溫的年變化31天211天其中日均氣溫 室外溫度時，較輕的熱空氣上升，較沉的冷空氣下降，形成熱壓熱壓與進出風口高差成正比，與室內(nèi)外溫度差成正比中和面以下進風，以上出風熱壓通風設計的重要依據(jù)一通風與人體熱舒適風對人的影響和作用？自然通風如何改善人的不適感？人的心理反應冷熱感覺熱舒適感受+1+2+3+4人體傳熱學與熱平衡產(chǎn)熱量 = 對流散熱量 + 輻射散熱量 + 蒸發(fā)散熱量 + 呼吸散熱量M = C + R + E + Res熱環(huán)境四參數(shù)空氣溫度：對流（與呼吸）空氣濕度：蒸發(fā)（與呼吸）風速：對流與蒸發(fā)平均輻射溫度：輻射0.83GB/T 5701-2008

5、室內(nèi)熱環(huán)境條件溫度上升（）風速（m/s）0.8m/s風速可彌補3溫度上升，也即溫度上限2629 風速增加抵償溫度上升對于著輕裝0.50.7clo從事輕量活動1.01.3met取自D. A. McINTYREIndoor Climate，Applied Science Published LTD，1980風速（m/s）風感情景0.1靜風建筑中少有遇到0.2風感閾值頭頂自然對流風速0.250.5微風窗簾輕微擺動0.51.0有風頭發(fā)飄動1.02.0輕風紙張在桌面上掀起，散步時的相對風速風速與風感自然通風室內(nèi)溫度設計目標目標：80%熱環(huán)境滿意度自然通風與分體空調(diào)的城市建筑趨勢一致，室內(nèi)溫度適宜范圍（1

6、8.0，28.5）農(nóng)村住宅在高溫側與城市建筑一致，低溫側偏高，室內(nèi)溫度適宜范圍為28.5注：散點面積代表樣本量，實線為全部數(shù)據(jù)按樣本量加權回歸結果，余同自然通風室內(nèi)風速設計目標室內(nèi)風速隨溫度和開窗率增加而增大，但幅度有限農(nóng)村住宅室內(nèi)風速更大開窗自然通風時室內(nèi)風速的設計目標為：可開啟窗50%開啟時，形成的室內(nèi)風速平均可達 0.3m/s風扇對溫度的作用目標：80%熱環(huán)境滿意度室內(nèi)適宜溫度上限為29.5各類型建筑結果相近室內(nèi)風速隨溫度增加而增大，趨勢明顯使用風扇時的室內(nèi)平均風速應達到0.45m/s風速調(diào)節(jié)存在較大個體差異，表現(xiàn)在選擇風速的標準偏差0.23m/s（29.5時）考慮個體差異，確定風扇應能

7、實現(xiàn)的室內(nèi)風速為0.45+2*0.23= 0.9m/s風扇對風速的作用自然通風對室溫的影響注：房間33 3m，南北向開窗，窗墻面積比0.3，外墻、屋頂和外窗傳熱系數(shù)1.5、0.9和6W/(m2K) ，外窗遮陽系數(shù)0.8，計算日取廣州典型氣象年夏季晴天8月29日，當天氣溫2636（平均31）窗口平均風速房間換氣次數(shù)：0.05m/s20次/h，0.3m/s100次/h通風散熱量大，通風降溫效果明顯通風量越大，室溫越接近室外氣溫一建筑通風設計之建筑群通風設計自然通風設計之建筑群布局建筑群的布局形式有哪些？從哪些方面判斷（定位）建筑群布局在促進自然通風方面的優(yōu)劣？哪種布局有利于通風，哪種不利？如何從通

8、風的角度協(xié)調(diào)待設計建筑與周邊場地和已有建筑的位置關系？華工校園建筑群3134教學樓群東湖北樓群南秀村紅棉苑樓群北區(qū)教工樓群華工周邊住宅小區(qū)天一新村電子五所東區(qū)教工樓群匯景新城高層住宅小區(qū)東方新世界芳草園中怡城市花園高層住宅小區(qū)南國花園星匯園獵德小區(qū)匯景新城建筑群深圳華僑城光華街小區(qū)東區(qū)組團錦繡花園深圳華僑城純水岸、天鵝堡深圳住宅群地圖 建筑群之平面布局平面布局歸類并列式平面布局之通風設計獨立流尾跡干擾流滑流平面布局之通風設計錯列式、斜列式、自由式優(yōu)于并列式和周邊式空間布局之通風設計高大建筑風影區(qū)較大沿主導風方向遞次升高高低錯落架空通風設計底層全部或部分架空，以緩解建筑背風向風影區(qū)的影響北京：用

9、風防風一建筑通風設計之建筑單體通風設計建筑表面的風壓ABAB滯點迎風面背風面屋面?zhèn)蕊L面?zhèn)蕊L面迎風面背風面屋面負壓強弱側風面背風面屋面 風在建筑物外穿行之流速壓強風向投射角=45兩個迎風面，兩個背風面與正面來風相比，迎風面正壓減弱，背風面負壓增強BCBC迎風面背風面AAB迎風面背風面風影區(qū)風向投射角風向投射角越大，風影區(qū)越小迎風長度漸短，深度漸深建筑物朝向與風影區(qū)的關系法線來流風向風向投射角最佳風向投射角兼顧室內(nèi)自然通風和室外風影區(qū)影響建筑正對主導風，風向投射角最小，室內(nèi)通風效果最好，同時風影區(qū)也最長兼顧內(nèi)外，建筑物正立面與主導風最好成一小角度（如2030）風向投射角室內(nèi)風速降低（%）建筑背風面

10、風影區(qū)長度003.75H30133H45301.5H60501.5H減少太陽輻射照射、避免西曬利于夏季引風導風防暴風雨最佳朝向體形“一”、“工”、“王”字形大部分房間朝向好，有利于防曬通風，次要功能或交通廊道可布置于東西側“口”字形通風互有遮擋，只適用于低層和天井較大的建筑，多依靠天井增強熱壓通風和采光鋸齒形設計可在不利條件下解決防曬通風問題楊經(jīng)文翼型導風墻、主導風、可開啟陽臺門、交通廊道、功能空間梅納拉UMNO大廈皮亞諾Tjibaou文化中心當?shù)赜欣饧y的棚屋 曲線型木板尊重當?shù)厣鷳B(tài)文化與適應當?shù)貧夂虻募夹g相結合“通過減少垂直要素的高度，使垂直要素在上部更加開放，這種做法同時又增加了通風效果”

11、（皮亞諾）露臺展覽庭院通道棚屋曲線型薄木板皮亞諾Tjibaou文化中心當?shù)貧夂蜓谉?，空氣潮濕，風常年從海岬東面吹來木板組成的曲面引導正面來風向上流動，在頂部開口處形成較大負壓，從而促進室內(nèi)通風斜屋面的設計在背面來風時發(fā)揮相似作用通過調(diào)節(jié)底層百葉開口和頂部開口應對不同來風正面來風，610m/s正面來風，1015m/s臺風來襲背面來風+-皮亞諾日本關西國際機場航站樓曲面造型屋頂順應主導風方向，平滑引導風的流動，使風從入口側沿屋頂吹向航站樓和跑道風的流動（通風通道）與人的流動（交通廊道）相協(xié)調(diào)赫爾佐格德國漢諾威梅斯26號展廳熱壓通風之營造：朝南屋面吸收太陽輻射，形成屋面附近高溫區(qū)域，在溫差和高差作用

12、下形成熱壓通風風壓通風之營造：屋面曲線型設計引導風的平滑流動，在頂部形成較大風速，較強負壓，驅(qū)動室內(nèi)自然通風太陽輻射自然通風+-北柯里亞低收入人群，以建筑自身調(diào)節(jié)氣候節(jié)省成本斜屋頂?shù)臒釅号c風壓通風作用開敞庭院的引風作用管式住宅+-巴基斯坦捕風塔+-+-三間兩廊廣府民居白天：天井受太陽照射，溫度高，冷巷直射少，溫度低，形成空氣溫差和流動：夜晚：天井向大氣散熱快，溫度低，冷巷散熱慢，溫度高，形成溫差和流動： 高寬比：天井小，冷巷大溫差和高差有限類似山谷風中庭拔風高差、溫差（玻璃）、開口庭院通風設計開敞庭院還是玻璃采光頂？庭院種樹，吸收庭院內(nèi)的太陽輻射，降低局部氣溫，但與室外氣溫相差不大，不能形成冷

13、熱溫差和熱壓拔風如能設計高寬比不同的庭院，形成“天井冷巷”組合，則可熱壓通風玻璃采光頂透過太陽輻射得熱的同時阻擋室內(nèi)長波輻射散熱，形成溫室效應，可營造局部高溫，形成冷熱溫差和熱壓拔風庭院通風設計無法形成“天井冷巷”組合時，開敞庭院應側重風壓通風設計，將庭院與建筑內(nèi)部各通風通道和主要功能空間相互連接和貫通，以形成順暢的風壓通風水生風冬季白天夏季白天夏季夜晚季風、海陸風不利情況之改善風受阻風速急劇下降，壓強增大，從而產(chǎn)生壓差驅(qū)動室內(nèi)通風因風受阻在先，氣流能量損失大，雖然可以形成室內(nèi)通風，但與南北對流的有利情況相比，可用風速變?nèi)?，通風效果較差樹之利用樹因光合蒸騰和遮陽作用，其周圍空氣溫度較低利用綠化導風引風，可將低溫空氣引入室內(nèi)，增強通風效果一建筑通風設計之建筑房間通風設計開口水平位置進、出風口不宜正對或十分接近，避免短路水平位置適當錯開，可使風流經(jīng)的面積增加錯開布置，增加了流動阻力，風速有所減小開口垂直高度進出風口布置過高，風無法經(jīng)過人所在區(qū)域進風低，出風高，氣