建筑環(huán)境學第七章空氣滲透課件

第七章空氣滲透7.1概述7.2風壓作用下建筑的壓力系數(shù)分布7.3建筑門窗對室內(nèi)通風的影響7.4空氣滲透的網(wǎng)絡(luò)計算方法7.5空氣滲透的數(shù)值計算方法7.6空氣滲透的簡化計算第七章空氣滲透17.1概述——引子?問題討論：（江億院士所提出的考研問題）新疆某地區(qū)夏季室外溫度為35℃，相對溫度20%，對應(yīng)的露點溫度為8.5℃，請問在該地區(qū)的住宅建筑能否采用冬季供暖的暖氣系統(tǒng)進行夏季的集中供冷？不同的家庭喜歡不同的室內(nèi)參數(shù)（溫度和濕度），上述系統(tǒng)能實現(xiàn)嗎？7.1概述——引子2空氣滲透對房間熱環(huán)境的影響?空氣滲透對房間熱環(huán)境影響很大—在常規(guī)的墻體材料下，北方冬季的采暖負荷主要來自冷風滲透—許多用戶夏天靠開窗納涼—夏天熱空氣滲透會大大增加房間熱濕負荷—夏天的夜間通風能很好地改善房間的熱環(huán)境空氣滲透對房間熱環(huán)境的影響3影響空氣滲透的因素?兩個主要因素：熱壓和風壓?熱壓是由于房間內(nèi)的溫度與外界環(huán)境的溫度不同造成的，其推動力實質(zhì)是空氣密度差造成的壓差（相對較簡單）?風壓是由于建筑對風的阻擋作用形成的建筑不同部位不同壓力分布，當建筑中有開口時，這種壓力差就會形成空氣流動，從而進入房間影響空氣滲透的因素4風壓?風壓引起的空氣滲透較復雜–室外風方向和大小隨時變化（風玫瑰圖）–建筑形態(tài)各異，其周圍風壓分布不同–微風速下空氣滲透機理?自然通風是目前最具挑戰(zhàn)性的工作之一–機理還需探索–方法還需改進–評價指標需進一步更新風壓57.2風壓作用下建筑的壓力系數(shù)分布?為簡化風壓的計算，提出風壓系數(shù)的概念，用以描述建筑周圍的風壓分布?風壓系數(shù)可正可負，數(shù)值在0～1間?如果已知建筑周圍的風壓系數(shù)，就可以用不同的方法計算風壓作用下的空氣滲透量7.2風壓作用下建筑的壓力系6采用風壓系數(shù)計算通風量所做的簡化假設(shè)及適應(yīng)性?風壓系數(shù)通常是在恒定風速下測定的，對變風速情況下的適用性如何？?風壓系數(shù)通常是在無開口情況下測得的，當開口存在時是否適用？?當存在不同的開口情況時是否還能用相同的風壓系數(shù)？?此計算方法通常不考慮建筑與建筑間的相互影響采用風壓系數(shù)計算通風量所做7單個建筑周圍的空氣流動單個建筑周圍的空氣流動8單個正立方體建筑風壓系數(shù)單個正立方體建筑風壓系數(shù)9建筑群布局的幾種形式建筑群布局的幾種形式10建筑群中的空氣流動建筑群中的空氣流動11風影區(qū)?在建筑的背后出現(xiàn)的與原有風向相反方向的氣流所形成的區(qū)域稱為風影區(qū)?風影區(qū)的大小與建筑的尺寸和建筑外形有關(guān)?風影區(qū)與風壓系數(shù)相關(guān)，風影區(qū)內(nèi)一般為負的風壓系數(shù)風影區(qū)12風影區(qū)示意風影區(qū)示意13建筑物長度和寬度對風影區(qū)的影響長度對風影區(qū)的影響隨長度增加而增加?寬度對風影區(qū)的影響受寬度影響小建筑物長度和寬度對風影區(qū)的影響14建筑物高度和屋頂坡度、坡向?qū)︼L影區(qū)的影響高度對風影區(qū)的影響?屋頂坡度坡向?qū)︼L影區(qū)的影響建筑物高度和屋頂坡度、坡向?qū)︼L影區(qū)的影響157.3建筑門窗對室內(nèi)通風的影響

開口位置對室內(nèi)空氣流動的影響7.3建筑門窗對室內(nèi)通風的影響16開口高低對室內(nèi)空氣流動的影響開口高低對室內(nèi)空氣流動的影響17水平遮陽對室內(nèi)氣流組織的影響水平遮陽對室內(nèi)氣流組織的影響18不同窗戶形式對室內(nèi)氣流的影響不同窗戶形式對室內(nèi)氣流的影響19室內(nèi)氣流的調(diào)節(jié)室內(nèi)氣流的調(diào)節(jié)20綠化的導風作用綠化的導風作用21如何用CFD方法求解空氣滲透？?描述好建筑的外形、開口大小和位置、內(nèi)部隔斷和熱源，在某種室外風條件下就可求解通過各個開口的風量和房間之間的風量?可用現(xiàn)有的CFD計算軟件進行或自行開發(fā)新的計算程序，CFD算法已比較成熟?本課程的第二部分將簡要介紹CFD知識如何用CFD方法求解空氣滲22CFD方法的特點?不用已知阻力系數(shù)，可直接描述結(jié)構(gòu)?能處理各種復雜的情況，如隔斷、開口、內(nèi)熱源等?能考慮建筑小區(qū)中各建筑間的相互影響?計算工作量大，需要大容量、高性能計算機，對太復雜的結(jié)構(gòu)或數(shù)量較多的建筑，目前的計算機還難于處理CFD方法的特點237.6空氣滲透的簡化計算?若已知開口兩側(cè)的壓力差（熱壓和風壓），則可由下式計算空氣滲透量?空氣滲透的計算比較復雜，目前還在進行大量的研究，為便于對建筑熱環(huán)境進行分析，一般采用下列簡化方法進行計算–縫隙法和換氣次數(shù)法7.6空氣滲透的簡化計算24縫隙法?根據(jù)門窗的種類，如單層、雙層，木窗、鋼窗、鋁合金窗等，確定單位長度縫隙的漏風量。?用總的縫隙長度與單位長度縫隙漏風量的乘積得到總滲透風量?ln和a的取值見《建筑熱過程》表4－8和表4－9?該方法簡單，容易實現(xiàn)，但準確性不夠縫隙法25換氣次數(shù)法?根據(jù)不同類型房間，按某一換氣次數(shù)確定該房間的空氣滲透量?如某房間的自然空氣滲透相當于0.5次換氣，而房間體積為V，則空氣滲透量為0.5Vm3/h。房間換氣次數(shù)的取法參見《建筑熱過程》表4－10?該方法簡單易行，如DEST中就經(jīng)常采用這種方法給出空氣滲透量換氣次數(shù)法26精品課件！精品課件！27精品課件！精品課件！28總結(jié)?空氣滲透對建筑熱環(huán)境至關(guān)重要?由于現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展的限制，目前空氣滲透的計算還不如人意，急待更多的有識之士投身其中?重要的工作包括–自然滲透風的作用機理及效果評價–新型空氣滲透計算方法研究總結(jié)29第七章空氣滲透7.1概述7.2風壓作用下建筑的壓力系數(shù)分布7.3建筑門窗對室內(nèi)通風的影響7.4空氣滲透的網(wǎng)絡(luò)計算方法7.5空氣滲透的數(shù)值計算方法7.6空氣滲透的簡化計算第七章空氣滲透307.1概述——引子?問題討論：（江億院士所提出的考研問題）新疆某地區(qū)夏季室外溫度為35℃，相對溫度20%，對應(yīng)的露點溫度為8.5℃，請問在該地區(qū)的住宅建筑能否采用冬季供暖的暖氣系統(tǒng)進行夏季的集中供冷？不同的家庭喜歡不同的室內(nèi)參數(shù)（溫度和濕度），上述系統(tǒng)能實現(xiàn)嗎？7.1概述——引子31空氣滲透對房間熱環(huán)境的影響?空氣滲透對房間熱環(huán)境影響很大—在常規(guī)的墻體材料下，北方冬季的采暖負荷主要來自冷風滲透—許多用戶夏天靠開窗納涼—夏天熱空氣滲透會大大增加房間熱濕負荷—夏天的夜間通風能很好地改善房間的熱環(huán)境空氣滲透對房間熱環(huán)境的影響32影響空氣滲透的因素?兩個主要因素：熱壓和風壓?熱壓是由于房間內(nèi)的溫度與外界環(huán)境的溫度不同造成的，其推動力實質(zhì)是空氣密度差造成的壓差（相對較簡單）?風壓是由于建筑對風的阻擋作用形成的建筑不同部位不同壓力分布，當建筑中有開口時，這種壓力差就會形成空氣流動，從而進入房間影響空氣滲透的因素33風壓?風壓引起的空氣滲透較復雜–室外風方向和大小隨時變化（風玫瑰圖）–建筑形態(tài)各異，其周圍風壓分布不同–微風速下空氣滲透機理?自然通風是目前最具挑戰(zhàn)性的工作之一–機理還需探索–方法還需改進–評價指標需進一步更新風壓347.2風壓作用下建筑的壓力系數(shù)分布?為簡化風壓的計算，提出風壓系數(shù)的概念，用以描述建筑周圍的風壓分布?風壓系數(shù)可正可負，數(shù)值在0～1間?如果已知建筑周圍的風壓系數(shù)，就可以用不同的方法計算風壓作用下的空氣滲透量7.2風壓作用下建筑的壓力系35采用風壓系數(shù)計算通風量所做的簡化假設(shè)及適應(yīng)性?風壓系數(shù)通常是在恒定風速下測定的，對變風速情況下的適用性如何？?風壓系數(shù)通常是在無開口情況下測得的，當開口存在時是否適用？?當存在不同的開口情況時是否還能用相同的風壓系數(shù)？?此計算方法通常不考慮建筑與建筑間的相互影響采用風壓系數(shù)計算通風量所做36單個建筑周圍的空氣流動單個建筑周圍的空氣流動37單個正立方體建筑風壓系數(shù)單個正立方體建筑風壓系數(shù)38建筑群布局的幾種形式建筑群布局的幾種形式39建筑群中的空氣流動建筑群中的空氣流動40風影區(qū)?在建筑的背后出現(xiàn)的與原有風向相反方向的氣流所形成的區(qū)域稱為風影區(qū)?風影區(qū)的大小與建筑的尺寸和建筑外形有關(guān)?風影區(qū)與風壓系數(shù)相關(guān)，風影區(qū)內(nèi)一般為負的風壓系數(shù)風影區(qū)41風影區(qū)示意風影區(qū)示意42建筑物長度和寬度對風影區(qū)的影響長度對風影區(qū)的影響隨長度增加而增加?寬度對風影區(qū)的影響受寬度影響小建筑物長度和寬度對風影區(qū)的影響43建筑物高度和屋頂坡度、坡向?qū)︼L影區(qū)的影響高度對風影區(qū)的影響?屋頂坡度坡向?qū)︼L影區(qū)的影響建筑物高度和屋頂坡度、坡向?qū)︼L影區(qū)的影響447.3建筑門窗對室內(nèi)通風的影響

開口位置對室內(nèi)空氣流動的影響7.3建筑門窗對室內(nèi)通風的影響45開口高低對室內(nèi)空氣流動的影響開口高低對室內(nèi)空氣流動的影響46水平遮陽對室內(nèi)氣流組織的影響水平遮陽對室內(nèi)氣流組織的影響47不同窗戶形式對室內(nèi)氣流的影響不同窗戶形式對室內(nèi)氣流的影響48室內(nèi)氣流的調(diào)節(jié)室內(nèi)氣流的調(diào)節(jié)49綠化的導風作用綠化的導風作用50如何用CFD方法求解空氣滲透？?描述好建筑的外形、開口大小和位置、內(nèi)部隔斷和熱源，在某種室外風條件下就可求解通過各個開口的風量和房間之間的風量?可用現(xiàn)有的CFD計算軟件進行或自行開發(fā)新的計算程序，CFD算法已比較成熟?本課程的第二部分將簡要介紹CFD知識如何用CFD方法求解空氣滲51CFD方法的特點?不用已知阻力系數(shù)，可直接描述結(jié)構(gòu)?能處理各種復雜的情況，如隔斷、開口、內(nèi)熱源等?能考慮建筑小區(qū)中各建筑間的相互影響?計算工作量大，需要大容量、高性能計算機，對太復雜的結(jié)構(gòu)或數(shù)量較多的建筑，目前的計算機還難于處理CFD方法的特點527.6空氣滲透的簡化計算?若已知開口兩側(cè)的壓力差（熱壓和風壓），則可由下式計算空氣滲透量?空氣滲透的計算比較復雜，目前還在進行大量的研究，為便于對建筑熱環(huán)境進行分析，一般采用下列簡化方法進行計算–縫隙法和換氣次數(shù)法7.6空氣滲透的簡化計算53縫隙法?根據(jù)門窗的種類，如單層、雙層，木窗、鋼窗、鋁合金窗等，確定單位長度縫隙的漏風量。?用總的縫隙長度與單位長度縫隙漏風量的乘積得到總滲透風量?ln和a的取值見《建筑熱過程》表4－8和表4－9?該方法簡單，容易實現(xiàn)，但準確性不夠縫隙法54換氣次數(shù)法?根據(jù)不同類型房間，按某一換氣次數(shù)確定該房間的空氣滲透量?如某房間的