低能耗建筑設(shè)計中的自然通風摘要簡述了用空調(diào)系統(tǒng)來代替自然通風(1).doc

低能耗建筑設(shè)計中的自然通風摘要：簡述了用空調(diào)系統(tǒng)來代替自然通風的代價，分析了自然通風的原理和作用，從單側(cè)通風、穿堂風、煙囪效應與反煙囪效應等方面，研究了自然通風的主要途徑和設(shè)計方法，以使其成為被動式、低能耗建筑物整體方案中不可或缺的一部分。關(guān)鍵詞：自然通風，低能耗，建筑設(shè)計中圖分類號TU8343 文獻標識碼：A近年來，全球環(huán)境的惡化和工業(yè)化革命后新技術(shù)的發(fā)展，使人們對人類發(fā)展與環(huán)境關(guān)系的反思，保護生態(tài)愈來愈成為時代的主題之一。就我國目前的國力而言，普遍采用高新技術(shù)建造生態(tài)建筑是不現(xiàn)實的，可以從某些基本功能人手，使用適宜技術(shù)，在經(jīng)濟、功能和環(huán)境之間找到平衡點，將建筑設(shè)計得既符合可持續(xù)發(fā)展的要求，又符合我國現(xiàn)階段的國情國力?，F(xiàn)在建筑師和業(yè)主都意識到用空調(diào)系統(tǒng)來代替自然通風所付出的巨大代價。1)昂貴的空調(diào)系統(tǒng)安裝費用和運行費用；2)由于使用空調(diào)而增加的co2排放量；3)氟利昂(CF)排放量的增加。于是，如何減少空調(diào)系統(tǒng)的使用，通過建筑設(shè)計優(yōu)化通風策略，從而減小能耗，降低污染，成為人們研究的主要課題之一。1 自然通風的原理和作用11 自然通風的原理自然通風的動力是風和溫度。冷空氣比熱空氣密度大，結(jié)果冷空氣較重，向凹地下沉；熱空氣較輕，向上升騰。另外，氣流也受壓差的影響。氣流通常從正壓區(qū)流向負壓區(qū)，氣流在流動途中如遇到障礙物則會引起氣流的聚集，從而在迎風側(cè)形成氣流正壓區(qū)。同樣在背風側(cè)形成負壓區(qū)，此時氣流的速度和方向取決于障礙物的形狀及壓差的大小。隨著氣流截面積的減小，空氣速度則會增大，反之亦然。作用在建筑上的風壓大小取決于風向、風速和建筑物的形狀。室內(nèi)外的溫度不同會引起空氣密度的差異，產(chǎn)生壓力差。因此，對于每一個建筑洞I=1來說，風壓和熱壓的作用是不能直接疊加的，常常被各種不同的氣流阻力相平衡。12 自然通風的作用1)提供新鮮空氣?？照{(diào)造成的“恒溫環(huán)境”使人體抵抗力下降，引發(fā)各種“空調(diào)病”。建筑物中需要新鮮空氣來提供充足的氧氣，沖淡氣味，尤其是稀釋新陳代謝產(chǎn)生的CO ，有利于人的生理和心理健康。2)生理降溫。通過空氣的流動，可以提高建筑物中人體汗液的蒸發(fā)速度。在25 35之間，空氣的對流降溫是人體調(diào)節(jié)舒適度的重要途徑。3)建筑物的夜間降溫。夜晚，用室外相對溫度較低的空氣替換室內(nèi)相對溫度較高的空氣，使建筑物降溫，以減輕白天的冷負荷。2 自然通風的主要途徑和設(shè)計方法21 單側(cè)通風單側(cè)通風的開I=1在房間的同一側(cè)，另一側(cè)是關(guān)閉的門，它是自然通風中最簡單的一種形式，局限于房間的通風。空氣的交換是通過風的湍流、外部的洞口和外部氣流的相互作用來完成的。因此，單側(cè)式局部通風的驅(qū)動力甚小，而且變化大。22 穿堂風3 管網(wǎng)管理工作中宜采取的措施和制度為了減小由于管材選擇不當對管內(nèi)水質(zhì)的影響，減輕管道內(nèi)壁的腐蝕，應盡量采取一些措施：1)新管線投產(chǎn)和舊管線檢修或換管后的沖洗、消毒制度。2)管內(nèi)“死水區(qū)”和管線終端等部位的定期放水，沖洗制度。3)管內(nèi)定期進行清管、刮管、除垢和襯涂的工作制度。4)管線全面尋查和管道檢漏及修理工作。5)對老住宅的老管還應進行全面檢查和規(guī)劃更新改造工作。更新時應采用新產(chǎn)品、高質(zhì)量的管材。6)為確保居住區(qū)居民用水水質(zhì)要求，如果二次污染細菌等指標問題較嚴重，小區(qū)加壓站應采用二次消毒措施。221 原理當空氣從房間一側(cè)開口進入，從另一側(cè)開口流出時形成穿堂風。穿堂風取決于建筑相對面開口是否充分打開。進氣窗和出氣窗之間的風壓差大，房屋內(nèi)部空氣流動阻力小，才能保證通風流暢。房屋在通風方向的進深不能太大，一般最大有效進深大約為層高的5倍。此時驅(qū)動力主要是風壓，但只要在進風口和出風口間有明顯的高差，熱壓也有較明顯的作用。大進深建筑的通風效果受內(nèi)部隔斷和障礙物的影響，阻礙氣流的運動。222 設(shè)計方法1)總體規(guī)劃中的通風設(shè)計。間距與通風的關(guān)系如下：為使建筑群每一幢房屋都能較好地獲得自然通風，建筑物宜與主導風向呈30。45。角，并采用前后錯列、斜列、前低后高、前疏后密等布局措施，使整個建筑群都受益。建筑物的間距、屋頂坡度都對風向和漩渦風的產(chǎn)生及正負風壓值的大小有著直接的影響。建筑物越長、越高，進深越小，其背風面產(chǎn)生的渦流區(qū)越大，流場越紊亂，對減少風速、風壓有利。建筑的迎風面產(chǎn)生正壓，側(cè)面產(chǎn)生負壓，背面產(chǎn)生渦流，有氣壓差存在就會產(chǎn)生空氣流動，根據(jù)地區(qū)的主導風向設(shè)計合理的間距，為建筑組織良好的自然通風提供了可行性。2)開口的設(shè)計。自然通風通過建筑物的開口流入或者流出，則建筑物開口的優(yōu)化配置以及開口的尺寸、窗戶的形式和開啟方式，窗墻面積比等的合理設(shè)計，直接影響著建筑物內(nèi)部的空氣流動以及通風效果。a開口的大小存在一個優(yōu)化組合的問題。房間開口尺寸的大小，直接影響著風速和進氣量，開口大，則氣流場較大?？s小開口面積，流速雖然相對增加，但氣流場縮小。根據(jù)測定，當開口寬度為開間寬度的1323，開口面積為地板面積的1520時，通風效率最佳。b開口的開啟方式應靈活。在氣流穿過一個空間時要提供盡可能多的靈活性，特別要確保熱空氣在房間頂部時可以放出去，又能把新鮮空氣從底部引進來，這樣就會因該空間內(nèi)的熱量的分層作用給室內(nèi)空氣流動提供動力。氣流的方向可以通過對中懸窗、豎轉(zhuǎn)窗及平開窗窗扇角度的改變來調(diào)節(jié)。C開口的相對位置也會直接影響氣流路線。建議將進風口設(shè)置于地面上方1 m2 m處，可以確保氣流經(jīng)過使用者頭部區(qū)域。還可以通過固定在墻體上的構(gòu)件或窗戶上的百葉來控制氣流的強度和流場分布。23 煙囪效應與反煙囪效應231 原理煙囪效應與反煙囪效應的實質(zhì)是熱壓產(chǎn)生的通風。煙囪效應是煙囪內(nèi)的空氣被加熱，溫度高于外界溫度，用室外的冷空氣代替原來的熱空氣。而反煙囪效應是從室外吸入熱空氣，與煙囪內(nèi)的冷空氣交換，通常應用在炎熱地區(qū)無風的早晨。煙囪越高，頂部與底部之間的溫度、壓力差越大，頂部通風口周圍的空氣速度就越大，這就增大了煙囪內(nèi)空氣的流動速度。232 設(shè)計方法1)拔風煙囪。主要功能是為了通風，尺寸大小僅為了迎合壓降的需要。煙囪可以作為采光井、太陽吸收器等。煙囪可以是一個單獨的煙囪，也可以是圍繞建筑的幾個小煙囪。如果建筑朝向繁華的街道，則可以把入風口放置在遠離噪聲和污染源的地方，而把煙囪放置在靠近街道側(cè)。太陽煙囪是吸收太陽的熱來增強熱壓。通常使太陽煙囪外表面(結(jié)合玻璃成分)位于建筑向陽面，這樣易于得到太陽輻射產(chǎn)生自然對流，使空氣從建筑內(nèi)流人煙囪底部，而由煙囪頂部排出，外界空氣進入建筑中替換滯留的空氣。為了用風壓來加強煙囪效應，煙囪的出口應位于負壓區(qū)，這樣可以避免產(chǎn)生倒灌氣流。2)雙層圍護結(jié)構(gòu)。對于高層建筑，直接開窗通風容易造成紊流，不易控制，可以利用兩層玻璃作為圍護結(jié)構(gòu)，玻璃之間留有一定寬度的通風道并配有可調(diào)節(jié)的百葉。冬季，雙層玻璃之間形成陽光溫室，增加了建筑內(nèi)表面的溫度，有利于節(jié)約采暖。夏季，中午利用煙囪效應對通風道進行通風，使玻璃之間的熱空氣不斷被排走，達到降溫的目的；早晨利用反煙囪效應，使室內(nèi)獲得舒適的空氣流動。24 其他設(shè)計方法 ，241 太陽能的應用被動式太陽能技術(shù)與建筑通風是密不可分的，它的原理類似于機械輔助式自然通風。冬季利用機械裝置將位于屋頂太陽能集熱器中的熱空氣引至地板處，并通過氣孔進入室內(nèi)，利用熱壓原理在房間內(nèi)的循環(huán)，實現(xiàn)利用太陽能采暖的目的。夏季夜晚利用天空輻射使太陽能集熱器迅速冷卻，并將集熱氣中的冷空氣吸入室內(nèi)，達到夜間通風降溫的目的。242 地冷的應用從地表每下降1 m，土壤的溫度就會下降1左右。因此，如果不能在建筑物中修建深的地下室，還可以使空氣在穿過地下的粘土管中得到降溫。直徑為300 mm-600 mm，埋深為3 m10 m的粘土管形成一個環(huán)路吸取來自外部或內(nèi)部花園的空氣使它穿過深埋的水井，或者只是穿過地表，則來自環(huán)路的空氣至少比周圍的空氣低5。3 結(jié)語與其他相對復雜、