《建筑熱工學(xué)》課件-建筑通風(fēng)

1、建筑熱工學(xué)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(fēng)五、建筑日照與遮陽一風(fēng)的形成和特征自然界的風(fēng)是怎樣形成的？分幾種？各有什么特點？用什么指標(biāo)來描述風(fēng)的特性？跟建筑自然通風(fēng)有關(guān)的氣候參數(shù)有哪些？風(fēng)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(fēng)的流動促進(jìn)了各地能量的均衡風(fēng)之分類大氣環(huán)流地球自轉(zhuǎn)對空氣流動產(chǎn)生地轉(zhuǎn)偏向力，速度越大，轉(zhuǎn)偏向力越大四個氣壓帶三個環(huán)流四個風(fēng)帶長沙風(fēng)之分類季風(fēng)冬季大陸強烈冷卻，氣壓增高，季風(fēng)從大陸吹向海洋夏季大陸強烈升溫，氣壓降低，季風(fēng)由海洋吹向大

2、陸我國季風(fēng)大部分來自熱帶海洋，呈東南風(fēng)和南風(fēng)風(fēng)之分類地方風(fēng)海陸風(fēng)白天陸地受熱升溫比海洋快，近地的風(fēng)從海洋吹向陸地，上空的風(fēng)從陸地吹向海洋夜晚陸地散熱降溫比海洋快，近地的風(fēng)從陸地吹向海洋，上空的風(fēng)從海洋吹向陸地（江河湖海）長沙風(fēng)之分類地方風(fēng)山谷風(fēng)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(fēng)從山谷吹向山坡，上空的風(fēng)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(fēng)從山坡吹向山谷，上空的風(fēng)從山谷吹向山坡 長沙風(fēng)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(zhuǎn)偏向力造成季風(fēng)：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(fēng)：造成局部差異，以一晝夜為周期如海

3、陸風(fēng)、山谷風(fēng)、庭院風(fēng)、巷道風(fēng)等地方性地貌條件不同引起溫差造成風(fēng)由溫差造成，溫差由太陽輻射引起廣州風(fēng)之特性風(fēng)向（風(fēng)玫瑰圖）福州主導(dǎo)風(fēng)向：夏季東南風(fēng)，冬季東北風(fēng)。實線為常年風(fēng)，虛線夏季。廣州我國風(fēng)向分區(qū)圖季節(jié)變化區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向區(qū)全年西風(fēng)主導(dǎo)風(fēng)向區(qū)冬季西風(fēng)夏季東風(fēng)主導(dǎo)風(fēng)向區(qū)全年西南風(fēng)無主導(dǎo)風(fēng)向區(qū)準(zhǔn)靜風(fēng)區(qū)風(fēng)之特性風(fēng)速近地處風(fēng)速為0，風(fēng)速沿高度冪函數(shù)增長：風(fēng)之特性風(fēng)速風(fēng)力等級距地10m高處的風(fēng)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(fēng)之特性風(fēng)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(jìn)出風(fēng)口高差成正比，與室內(nèi)外溫度差成正比中和面以下進(jìn)風(fēng)，以上出風(fēng)熱壓通風(fēng)設(shè)計的重要依據(jù)一通風(fēng)與人體熱舒適風(fēng)對人的影響和作用？自然通風(fēng)如何改善人的不適感？人的心理反應(yīng)冷熱感覺熱舒適感受+1+2+3+4人體傳熱學(xué)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(fēng)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(fēng)速（m/s）0.8m/s風(fēng)速可彌補3溫度上升，也即溫度上限2629 風(fēng)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(fēng)速（m/s）風(fēng)感情景0.1靜風(fēng)建筑中少有遇到0.2風(fēng)感閾值頭頂自然對流風(fēng)速0.250.5微風(fēng)窗簾輕微擺動0.51.0有風(fēng)頭發(fā)飄動1.02.0輕風(fēng)紙張在桌面上掀起，散步時的相對風(fēng)速風(fēng)速與風(fēng)感自然通風(fēng)室內(nèi)溫度設(shè)計目標(biāo)目標(biāo)：80%熱環(huán)境滿意度自然通風(fēng)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(cè)與城市建筑一致，低溫側(cè)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(quán)回歸結(jié)果，余同自然通風(fēng)室內(nèi)風(fēng)速設(shè)計目標(biāo)室內(nèi)風(fēng)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(fēng)速更大開窗自然通風(fēng)時室內(nèi)風(fēng)速的設(shè)計目標(biāo)為：可開啟窗50%開啟時，形成的室內(nèi)風(fēng)速平均可達(dá) 0.3m/s風(fēng)扇對溫度的作用目標(biāo)：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(jié)果相近室內(nèi)風(fēng)速隨溫度增加而增大，趨勢明顯使用風(fēng)扇時的室內(nèi)平均風(fēng)速應(yīng)達(dá)到0.45m/s風(fēng)速調(diào)節(jié)存在較大個體差異，表現(xiàn)在選擇風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)偏差0.23m/s（29.5時）考慮個體差異，確定風(fēng)扇應(yīng)能

7、實現(xiàn)的室內(nèi)風(fēng)速為0.45+2*0.23= 0.9m/s風(fēng)扇對風(fēng)速的作用自然通風(fēng)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(dāng)天氣溫2636（平均31）窗口平均風(fēng)速房間換氣次數(shù)：0.05m/s20次/h，0.3m/s100次/h通風(fēng)散熱量大，通風(fēng)降溫效果明顯通風(fēng)量越大，室溫越接近室外氣溫一建筑通風(fēng)設(shè)計之建筑群通風(fēng)設(shè)計自然通風(fēng)設(shè)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(jìn)自然通風(fēng)方面的優(yōu)劣？哪種布局有利于通風(fēng)，哪種不利？如何從通

8、風(fēng)的角度協(xié)調(diào)待設(shè)計建筑與周邊場地和已有建筑的位置關(guān)系？華工校園建筑群3134教學(xué)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(fēng)設(shè)計獨立流尾跡干擾流滑流平面布局之通風(fēng)設(shè)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(fēng)設(shè)計高大建筑風(fēng)影區(qū)較大沿主導(dǎo)風(fēng)方向遞次升高高低錯落架空通風(fēng)設(shè)計底層全部或部分架空，以緩解建筑背風(fēng)向風(fēng)影區(qū)的影響北京：用

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

10、風(fēng)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(fēng)導(dǎo)風(fēng)防暴風(fēng)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(fēng)，次要功能或交通廊道可布置于東西側(cè)“口”字形通風(fēng)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(fēng)和采光鋸齒形設(shè)計可在不利條件下解決防曬通風(fēng)問題楊經(jīng)文翼型導(dǎo)風(fēng)墻、主導(dǎo)風(fēng)、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(dāng)?shù)赜欣饧y的棚屋 曲線型木板尊重當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)文化與適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂虻募夹g(shù)相結(jié)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(fēng)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(dāng)?shù)貧夂蜓谉?，空氣潮濕，風(fēng)常年從海岬東面吹來木板組成的曲面引導(dǎo)正面來風(fēng)向上流動，在頂部開口處形成較大負(fù)壓，從而促進(jìn)室內(nèi)通風(fēng)斜屋面的設(shè)計在背面來風(fēng)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(yīng)對不同來風(fēng)正面來風(fēng)，610m/s正面來風(fēng)，1015m/s臺風(fēng)來襲背面來風(fēng)+-皮亞諾日本關(guān)西國際機場航站樓曲面造型屋頂順應(yīng)主導(dǎo)風(fēng)方向，平滑引導(dǎo)風(fēng)的流動，使風(fēng)從入口側(cè)沿屋頂吹向航站樓和跑道風(fēng)的流動（通風(fēng)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(fēng)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(fēng)風(fēng)壓通風(fēng)之營造：屋面曲線型設(shè)計引導(dǎo)風(fēng)的平滑流動，在頂部形成較大風(fēng)速，較強負(fù)壓，驅(qū)動室內(nèi)自然通風(fēng)太陽輻射自然通風(fēng)+-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(fēng)壓通風(fēng)作用開敞庭院的引風(fēng)作用管式住宅+-巴基斯坦捕風(fēng)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(fēng)中庭拔風(fēng)高差、溫差（玻璃）、開口庭院通風(fēng)設(shè)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(fēng)如能設(shè)計高寬比不同的庭院，形成“天井冷巷”組合，則可熱壓通風(fēng)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(yīng)，可營造局部高溫，形成冷熱溫差和熱壓拔風(fēng)庭院通風(fēng)設(shè)計無法形成“天井冷巷”組合時，開敞庭院應(yīng)側(cè)重風(fēng)壓通風(fēng)設(shè)計，將庭院與建筑內(nèi)部各通風(fēng)通道和主要功能空間相互連接和貫通，以形成順暢的風(fēng)壓通風(fēng)水生風(fēng)冬季白天夏季白天夏季夜晚季風(fēng)、海陸風(fēng)不利情況之改善風(fēng)受阻風(fēng)速急劇下降，壓強增大，從而產(chǎn)生壓差驅(qū)動室內(nèi)通風(fēng)因風(fēng)受阻在先，氣流能量損失大，雖然可以形成室內(nèi)通風(fēng)，但與南北對流的有利情況相比，可用風(fēng)速變?nèi)?，通風(fēng)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(dǎo)風(fēng)引風(fēng)，可將低溫空氣引入室內(nèi)，增強通風(fēng)效果一建筑通風(fēng)設(shè)計之建筑房間通風(fēng)設(shè)計開口水平位置進(jìn)、出風(fēng)口不宜正對或十分接近，避免短路水平位置適當(dāng)錯開，可使風(fēng)流經(jīng)的面積增加錯開布置，增加了流動阻力，風(fēng)速有所減小開口垂直高度進(jìn)出風(fēng)口布置過高，風(fēng)無法經(jīng)過人所在區(qū)域進(jìn)風(fēng)低，出風(fēng)高，氣