建筑環(huán)境學(xué) 第七章 空氣滲透

1、建筑環(huán)境學(xué) 第七章 空氣滲透第1頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三第七章空氣滲透7.1 概述7.2 風(fēng)壓作用下建筑的壓力系數(shù)分布7.3 建筑門窗對(duì)室內(nèi)通風(fēng)的影響7.4 空氣滲透的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方法7.5 空氣滲透的數(shù)值計(jì)算方法7.6 空氣滲透的簡(jiǎn)化計(jì)算第2頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三7.1 概述引子問(wèn)題討論：（江億院士所提出的考研問(wèn)題）新疆某地區(qū)夏季室外溫度為35，相對(duì)溫度20%，對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度為8.5 ，請(qǐng)問(wèn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)嗎？第3頁(yè)，共28頁(yè)

2、，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三空氣滲透對(duì)房間熱環(huán)境的影響空氣滲透對(duì)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(fù)荷主要來(lái)自冷風(fēng)滲透許多用戶夏天靠開窗納涼夏天熱空氣滲透會(huì)大大增加房間熱濕負(fù)荷夏天的夜間通風(fēng)能很好地改善房間的熱環(huán)境第4頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三影響空氣滲透的因素 兩個(gè)主要因素：熱壓和風(fēng)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(dòng)力實(shí)質(zhì)是空氣密度差造成的壓差（相對(duì)較簡(jiǎn)單） 風(fēng)壓是由于建筑對(duì)風(fēng)的阻擋作用形成的建筑不同部位不同壓力分布，當(dāng)建筑中有開口時(shí)，這種壓力差就會(huì)形成空氣流動(dòng)，從而進(jìn)入房間第5頁(yè)，共28頁(yè)，2022年

3、，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三風(fēng)壓 風(fēng)壓引起的空氣滲透較復(fù)雜 室外風(fēng)方向和大小隨時(shí)變化（風(fēng)玫瑰圖） 建筑形態(tài)各異，其周圍風(fēng)壓分布不同 微風(fēng)速下空氣滲透機(jī)理 自然通風(fēng)是目前最具挑戰(zhàn)性的工作之一 機(jī)理還需探索 方法還需改進(jìn) 評(píng)價(jià)指標(biāo)需進(jìn)一步更新第6頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三7.2 風(fēng)壓作用下建筑的壓力系 數(shù)分布 為簡(jiǎn)化風(fēng)壓的計(jì)算，提出風(fēng)壓系數(shù)的概念，用以描述建筑周圍的風(fēng)壓分布 風(fēng)壓系數(shù)可正可負(fù)，數(shù)值在01間 如果已知建筑周圍的風(fēng)壓系數(shù)，就可以用不同的方法計(jì)算風(fēng)壓作用下的空氣滲透量第7頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三采用風(fēng)壓系數(shù)計(jì)算通風(fēng)量所做的

4、簡(jiǎn)化假設(shè)及適應(yīng)性 風(fēng)壓系數(shù)通常是在恒定風(fēng)速下測(cè)定的，對(duì)變風(fēng)速情況下的適用性如何？ 風(fēng)壓系數(shù)通常是在無(wú)開口情況下測(cè)得的，當(dāng)開口存在時(shí)是否適用？ 當(dāng)存在不同的開口情況時(shí)是否還能用相同的風(fēng)壓系數(shù)？ 此計(jì)算方法通常不考慮建筑與建筑間的相互影響第8頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三單個(gè)建筑周圍的空氣流動(dòng)第9頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三單個(gè)正立方體建筑風(fēng)壓系數(shù)第10頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三建筑群布局的幾種形式第11頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三建筑群中的空氣流動(dòng)第12頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月2

5、0日，8點(diǎn)48分，星期三風(fēng)影區(qū) 在建筑的背后出現(xiàn)的與原有風(fēng)向相反方向的氣流所形成的區(qū)域稱為風(fēng)影區(qū) 風(fēng)影區(qū)的大小與建筑的尺寸和建筑外形有關(guān) 風(fēng)影區(qū)與風(fēng)壓系數(shù)相關(guān)，風(fēng)影區(qū)內(nèi)一般為負(fù)的風(fēng)壓系數(shù)第13頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三風(fēng)影區(qū)示意第14頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三建筑物長(zhǎng)度和寬度對(duì)風(fēng)影區(qū)的影響長(zhǎng)度對(duì)風(fēng)影區(qū)的影響隨長(zhǎng)度增加而增加 寬度對(duì)風(fēng)影區(qū)的影響 受寬度影響小第15頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三建筑物高度和屋頂坡度、坡向?qū)︼L(fēng)影區(qū)的影響 高度對(duì)風(fēng)影區(qū)的影響 屋頂坡度坡向?qū)︼L(fēng)影區(qū)的影響 第16頁(yè)，共28頁(yè)，2022年

6、，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三7.3 建筑門窗對(duì)室內(nèi)通風(fēng)的影響 開口位置對(duì)室內(nèi)空氣 流動(dòng)的影響第17頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三開口高低對(duì)室內(nèi)空氣流動(dòng)的影響第18頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三水平遮陽(yáng)對(duì)室內(nèi)氣流組織的影響第19頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三不同窗戶形式對(duì)室內(nèi)氣流的影響第20頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三室內(nèi)氣流的調(diào)節(jié)第21頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三綠化的導(dǎo)風(fēng)作用第22頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三如何用CFD方法求解

7、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(fēng)條件下就可求解通過(guò)各個(gè)開口的風(fēng)量和房間之間的風(fēng)量 可用現(xiàn)有的CFD計(jì)算軟件進(jìn)行或自行開發(fā)新的計(jì)算程序，CFD算法已比較成熟 本課程的第二部分將簡(jiǎn)要介紹CFD知識(shí)第23頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三CFD方法的特點(diǎn) 不用已知阻力系數(shù)，可直接描述結(jié)構(gòu) 能處理各種復(fù)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(jì)算工作量大，需要大容量、高性能計(jì)算機(jī)，對(duì)太復(fù)雜的結(jié)構(gòu)或數(shù)量較多的建筑，目前的計(jì)算機(jī)還難于處理第24頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三7.6 空氣滲

8、透的簡(jiǎn)化計(jì)算 若已知開口兩側(cè)的壓力差（熱壓和風(fēng)壓），則可由下式計(jì)算空氣滲透量 空氣滲透的計(jì)算比較復(fù)雜，目前還在進(jìn)行大量的研究，為便于對(duì)建筑熱環(huán)境進(jìn)行分析，一般采用下列簡(jiǎn)化方法進(jìn)行計(jì)算 縫隙法和換氣次數(shù)法第25頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三縫隙法 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(zhǎng)度縫隙的漏風(fēng)量。 用總的縫隙長(zhǎng)度與單位長(zhǎng)度縫隙漏風(fēng)量的乘積得到總滲透風(fēng)量 ln和a的取值見建筑熱過(guò)程表48和表49 該方法簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，但準(zhǔn)確性不夠第26頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期三換氣次數(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(dāng)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(guò)程表410 該方法簡(jiǎn)單易行，如DEST中就經(jīng)常采用這種方法給出空氣滲透量第27頁(yè)，共28頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)