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，共28頁，2022年，5月20日，8點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 建筑門窗對室內(nèi)通風(fēng)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2頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三7.1 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？第3頁，共28頁

2、，2022年，5月20日，8點48分，星期三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(fēng)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(fēng)能很好地改善房間的熱環(huán)境第4頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三影響空氣滲透的因素 兩個主要因素：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，其推動力實質(zhì)是空氣密度差造成的壓差（相對較簡單） 風(fēng)壓是由于建筑對風(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，這種壓力差就會形成空氣流動，從而進入房間第5頁，共28頁，2022年

3、，5月20日，8點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)速下空氣滲透機理 自然通風(fēng)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(biāo)需進一步更新第6頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三7.2 風(fēng)壓作用下建筑的壓力系 數(shù)分布 為簡化風(fēng)壓的計算，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，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算風(fēng)壓作用下的空氣滲透量第7頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三采用風(fēng)壓系數(shù)計算通風(fēng)量所做的

4、簡化假設(shè)及適應(yīng)性 風(fēng)壓系數(shù)通常是在恒定風(fēng)速下測定的，對變風(fēng)速情況下的適用性如何？ 風(fēng)壓系數(shù)通常是在無開口情況下測得的，當(dāng)開口存在時是否適用？ 當(dāng)存在不同的開口情況時是否還能用相同的風(fēng)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第8頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三單個建筑周圍的空氣流動第9頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三單個正立方體建筑風(fēng)壓系數(shù)第10頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三建筑群布局的幾種形式第11頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三建筑群中的空氣流動第12頁，共28頁，2022年，5月2

5、0日，8點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)一般為負的風(fēng)壓系數(shù)第13頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三風(fēng)影區(qū)示意第14頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三建筑物長度和寬度對風(fēng)影區(qū)的影響長度對風(fēng)影區(qū)的影響隨長度增加而增加 寬度對風(fēng)影區(qū)的影響 受寬度影響小第15頁，共28頁，2022年，5月20日，8點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，共28頁，2022年

6、，5月20日，8點48分，星期三7.3 建筑門窗對室內(nèi)通風(fēng)的影響 開口位置對室內(nèi)空氣 流動的影響第17頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三開口高低對室內(nèi)空氣流動的影響第18頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三水平遮陽對室內(nèi)氣流組織的影響第19頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三不同窗戶形式對室內(nèi)氣流的影響第20頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三室內(nèi)氣流的調(diào)節(jié)第21頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三綠化的導(dǎo)風(fēng)作用第22頁，共28頁，2022年，5月20日，8點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各個開口的風(fēng)量和房間之間的風(fēng)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知識第23頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三CFD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(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 計算工作量大，需要大容量、高性能計算機，對太復(fù)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第24頁，共28頁，2022年，5月20日，8點48分，星期三7.6 空氣滲

8、透的簡化計算 若已知開口兩側(cè)的壓力差（熱壓和風(fēng)壓），則可由下式計算空氣滲透量 空氣滲透的計算比較復(fù)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)法第25頁，共28頁，2022年，5月20日，8點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，確定單位長度縫隙的漏風(fēng)量。 用總的縫隙長度與單位長度縫隙漏風(fēng)量的乘積得到總滲透風(fēng)量 ln和a的取值見建筑熱過程表48和表49 該方法簡單，容易實現(xiàn)，但準(zhǔn)確性不夠第26頁，共28頁，2022年，5月20日，8點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程表410 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第27頁，共28頁，2022年，5月20日，8點