建筑的自然通風(fēng)研究【課件】

建筑的自然通風(fēng)研究建筑的自然通風(fēng)研究1自然通風(fēng)（naturalventilation）依靠室外風(fēng)力造成的風(fēng)壓和室內(nèi)外空氣溫度差造成的熱壓，促使空氣流動(dòng)，使得建筑室內(nèi)外空氣交換。自然通風(fēng)可以保證建筑室內(nèi)獲得新鮮空氣，帶走多余的熱量，又不需要消耗動(dòng)力，節(jié)省能源，節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用，因而是一種經(jīng)濟(jì)有效的通風(fēng)方法。利用風(fēng)壓做驅(qū)動(dòng)力的稱風(fēng)壓通風(fēng)，利用熱壓做驅(qū)動(dòng)力的稱熱壓通風(fēng)。自然通風(fēng)（naturalventilation）依靠室外風(fēng)2風(fēng)壓作用下自然通風(fēng)的形成過(guò)程當(dāng)有風(fēng)從左邊吹向建筑時(shí)，建筑的迎風(fēng)面將受到空氣的推動(dòng)作用形成正壓區(qū)，推動(dòng)空氣從該側(cè)進(jìn)入建筑；而建筑的背風(fēng)面，由于受到空氣繞流影響形成負(fù)壓區(qū)，吸引建筑內(nèi)空氣從該側(cè)的出口流出，這樣就形成了持續(xù)不斷的空氣流，成為風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)。風(fēng)壓作用下自然通風(fēng)的形成過(guò)程當(dāng)有風(fēng)從左邊吹向建筑時(shí)，建筑的迎3熱壓作用下的自然通風(fēng)的形成過(guò)程當(dāng)室內(nèi)存在熱源時(shí)，室內(nèi)空氣將被加熱，密度降低，并且向上浮動(dòng)，造成建筑內(nèi)上部空氣壓力比建筑外大，導(dǎo)致室內(nèi)空氣向外流動(dòng)，同時(shí)在建筑下部，不斷有空氣流入，以填補(bǔ)上部流出的空氣所讓出的空間，這樣形成的持續(xù)不斷的空氣流就是熱壓作用下的自然通風(fēng)。熱壓作用下的自然通風(fēng)的形成過(guò)程當(dāng)室內(nèi)存在熱源時(shí)，室內(nèi)空氣將被4分類(lèi)：常見(jiàn)的生態(tài)式通風(fēng)方式約略分成大循環(huán)、小循環(huán)、微循環(huán)三類(lèi).（1）大循環(huán)主要指的是在建筑尺度上的通風(fēng)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)的形式也多種多樣.（2）小循環(huán)，指的是從房間尺度上考慮的通風(fēng)設(shè)計(jì)，主要表現(xiàn)為替換式通風(fēng)等形式.如，英國(guó)倫敦的HELICON（3）微循環(huán)，指的是從建筑構(gòu)件尺度上考慮的通風(fēng)設(shè)計(jì)，主要表現(xiàn)為雙層幕墻等形式.如，WEAGHQ大廈分類(lèi)：常見(jiàn)的生態(tài)式通風(fēng)方式約略分成大循環(huán)、小循環(huán)、微循環(huán)三5建筑布局與自然通風(fēng)

建筑布局是建筑設(shè)計(jì)的前期工作,對(duì)自然通風(fēng)的效果影響很大。建筑群的布局方式一般有以下5種:并列式、錯(cuò)列式、斜列式(統(tǒng)稱為行列式)、周邊式和自由式。各種布局對(duì)建筑自然通風(fēng)的效果不同,在設(shè)計(jì)中應(yīng)予以注意。高低建筑、長(zhǎng)短建筑相結(jié)合的不同布局、建筑布局不同的疏密關(guān)系以及建筑院落開(kāi)口的方向等等也都會(huì)對(duì)建筑的自然通風(fēng)帶來(lái)一定的影響[1](圖1)。建筑布局與自然通風(fēng)建筑布局是建筑設(shè)計(jì)的前期工作,對(duì)自然6建筑平面與自然通風(fēng)

設(shè)置天井進(jìn)行自然通風(fēng)我國(guó)地域遼闊,南北的氣候條件及地理環(huán)境差異極大,卻在居住形態(tài)上都脫離不了“院”的干系,基本上都可以概括為“合院式”民居?！霸骸笔侵袊?guó)傳統(tǒng)建筑的靈魂,建筑平面中的“院”創(chuàng)造了良好的建筑通風(fēng)。如廣東的“竹筒屋”中天井的設(shè)置,增強(qiáng)了自建筑平面與自然通風(fēng)設(shè)置天井進(jìn)行自然通風(fēng)7建筑開(kāi)口的設(shè)置與通透度房間的開(kāi)口大小相對(duì)位置等直接影響到風(fēng)速、進(jìn)風(fēng)量和風(fēng)的路徑。開(kāi)口的相對(duì)位置對(duì)氣流路線起到?jīng)Q定作用,并應(yīng)根據(jù)房間的使用功能考慮。如傣族竹樓的平面就很好地組織了自然通風(fēng)(圖3)。a建筑開(kāi)口的設(shè)置與通透度8建筑剖面與自然通風(fēng)利用建筑高大空間進(jìn)行通風(fēng)高大空間建筑腔體在這里指能夠?qū)ㄖ?nèi)部環(huán)境起到調(diào)節(jié)作用的空間,包括:建筑的一些高大房間、中廳、邊廳、樓梯間與通風(fēng)井等?，F(xiàn)代建筑師在創(chuàng)作中充分發(fā)揮了這一方法,從而實(shí)現(xiàn)了建筑的生態(tài)化(表1)。建筑剖面與自然通風(fēng)利用建筑高大空間進(jìn)行通風(fēng)9建筑的自然通風(fēng)研究【課件】10利用架空空間進(jìn)行通風(fēng)利用架空空間也可使建筑獲得良好的自然通風(fēng)。架空層的設(shè)置可考慮兩種位置:一是設(shè)計(jì)在底層。我國(guó)傣族的竹樓就是利用底層架空來(lái)獲得舒適室內(nèi)環(huán)境的典范。二是設(shè)計(jì)在建筑高度的中部。由福斯特設(shè)計(jì)的法蘭克福商業(yè)銀行為典型例子,它共60層,其平面為弧線圍成的三角形,中央為貫通全樓的中庭。三角形的每個(gè)邊在若干個(gè)高度上都分別設(shè)有架空的空中花園,圍繞中庭錯(cuò)落布置,與中庭一起共同組織氣流,使整座樓的自然通風(fēng)高達(dá)60%,被人們譽(yù)為“帶有空中花園的能量攪拌器”(圖4)。利用架空空間進(jìn)行通風(fēng)11建筑構(gòu)件與自然通風(fēng)設(shè)計(jì)導(dǎo)板引導(dǎo)氣流創(chuàng)造風(fēng)壓通風(fēng)的建筑開(kāi)口與風(fēng)向的有效夾角在40°范圍內(nèi)(Chandra,1986)[3]。當(dāng)建筑開(kāi)口和風(fēng)向夾角不在40°范圍內(nèi),可以設(shè)計(jì)導(dǎo)板引導(dǎo)通風(fēng)。一定風(fēng)向下,導(dǎo)板和風(fēng)壓的關(guān)系見(jiàn)圖5。建筑構(gòu)件與自然通風(fēng)設(shè)計(jì)導(dǎo)板引導(dǎo)氣流12屋頂?shù)淖匀煌L(fēng)通風(fēng)隔熱屋面通常有以下2種方式:1)在結(jié)構(gòu)層上部設(shè)置架空隔熱層。這種做法把通風(fēng)層設(shè)置在屋面結(jié)構(gòu)層上,利用中間的空氣間層帶走熱量,達(dá)到屋面降溫的目的。另外,架空板還保護(hù)了屋面防水層。2)利用坡屋頂自身結(jié)構(gòu),在結(jié)構(gòu)層中間設(shè)置通風(fēng)隔熱層,也可得到較好的隔熱效果。屋頂?shù)淖匀煌L(fēng)13雙層玻璃幕墻雙層幕墻又稱會(huì)呼吸的皮膚,由內(nèi)外兩道幕墻組成。兩層玻璃幕墻之間留一個(gè)空腔,空腔的兩端有可以控制的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。在冬季,關(guān)閉進(jìn)出風(fēng)口,利用溫室效應(yīng),提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面的溫度;夏季,打開(kāi)進(jìn)出風(fēng)口,利用煙囪效應(yīng)在空腔內(nèi)部實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。利用雙層玻璃幕墻通風(fēng)的工作原理如圖6所示[4]。雙層玻璃幕墻14捕風(fēng)窗密集的建筑聚落,會(huì)對(duì)風(fēng)的流動(dòng)產(chǎn)生影響。因此,干熱和暖濕地域的人們發(fā)明了捕風(fēng)窗,這樣高于建筑的風(fēng)可以被捕風(fēng)窗引導(dǎo)入室內(nèi)。所謂捕風(fēng)窗就是利用桿件支撐起高于建筑又迎向主導(dǎo)風(fēng)向的片狀構(gòu)件,利用片狀構(gòu)件截住高于建筑的氣流,因?yàn)橥乇肀容^起來(lái),高處氣流溫度低,流速快。所以,捕風(fēng)窗將風(fēng)利用風(fēng)道引入建筑室內(nèi),滿足了普通窗戶通風(fēng)和保證室內(nèi)空氣流動(dòng)的功能要求。如埃及建筑師哈?！しㄙ愒O(shè)計(jì)的CasaroniHouse的捕風(fēng)窗(圖7[5])。捕風(fēng)窗15謝謝謝謝16建筑的自然通風(fēng)研究建筑的自然通風(fēng)研究17自然通風(fēng)（naturalventilation）依靠室外風(fēng)力造成的風(fēng)壓和室內(nèi)外空氣溫度差造成的熱壓，促使空氣流動(dòng)，使得建筑室內(nèi)外空氣交換。自然通風(fēng)可以保證建筑室內(nèi)獲得新鮮空氣，帶走多余的熱量，又不需要消耗動(dòng)力，節(jié)省能源，節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用，因而是一種經(jīng)濟(jì)有效的通風(fēng)方法。利用風(fēng)壓做驅(qū)動(dòng)力的稱風(fēng)壓通風(fēng)，利用熱壓做驅(qū)動(dòng)力的稱熱壓通風(fēng)。自然通風(fēng)（naturalventilation）依靠室外風(fēng)18風(fēng)壓作用下自然通風(fēng)的形成過(guò)程當(dāng)有風(fēng)從左邊吹向建筑時(shí)，建筑的迎風(fēng)面將受到空氣的推動(dòng)作用形成正壓區(qū)，推動(dòng)空氣從該側(cè)進(jìn)入建筑；而建筑的背風(fēng)面，由于受到空氣繞流影響形成負(fù)壓區(qū)，吸引建筑內(nèi)空氣從該側(cè)的出口流出，這樣就形成了持續(xù)不斷的空氣流，成為風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)。風(fēng)壓作用下自然通風(fēng)的形成過(guò)程當(dāng)有風(fēng)從左邊吹向建筑時(shí)，建筑的迎19熱壓作用下的自然通風(fēng)的形成過(guò)程當(dāng)室內(nèi)存在熱源時(shí)，室內(nèi)空氣將被加熱，密度降低，并且向上浮動(dòng)，造成建筑內(nèi)上部空氣壓力比建筑外大，導(dǎo)致室內(nèi)空氣向外流動(dòng)，同時(shí)在建筑下部，不斷有空氣流入，以填補(bǔ)上部流出的空氣所讓出的空間，這樣形成的持續(xù)不斷的空氣流就是熱壓作用下的自然通風(fēng)。熱壓作用下的自然通風(fēng)的形成過(guò)程當(dāng)室內(nèi)存在熱源時(shí)，室內(nèi)空氣將被20分類(lèi)：常見(jiàn)的生態(tài)式通風(fēng)方式約略分成大循環(huán)、小循環(huán)、微循環(huán)三類(lèi).（1）大循環(huán)主要指的是在建筑尺度上的通風(fēng)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)的形式也多種多樣.（2）小循環(huán)，指的是從房間尺度上考慮的通風(fēng)設(shè)計(jì)，主要表現(xiàn)為替換式通風(fēng)等形式.如，英國(guó)倫敦的HELICON（3）微循環(huán)，指的是從建筑構(gòu)件尺度上考慮的通風(fēng)設(shè)計(jì)，主要表現(xiàn)為雙層幕墻等形式.如，WEAGHQ大廈分類(lèi)：常見(jiàn)的生態(tài)式通風(fēng)方式約略分成大循環(huán)、小循環(huán)、微循環(huán)三21建筑布局與自然通風(fēng)

建筑布局是建筑設(shè)計(jì)的前期工作,對(duì)自然通風(fēng)的效果影響很大。建筑群的布局方式一般有以下5種:并列式、錯(cuò)列式、斜列式(統(tǒng)稱為行列式)、周邊式和自由式。各種布局對(duì)建筑自然通風(fēng)的效果不同,在設(shè)計(jì)中應(yīng)予以注意。高低建筑、長(zhǎng)短建筑相結(jié)合的不同布局、建筑布局不同的疏密關(guān)系以及建筑院落開(kāi)口的方向等等也都會(huì)對(duì)建筑的自然通風(fēng)帶來(lái)一定的影響[1](圖1)。建筑布局與自然通風(fēng)建筑布局是建筑設(shè)計(jì)的前期工作,對(duì)自然22建筑平面與自然通風(fēng)

設(shè)置天井進(jìn)行自然通風(fēng)我國(guó)地域遼闊,南北的氣候條件及地理環(huán)境差異極大,卻在居住形態(tài)上都脫離不了“院”的干系,基本上都可以概括為“合院式”民居?！霸骸笔侵袊?guó)傳統(tǒng)建筑的靈魂,建筑平面中的“院”創(chuàng)造了良好的建筑通風(fēng)。如廣東的“竹筒屋”中天井的設(shè)置,增強(qiáng)了自建筑平面與自然通風(fēng)設(shè)置天井進(jìn)行自然通風(fēng)23建筑開(kāi)口的設(shè)置與通透度房間的開(kāi)口大小相對(duì)位置等直接影響到風(fēng)速、進(jìn)風(fēng)量和風(fēng)的路徑。開(kāi)口的相對(duì)位置對(duì)氣流路線起到?jīng)Q定作用,并應(yīng)根據(jù)房間的使用功能考慮。如傣族竹樓的平面就很好地組織了自然通風(fēng)(圖3)。a建筑開(kāi)口的設(shè)置與通透度24建筑剖面與自然通風(fēng)利用建筑高大空間進(jìn)行通風(fēng)高大空間建筑腔體在這里指能夠?qū)ㄖ?nèi)部環(huán)境起到調(diào)節(jié)作用的空間,包括:建筑的一些高大房間、中廳、邊廳、樓梯間與通風(fēng)井等?，F(xiàn)代建筑師在創(chuàng)作中充分發(fā)揮了這一方法,從而實(shí)現(xiàn)了建筑的生態(tài)化(表1)。建筑剖面與自然通風(fēng)利用建筑高大空間進(jìn)行通風(fēng)25建筑的自然通風(fēng)研究【課件】26利用架空空間進(jìn)行通風(fēng)利用架空空間也可使建筑獲得良好的自然通風(fēng)。架空層的設(shè)置可考慮兩種位置:一是設(shè)計(jì)在底層。我國(guó)傣族的竹樓就是利用底層架空來(lái)獲得舒適室內(nèi)環(huán)境的典范。二是設(shè)計(jì)在建筑高度的中部。由福斯特設(shè)計(jì)的法蘭克福商業(yè)銀行為典型例子,它共60層,其平面為弧線圍成的三角形,中央為貫通全樓的中庭。三角形的每個(gè)邊在若干個(gè)高度上都分別設(shè)有架空的空中花園,圍繞中庭錯(cuò)落布置,與中庭一起共同組織氣流,使整座樓的自然通風(fēng)高達(dá)60%,被人們譽(yù)為“帶有空中花園的能量攪拌器”(圖4)。利用架空空間進(jìn)行通風(fēng)27建筑構(gòu)件與自然通風(fēng)設(shè)計(jì)導(dǎo)板引導(dǎo)氣流創(chuàng)造風(fēng)壓通風(fēng)的建筑開(kāi)口與風(fēng)向的有效夾角在40°范圍內(nèi)(Chandra,1986)[3]。當(dāng)建筑開(kāi)口和風(fēng)向夾角不在40°范圍內(nèi),可以設(shè)計(jì)導(dǎo)板引導(dǎo)通風(fēng)。一定風(fēng)向下,導(dǎo)板和風(fēng)壓的關(guān)系見(jiàn)圖5。建筑構(gòu)件與自然通風(fēng)設(shè)計(jì)導(dǎo)板引導(dǎo)氣流28屋頂?shù)淖匀煌L(fēng)通風(fēng)隔熱屋面通常有以下2種方式:1)在結(jié)構(gòu)層上部設(shè)置架空隔熱層。這種做法把通風(fēng)層設(shè)置在屋面結(jié)構(gòu)層上,利用中間的空氣間層帶走熱量,達(dá)到屋面降溫的目的。另外,架空板還保護(hù)了屋面防水層。2)利用坡屋頂自身結(jié)構(gòu),在結(jié)構(gòu)層中間設(shè)置通風(fēng)隔熱層,也可得到較好的隔熱效果。屋頂?shù)淖匀煌L(fēng)29雙層玻璃幕墻雙層幕墻又稱會(huì)呼吸的皮膚,由內(nèi)外兩道幕墻組成。兩層玻璃幕墻之間留一個(gè)空腔,空腔的兩端有可以控制的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。在冬季,關(guān)閉進(jìn)出風(fēng)口,利用溫室效應(yīng),提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面的溫度;夏季,打開(kāi)進(jìn)出風(fēng)口,利用煙囪效應(yīng)在空腔內(nèi)部實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。利用雙層玻璃幕墻通風(fēng)的工作原理如圖6所示[4]。雙層玻璃幕墻3