剖析建筑中自然通风技术.doc
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1、剖析建筑中自然通风技术一、自然通风技术的原理及应用自然通风是一项古老的技术, 与复杂、耗能的空调技术相比, 自然通风是能够适应气候的一项廉价而成熟的技术措施。 通常意 义上的自然通风指的是通过有目的的开口, 产生空气流动。 这种 流动直接受建筑外表面的压力分布和不同开口特点的影响。 压力 分布是动力, 而各开口的特点则决定了流动阻力。 就自然通风而 言,建筑物内空气运动主要有两个原因: 风压以及室内外空气密 度差。这两种因素可以单独起作用,也可以共同起作用。通常认 为具有以下三大主要作用: (1)提供新鲜空气; ( 2)生理降温; (3)释放建筑结构中蓄存的热量。自然通风是在压差推动下的 空气
2、流动。 根据压差形成的机理, 可以分为风压作用下的自然通 风和热压作用下的自然通风。1、风压作用下自然通风的形成过程。当有风从左边吹向建 筑时,建筑的迎风面将受到空气的推动作用形成正压区, 推动空 气从该侧进入建筑; 而建筑的背风面, 由于受到空气绕流影响形 成负压区, 吸引建筑内空气从该侧的出口流出, 这样就形成了持 续不断的空气流,成为风压作用下的自然通风。2 、热压作用下的自然通风的形成过程。 当室内存在热源时, 室内空气将被加热,密度降低,并且向上浮动,造成建筑内上部 空气压力比建筑外大, 导致室内空气向外流动, 同时在建筑下部,不断有空气流入, 以填补上部流出的空气所让出的空间, 这
3、样形成的持续不断的空气流就是热压作用下的自然通风。二、自然通风的实现方法 1、风压作用下的自然通风。风的形成是由于大气中的压力 差。如果风在通道上遇到了障碍物,如树和建筑物,就会产生能 量的转换。动压力转变为静压力,于是迎风面上产生正压( 约为风速动压力的 0.5-0.8 倍) ,而背风面上产生负压 ( 约为风速动压 力的 0.3?0.4 倍) 。由于经过建筑物而出现的压力差促使空气从 迎风面的窗缝和其他空隙流入室内, 而室内空气则从背风面孔口 排出,就形成了全面换气的风压自然通风。 某一建筑物周围风压 与该建筑的几何形状、 建筑相对于风向的方位、 风速和建筑周围 的自然地形有关。2 、热压作
4、用下的自然通风。 热压是室内外空气的温度差引 起的,这就是所谓的“烟囱效应”。由于温度差的存在,室内外 密度差产生, 沿着建筑物墙面的垂直方向出现压力梯度。 如果室 内温度高于室外, 建筑物的上部将会有较高的压力, 而下部存在 较低的压力。当这些位置存在孔口时, 空气通过较低的开口进入, 从上部流出。如果,室内温度低于室外温度,气流方向相反。热 压的大小取决于两个开口处的高度差和室内外的空气密度差。 而 在实际中,建筑师们多采用烟囱、通风塔、天井中庭等形式,为 自然通风的利用提供有利的条件, 使得建筑物能够具有良好的通 风效果。3 、风压和热压共同作用下的自然通风。 在实际建筑中的自 然通风是
5、风压和热压共同作用的结果,只是各自的作用有强有 弱。由于风压受到天气、室外风向、建筑物形状、周围环境等因 素的影响, 风压与热压共同作用时并不是简单的线性叠加。 因此 建筑师要充分考虑各种因素, 使风压和热压作用相互补充, 密切 配合使用,实现建筑物的有效自然通风。4 、机械辅助式自然通风。在一些大型建筑中,由于通风路 径较长,流动阻力较大 , ,单纯依靠自然风压与热压往往不足以 实现自然通风。 而对于空气污染和噪声污染比较严重的城市, 直 接的自然通风还会将室外污浊的空气和噪声带入室内, 不利于人 体健康。 在这种情况下, 常常采用一种机械辅助式的自然通风系 统。该系统有一套完整的空气循环通
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