一級建筑師建筑物理與建筑設備考點復習(二十)

　　三、自然通風降溫設計

　　(一)形成自然通風的動力因素

　　熱壓和風壓綜合作用形成建筑物的自然通風。從自然通風降溫的角度來看，風壓通風對改善室內(nèi)氣候條件的效果比較顯著，應首先考慮如何組織風壓通風來改善室內(nèi)熱環(huán)境。

　　1.熱壓通風

　　熱壓通風需要進風口低于出風口才能形成。熱壓的大小取決于室內(nèi)外空氣溫差所形成的空氣密度差，以及進出風口的高差。

　　2.風壓通風

　　當風吹向建筑物時，在迎風面上形成正壓區(qū)，而在建筑物屋頂、兩側(cè)及背風面形成負壓區(qū)，負壓區(qū)內(nèi)的空氣一般處于渦流狀態(tài)，又稱為渦流區(qū)。如果建筑物上設有開口，氣流就會從正壓區(qū)流人室內(nèi)，再從室內(nèi)流向負壓區(qū)，這就形成了風壓通風。風壓的大小由風速以及空氣動力系數(shù)(由建筑物外表面尺寸及與風向形成的夾角所決定，并隨位置而異)決定。

　　(二)建筑朝向和建筑群布局與自然通風的關(guān)系

　　1.建筑朝向

　　選擇建筑朝向時，首先要爭取房間的自然通風，同時綜合考慮防止太陽輻射及防止暴風雨吹襲。

　　為爭取房間的自然通風，房間的縱軸宜盡量垂直于夏季主導風向，主要房間應布置在夏季的迎風面。

　　2.建筑群布局

　　建筑群的布局對組織好室內(nèi)通風具有重要作用，要避免某一建筑處于渦流區(qū)內(nèi)。影響渦流區(qū)長度的主要因素是房屋的大小以及風向投射角。渦流區(qū)的長度隨房屋的高度及寬度的增大而增大，隨房屋的深度增大而減少。風向投射角是風向與房屋外墻面法線的交角。

　　表1―13是風向投射角對渦流區(qū)長度及室內(nèi)風速的影響。隨著風向投射角的增大，房屋背風面渦流區(qū)的長度在不斷縮小，但也影響到室內(nèi)風速的降低。渦流區(qū)長度縮小，能夠使后面的建筑避開渦流區(qū)，有利于組織風壓通風，有利于縮短建筑間距。但風向投射角太大，又會降低室內(nèi)風速。所以，在建筑設計中要綜合考慮這兩方面的利弊，來決定合理的建筑間距，同時也可通過建筑群體布局方式的改變以達到縮小間距的目的。

　　注：H為房屋高度。本表的建筑模型為平屋頂，其高度：寬度：深度=1：8：2。

　　一般建筑群的平面布局有行列式、周邊式及自由式三種。行列式又可分為并列式、錯列式和斜列式，從通風效果來看，錯列式和斜列式較并列式和周邊式為好。

　　建筑高度對自然通風也有很大的影響，高層建筑對室內(nèi)通風有利。但是高層建筑也存在把城市上空的風引向地下，產(chǎn)生“樓房風”的危害。在高層建筑的兩側(cè)及頂部繞流過去的風速比較大，如果高層建筑的底層為開敞式，通風效果會加強，但是在設計時如考慮不周也會使其變成高速風道。

　　(三)房間的開口及通風構(gòu)造的設置

　　1.房間開口的位置及面積

　　必須為房間設置進風口和出風口才能組織起房間的穿堂風。開口位置和面積設置恰當，可保證室內(nèi)的氣流達到一定速度和流場的均勻。一般來說，進、出風口位置設在中央，氣流直通，對室內(nèi)氣流分布較為有利。當開口偏在一側(cè)時，容易使氣流偏移，導致部分區(qū)域有渦流現(xiàn)象，甚至無風。房間的開口位置一定要使氣流能夠經(jīng)過人在室內(nèi)經(jīng)常活動的區(qū)域。

　　進風口直對著出風口，會使氣流直通，房間內(nèi)其他地方很難受到氣流影響，除非進風口開得很大。如果進、出風口錯開互為對角，氣流在室內(nèi)經(jīng)過的路線會長一些，影響的區(qū)域會大一些。若進、出風口相距太近會使氣流偏向一側(cè)，導致室內(nèi)通風效果不佳。如果進、出風口都開在負壓區(qū)墻面一側(cè)或者整個房間只有一個開口，則室內(nèi)通風狀態(tài)較差。

　　開口的高度也直接影響到室內(nèi)的通風效果。當進風口設在高處時，氣流就貼著頂棚流動，吹不到人的身上。只有把進風口設在較低處，氣流才能作用到人的身上。而出風口的位置會對風速產(chǎn)生一些影響，出風口低一些，室內(nèi)的氣流速度會大一些。

　　房間開口面積影響室內(nèi)空氣流場。室內(nèi)的平均氣流速度只取決于較小的開口尺寸。當進風口面積比出風口小時，進風口處的風速較大，但流場的分布不夠均勻;而進風口比出風口大時，室內(nèi)流場分布比較均勻。如果進、出風口面積相等，開口越大，流場分布的范圍就較大、較均勻，通風狀況也較好;開口小，雖然風速相對加大了，但流場分布的范圍卻縮小了。

　　2.與通風有關(guān)的構(gòu)造措施

　　門窗及有關(guān)構(gòu)造的設置要有利于導風、排風和調(diào)節(jié)風向、風速等。由于窗扇的開啟有擋風和導風的作用，所以門窗如果裝置得宜，能增加通風效果。當風向入射角較大時，如果窗扇向外開啟成90o，會阻擋風吹人室內(nèi)。此時，應增大開啟角度，將風引入室內(nèi)。中軸旋轉(zhuǎn)窗扇可以任意調(diào)節(jié)開啟角度，必要時還可以拿掉，導風效果好。居住建筑外窗(包括陽臺門)的可開啟面積不應小于所在房間地面面積的8%;或者外窗的可開啟面積不應小于外窗面積的45%。

　　落地窗、鏤空窗、折門等，用在內(nèi)隔斷或外廊等處都是有利于通風的構(gòu)造措施。

　　應盡量利用樓梯間、天井等增加建筑物內(nèi)部的開口面積，并充分利用這些開口組織自然通風。

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