自然通风技术与现代建筑节能的实现【摘要】文中通过自然通风技术的基本理论，提出了如何使自然通风实现，要合理设计建筑体型或建筑群的布局设计。如：对围护结构开口的设计、对室内的“穿堂风”设计、对现代建筑物的竖井空间与自然通风设计、如何利用屋顶的自然通风和设计双层玻璃幕墙围护结构。
【关键词】自然通风技术；基本理论；实现方法
0引言
自然通风仍然是现代建筑普遍采取的一项改革建筑热环境、节约空调能耗的技术，采用自然通风方式在中国历史上就是一种常用的降温方法，它的目的就是取代或减小空调制冷系统的工作。而这一取代过程有两点重要的意义：一是实现有效被动式制冷，当室外空气温湿度较低时自然通风可以在不消耗能源的情况下降低室内温度，带走潮湿气体，达到人体热舒适的感觉，即使室外空气温湿度超过舒适区，需要消耗能源进行降温降湿处理，也可以利用自然通风输送处理后的新风，而省去空调机的能耗，而且无噪声。这不仅有利于实施低碳经济，节能降耗、降低污染，实现绿色降温，符合可持续发展的思想。二是自然通风技术，可以提供新鲜、清洁的自然空气，有利于人的生理和心理健康。由于室内空气品质的低劣在很大程度上是由于缺少充足的新风。空调所造成的恒温环境也使得人体抵抗力下降，引发各种“空调病”。而自然通风可以排除室内污浊的空气，同时还有利于满足人和大自然交往的心理需求。
蚁穴式通风系统在现代 建筑中的应用 Hessen was revised in January 2021
《工程机电》论文 题目蚁穴式通风系统在现代建筑中的应用 指导老师刘海 专业班级土木一班 姓名何卓臻 学号 1450709 摘要：在人与环境的矛盾日益尖锐的今天，作为一个高耗能，高污染的产业，建筑业尤其的需要节能减排。通风系统在建筑物日常运营的耗能中，占有很大
的一个比重。蚁穴式通风系统给绿色建筑的研究提供了一个方向，本文从原理的探究，实际案例的分析，存在的问题，创新应用等各方面进行了探究，以期能在建筑节能方面探索出低碳发展的道路。 关键词：建筑仿生；蚁丘；自然通风；节能 目录
引言 随着社会的不断发展，从公共场合，到一般的普通家庭，都安装上了各种型号的空调。夏天可以制冷，冬天可以制暖，让室内保持一个较为舒适的温度，特别是夏天，越来越多的人选择待在室内吹空调，享受空调带来的凉爽。 空调确实给我们带来了许多好处，让我们生活得更加的舒适。但是事物都有两面性，空调也同样给我们带来了许多的问题。 一方面，空调消耗的能源相当庞大，特别是夏天，每年空调的耗电量是一个天文级别的数字，在地球资源越来越枯竭的今天，这显然相当的不环保，也与“可持续发展”的理念相违背，人们的现实需求与环境的保护形成了尖锐的矛盾。另一方面，传统的空调大部分的空气是采用室内循环对流使用得，新风量低，造成室内空气质量下降，给使用者的健康造成不利的影响。 而自然通风作为一项古老的技术，最基本的动力是风压和热压。传统建筑中的穿堂风、街巷风、中庭风和山谷风等都是根据地形设计实现的自然通风。 在大自然一万年的进化过程中，地球生命获得了适应环境巧妙生存的玩么智慧，这一直是人类汲取养分的思想宝库。在自然通风这一块，东非大草原上的蚂蚁给我们树立了一个非常好的榜样，本文主要探讨的就是蚁穴式通风系统在现代建筑中应用。 值得注意的是，在现代的大城市中，随着近代工业的发展，人口的增长，城市环境大气污染较为严重；如果完全的自然通风，将室外污浊的空气和噪声直接引入室内，往往不利于人体健康。我们可以借助机械的手段，将空气进行处理之后再输送到室内。 所以，将空气进行处理之后，再输送到蚁穴式的通风系统内，是一种比较合适的方法，接下来，就将对这种方法就行多方面的探讨。 1.蚁穴式通风系统原理分析 在非洲与澳洲的大路上伫立着世界上最宏伟的建筑—白蚁丘，这些高大的土堆一般有3米高，甚者高达8米，按照人类的比例，白蚁丘相当于1500米高的摩天大楼，几乎是当今世界最高建筑迪拜
《工程机电》论文题目蚁穴式通风系统在现代建筑中的应用 指导老师刘海 2.蚁穴式通风的系统的实际案例 2.1津巴布韦东门中心...................................................................................... 错误!未指定书签。 ............................................................................................................................. 错误!未指定书签。 ............................................................................................................................. 错误!未指定书签。 ............................................................................................................................. 错误!未指定书签。 2.2CouncilHouseTwo(CH2)墨尔本新市政厅............................................. 错误!未指定书签。 ............................................................................................................................. 错误!未指定书签。 ............................................................................................................................. 错误!未指定书签。
浅谈建筑中的自然通风技术应用(一) 摘要]本文首先介绍了建筑中自然通风技术的作用原理，指出了自然通风的经济效益和环境效益，进而论证了在建筑设计中如何实现自然通风，提出自然通风这项传统的技术要与建筑所处地域的自然地理气候特征相适应，并辅以实例分析了自然通风与地域气候的完美结合。旨在引起在地域建筑设计中对自然通风传统适宜技术的重视。 关键词]自然通风?原理?优势?地域建筑?设计 随着空调技术的不断发展，人们越来越能主动的控制室内环境，创造前所未有的室内舒适气候要求，从而使人们逐渐淡化对自然通风这种气候适宜性技术的应用。然而，在今天全球能源紧张、节能压力增大、空气品质（IAO）恶化以及建筑综合征（SBS）等发生的情况下，人们不得不从新审视自然通风这一传统的气候适宜性技术，自然通风这种古老而有效的技术在今天得到了前所未有的重视。空调的产生，使人们可以主动地控制居住环境，而不是象以往一样被动地适应自然；空调的大量使用，使人们渐渐淡化了对自然通风的应用。而在空调技术得以普及的今天，迫于节约能源、保持良好的室内空气品质的双重压力下，全球的科学家不得不重新审视自然通风这一传统技术。在这样的背景下，把自然通风这种传统建筑生态技术重新引回现代建筑中，有着比以往更为重要的意义。 一、自然通风技术的原理 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。 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道，辅以符合生态思想的空气处理手段(如
现代建筑设计中的自然通风 摘要：自然通风是一种具有很大潜力的通风方式，它具有节能、改善室内热舒适性和提高室内空气品质的优点。文章从建筑师的角度出发，阐述了在现代建筑设计中，如何通过建筑上的措施，来实现良好的自然通风效果，以期能够引起建筑师对自然通风技术的重视。1.现代建筑对自然通风的重新认识 自然通风是指利用空气的密度差引起的热压或风力造成的风压来促使空气流动而进行的通风换气。这是一项传统的建筑防热技术，在世界各地的传统民居中，得到了广泛的应用。在湿热地区，我们看到的传统民居往往有这样的外表：建筑都有开阔的窗户；采用轻便的墙体；深远的挑檐；高高在上的顶棚并且设置有通风口；建筑往往架空，以避开地面的潮气和热气，采集更多的凉风……这样形象的背后，隐藏着劳动人民对利用自然通风技术的朴素观念。自然通风是一种具有很大潜力的通风方式，是人类历史上长期赖以调节室内环境的原始手段。 空调的产生，使人们可以主动的控制居住环境，而不是象以往一样被动的适应自然；空调的大量的使用，使人们渐渐淡化了对自然通风的应用。而在空调技术得以普及的今天，迫于节约能源、保持良好的室内空气品质的双重压力下，全球的科学家不得不重新审视自然通风这一传统技术。在这样的背景下，把自然通风这一传统建筑生态技术重新引回现代建筑中，有着比以往更为重要的意义：自然通风不仅能够有效的实现室内环境的降温，还能够节约常规能源、减少环境污染，同时还能够极大的改善室内环境品质。 2.现代建筑设计中实现自然通风的方式与分析 建筑物中的自然通风在实现原理上有由“风压”和“热压”引起的空气流动。在实践中，往往由于条件所限制，单纯利用风压或热压不能满足通风需要，因此又可以有风压和热压结合，甚至采用机械辅助自然通风。 传统的热带民居已经为我们积累了大量自然通风的宝贵经验。现代建筑中对自然通风的利用不局限于传统建筑中的开窗、开门通风，而是需要综合利用室内外条件，在实现上有了更丰富的技术措施和更严格的舒适条件的限制。在建筑设计阶段就开始有意识的根据建筑周围环境、建筑布局、建筑构造、太阳辐射、气候、室内热源等，来组织和诱导自然通风；在建筑构件上，通过门窗、中庭、双层幕墙、风塔、屋顶等构件的优化设计，来实现良好的自然通风效果。下面介绍并浅析适用于现代建筑的一些自然通风方式。
论建筑设计中的自然通风 李 涛 韦 佳 (东南大学建筑学院 南京 210096) 摘 要:在能源消耗与日俱增和世界资源日益匮乏的今天,风力资源的利用,越来越得到人们的关注。依据自然通风的原理,通过分析国内外著名生态建筑中所采用的自然通风技术,比较了其各具特色的通风技术,着重论述了建筑物中设置中庭与风塔对于加强通风效果的作用。然后结合国情,提出了一些对于风能利用方面的、具有可操作性的通风处理方法,目的是针对建筑设计实践中的自然通风问题起到实际指导意义。 关键词:自然通风 风压 热压 中庭 风塔 NATURAL VENTI LATION IN ARCHITECTURAL DESIGN Li Tao Wei Jia (Architectural College of S outheast University Nanjing 210096) Abstract:As present energy consumption multiplies daily and world resources are gradually deficient,wind power resources step by step gain public attention1According to natural ventilation principle,analyses the use of technologies is analyzed and their qualities are compared,which are used for outstanding domestic and foreign ecological architectures1It is also discussed the set up of atrium and wind ventilator in buildings with regard to strengthen ventilation effects1Link to domestic conditions,at last some operable ventilation-management methods based on wind energy utility’s aspect are proposed,aiming at giving practical guide to natural ventilation problems in architectural designs1 K eyw ords:natural ventilation wind-induced pressurization thermal pressure 风,是人类古老的朋友。远古时期,先民们就在生活实践中摸索出各种方法来充分利用风能使生活环境变得更为舒适,同时又避免风的不利影响。长久以来,人们积累了丰富的经验,不同地理和气候条件都有自己的一套相应的通风措施,利用风来使室内变得凉爽和舒适。从中国传统勘舆中的“藏风聚气”到古代中东地区招风塔和招风斗,都充分体现了各国人民在利用自然风方面的聪明才智。然而,令人惋惜的是自工业革命后,随着科技的日新月异,这方面的许多传统技术逐渐被人们抛之脑后。直到能源消耗与日俱增、世界资源日益匮乏的今天,生态技术在建筑设计中的应用越来越受到重视,人们才开始重新研究如何利用风来取得降低能耗的效果,同时更大限度地为人们提供健康舒适的室内环境。 1 自然通风 建筑内部的通风条件是决定人们健康、舒畅的重要因素之一。它通过空气更新和气流的生理作用对人体的生物感受起到直接的影响作用,并通过对室内气温、湿度及内表面温度的影响而起到间接的影响作用[1]。通常认为,自然通风的作用具有三种不同的功能[2]:第一,健康通风,即保证室内空气质量IAQ;第二,热舒适通风,即增加体内散热,以及防止由皮肤潮湿引起的不舒适以改善热舒适条件;第三,降温通风,即当室内气温高于室外的气温时,使建筑构件降温。据测定,室内外温差大时,开窗10～15分钟可完全换气一次;温差小时,大约半小时可交换一次。 自然通风最基本的动力为风压和热压。通常的作法为利用建筑物外表面的风压,利用室内的热压,以及风压与热压相结合。 111 利用风压实现自然通风 第一作者:李 涛 女 1979年出生 硕士研究生 收稿日期:2005-11-20 所谓风压,是指空气流受到阻挡时产生的静压。当风吹向建筑物正面时候,受到建筑物表面的阻挡而在迎风面上静压增高,产生正压区,气流再向上偏转,同时绕过建筑物各侧面及背面,在这些面上产生 79 Industrial Construction Vol.36,Supplement,2006 工业建筑 2006年第36卷增刊
建材与装饰２００８年１月下旬刊 对建筑物自然通风设计的探讨 杨玲 （江门市建筑设计院） １自然通风 建筑内部的通风条件是决定人们健康、舒畅的重要因素之一。它通过空气更新和气流的生理作用对人体的生物感受起到直接的影响作用，并通过对室内气温、 湿度及内表面温度的影响而起到间接的影响作用［１］。通常认为，自然通风的作用具有三种不同的功能［２］：第一，健康通风，即保证室内空气质量ＩＡＱ；第二，热舒适通风，即增加体内散热，以及防止由皮肤潮湿引起的不舒适以改善热舒适条件；第三，降温通风，即当室内气温高于室外的气温时，使建筑构件降温。据测定，室内外温差大时，开窗１０～１５ｍｉｎ可完全换气一次； 温差小时，大约０．５ｈ可交换一次。自然通风最基本的动力为风压和热压。通常的作法为利用建筑物外表面的风压，利用室内的热压，以及风压与热压相结合。 １．１利用风压实现自然通风 所谓风压，是指空气流受到阻挡时产生的静压。当风吹向建筑物正面时候，受到建筑物表面的阻挡而在迎风面上静压增高，产生正压区，气流再向上偏转，同时绕过建筑物各侧面及背面，在这些面上产生局部涡流，静压降低，形成负压差，风压就是利用建筑迎风面和背风面的压力差，室内外空气在这个压力差的作用下由压力高的一侧向压力低的一侧流动。而这个压力差与建筑形式、建筑与风的夹角以及周围建筑布局等因素相关。当风垂直吹向建筑正面时，迎风面中心处正压最大，在屋角及屋脊处负压最大。在迎风面上的风压为自由风速动压力的０．５～０．８倍，而在背风面上，负压为自由风速动压力的０．３～０．４倍［６］。 风对建筑物产生的作用力可以分解成一个水平的阻力和一个垂直的升力，对风压的利用往往是利用水平方向阻力来设计和组织通风的。垂直方向的力会产生伯努力效应（Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ－Ｅｆｆｅｃｔ）。 例如进风面的斜屋顶，会形成巨大的抽吸力，这种形式的屋顶起到兜风的作用。如位于巴基斯坦的传统建筑屋顶的招风斗（见图１、图２），设置的越高，风速越大，建筑物的影响就越小，兜风效果越显著，同时形成了典型的民族地方特色［４］。 风压引起的另一个效应就是文丘里效应（Ｖｅｎ－ｔｕｒｉＥｆｆｅｃｔ）。气流流动时，会因为空间的收缩而引起加速，于是收缩段形成负压区。德国著名建筑师托马斯?赫尔佐格ＴｈｏｍａｓＨｅｒｚｏｇ设计的汉诺威２０００年世博会２６号馆是充分运用文丘里效应创造自然通风的典范之作。通过建筑师和工程师的密切合作，对热气流自然运动的仔细研究，以取得最大限度的自然通风，使得如此巨大的室内空间中机械通风被减到最小。其夏季降温措施为：①立面上的开口引入自然风；②距离地板４ｍ的玻璃通风管道将冷空气散发到展厅中；③空气吸收室内人群和机械设备等的热量后变热上升；④热空气从锯齿形屋顶的开口自然排出，空气的回流被可调节的翼片所阻挡，翼片安装在屋脊上，可根据外界风的方向调整；⑤其冬季供暖措施为事先加热后的空气直接通过管道送入室内；⑥热空气上升排出。波形屋顶的尖峰具有很强的造型感，其原型是传统工业建筑中常用的北向天窗（见图３）。在应用生态策略以节约能源、提供舒适性的同时还创造了极富表现力的建筑形象［５］。 １．２利用热压实现自然通风 烟囱使室内的烟不用机械方式而有组织的排出室外，大大改善了室内空气质量，这就是常说的“烟囱效应”（ＣｈｉｍｎｅｙＥｆｆｅｃｔ）。所谓热压通风，就是利用该原理，根据建筑内部由于空气密度不同，热空气趋向于上升，而冷空气则趋向于下降的特点，促进自然通风。热压作用于进风和出风的风口高度差，以及室内外空气温度差存在着密切的关系：高度差愈大，温度差愈大，则热压通风效果愈明显。应用烟囱效应拔风的优秀范例有很多，传统的如蒙古包的“天窗”拔风。应用烟囱效应的现代建筑包括德国ＲＷＥ大厦、英国新国会大厦、英国Ｄｅｍｏｎｔｆｏｒｔ大学的Ｑｕｅｅｎ＇ｓＢｕｉｌｄｉｎｇ等。 同时，热压通风还存在一种“漏斗效应”。根据热力学第二定律，热量由高温传向低温一侧，那么在漏斗空间中的热量传导也符合从下部传向上部的规律，即漏斗作用将会对热空气的上升起到推波助澜的效果，有效的加剧热量的上升扩散［５］。尼肯?塞克（ＮｉｋｋｅｎＳｅｋｋｅｉ）设计的日本Ｍａｔｓｕｓｈｉｔａ电子公司的信息传播中心大厦中，建筑沿南北方向进深层层退台，内部配置了一个梯形状倾斜的中庭（见图４）。新鲜空气通过中庭下部的窗户进入过滤器后，再散发到室内。从窗户下吸入的冷空气可以冷却整个结构体系，以减少整个建筑空调系统的负荷。办公空间可以向中庭完全开放，在需要的时候亦可以通过卷帘部分或全部围合起来。就算 摘 要：随着科技的日新月异，对风能利用的许多传统技术逐渐被人们抛之脑后。 直到能源消耗与日俱增、世界资源日益匮乏的今天，人们才开始重新研究如何利用风来取得降低能耗的效果。本文通过对国内外著名生态建筑中所采用的自然通风技术例子，提出了一些对 于风能利用方面的处理方法，供同行参考。 关键词：建筑设计； 自然通风设计图１巴基斯坦传统民居外观 ［４］图２巴基斯坦传统屋顶通风原理 ［４］ 图３托马斯?赫尔佐格设计的汉诺威２０００ 年世博会２６号馆剖面通风示意［５］ 建筑与规划设计 ?２６?
第21卷 第1期 河 北 建 筑 科 技 学 院 学 报 V ol121 N o11 2004年3月 Journal of Hebei Institute of Architectural Science and T echnology Mar12004 文章编号:1007-6743(2004)01-0008-04 建筑中的自然通风技术 孙培杰1,王茹环2,李玉涛3 (1.河北工程学院城建系,河北邯郸 056038;2.石家庄经济学院,河北 石家庄 050000;3.德州市广厦监理有限责任公司,山东德州 253018) 摘要:本文介绍了自然通风的基本原理以及自然通风技术在建筑中的应用。引用实例分析了自然通风研究中的几种方法,突出了其环保节能特性。从自然通风的通风方式、气流组织形式等方面提出了现阶段研究中存在的问题及进一步研究的方向。 关键词:建筑;自然通风;分析方法 中图分类号:T U834.1 文献标识码:A 在人类社会文明的进化过程中,环境起着至关重要的作用。然而,随着世界经济的迅猛发展,人类对自然的索求剧增。尤其是随着居住条件的改善以及人们对居住环境热舒适要求的提高,空调能耗在建筑能耗中的比例也相应增加。在我国,据2001年同济大学对上海部分居民调查[1]显示空调普及率达97.2%,家庭空调耗电量约1127kWh/年,且我国的能源利用率较低,1995年我国的能源利用率只相当于经济合作与发展组织成员70年代后期的水平。为了降低能耗,许多建筑采取了减少通风量,尤其是减少新风量并增加房间密闭性等措施,再加上运行管理不善及室内建筑装饰材料散发的挥发性有机混合物的增加,导致室内空气质量恶化。基于此,建筑及建筑设备专业人士开始重新考虑自然通风(Natural Ventila2 tion)技术在建筑中的应用问题。特别是,2003年在我国和其它国家突然爆发的S ARS疫情,引起了国内外暖通空调界人士对室内空气质量问题和建筑空调应用方式的广泛重视,引发了对自然通风技术的新一轮探讨。 1自然通风的特点及原理 自然通风(Natural Ventilation)是一种比较经济的通风方式,它不消耗动力,也可获得较大的通风换气量,简单易行,节约能源,有利于环境保护,被广泛应用于工业和民用建筑中。国内外对自然通风的概念或描述不尽相同[2～3],但总体来说,所谓自然通风,其共同的特点是:依靠室外风力造成的风压和室内外空气温度差造成的热压使空气流动,以达到提供给室内新鲜空气和稀释室内气味和污染物,除去余热和余湿的目的。在建筑物中,应用自然通风技术,充分体现了:1)节能;2)排除室内废气污染物,消除余热余湿;3)引入新风,维持室内良好的空气品质;4)更好的满足人体热舒适等优点。自然通风是一项久远的技术,我国传统建筑平面布局坐北朝南,讲究穿堂风,都是自然通风原理的朴素运用,只不过当现代人们再次意识到它时,才感到更加珍贵,通过与现代技术相结合,使自然通风从理论到实践都提高到一个新的高度。 自然通风按工作原理可分:热压作用下的自然通风、风压作用下的自然通风、热压风压共同作用下的自然通风,按通风方式可分:纯自然通风和机械辅助自然通风。 建筑中应用自然通风技术的工作原理,是利用建筑外表的风压和建筑内部的热压,在建筑内产生空气流动以尽量减少传统空调制冷系统的使用,从而达到减少能耗,降低污染的目的。1)热压作用下的自然通风(烟囱效应,不考虑室外风压作用,如图1):热压作用下的自然通风是由于存在室内外温差和进排气口高差,利用空气密度随温度升高而降低的性质而进行的一种通风方式。从图1可以看出,在ΔP a=0的情况下,只要室内温度tn大于室外温度tw,同时开启窗孔a、b,空气将从窗孔b流出,同时P a′减小,气流 收稿日期:2003-07-11 作者简介:孙培杰(1977-),男,山东单县人,硕士研究生,从事暖通空调研究。
自然通风方式的设计要求 1.放散热量的工业建筑，其自然通风量应根据热压作用按《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019—2003）附录F的规定进行计算。 2.利用穿堂风进行自然通风的厂房，其迎风面与夏季最多风向宜成60度~90度角，且不应小于45度角。 3.夏季自然通风应采用阻力系数小、易于操作和维修的进、排风口或窗扇。 4.夏季自然通风用的进风口，其下缘距室内地面的高度不应大于1.2m。冬季自然通风的进风口，当其下缘距室内地面的高度小于4m时，应采取防止冷风吹向工作地点的措施。 5.当热源靠近工业建筑的一侧外墙布置，且外墙与热源之间无工作地点时，该侧外墙上的进风口，宜布置在热源的间断处。 6.利用天窗排风的工业建筑，符合下列情况之一时，应采用避风天窗：（1）夏热冬冷或夏热冬暖地区，室内散热量大于23W/m3时。 （2）其他地区，室内散热量大于35W/m3时。 （3）不允许气流倒灌时。 注：多跨厂房的相邻天窗或天窗两侧与建筑物邻接，且大于负压区时，无挡风板的天窗，可视为避风天窗。 7.利用天窗排风的工业建筑，符合下列情况之一时，可不设避风天窗：（1）利用天窗能稳定排风时。 （2）夏季室外平均风速小于或等于1m/s时。
8.挡风板与天窗之间，以及作为避风天窗的多跨工业建筑相邻天窗之间，其端部均应封闭。当天窗较长时，应设置横向挡板，其间距不应大于挡风板上缘至地坪高度的3倍，且不应大于50m。在挡风板或封闭物上，应设置检查门。挡风板下缘至屋面的距离，宜采用0.1~0.3m。 9.不需调节天窗窗扇开启角度的高温工业建筑，宜采用不带窗扇的避风天窗，但应采取防雨措施。
现代建筑中自然通风的 设计与应用 学院： 班级： 姓名： 学号：
现代建筑中自然通风的设计与应用 摘要：根据现代建筑特点与自然通风原理，探讨和归纳实现现代建筑自然通风的设计方法与应用。通过外部环境营造、平面布局控制与分化以及内部空间形态优化等策略，能较好地实现自然通风，降低建筑能耗，达到节能的目的。 关键词：现代建筑；自然通风；设计与应用；节能 the Design and Application of the Natural Ventilation in Modern Buildings （Hydraulic and Civil Engineering Institute in Shandong University Shan Dong Jinan250002） Abstract: According to the characteristics of modern buildings and natural ventilation principle, the design and application of the natural ventilation in modern buildings is analyzed and summarized. With the optimization of outer environment and inner spaces and the control of building’s plane, natural ventilation could come true effectively, energy consumption could be reduced obviously and the aim of energy-saving is attained. Keywords: modern buildings; natural ventilation; design and application；energy-saving
关于建筑设计中的自然通风分析 发表时间：2018-10-01T17:07:39.867Z 来源：《基层建设》2018年第26期作者：姚建顺 [导读] 摘要：随着人们生活水平的不断提升，对建筑物室内舒适度也提出了更高要求。 杭州余杭建筑设计院有限公司浙江杭州 311100 摘要：随着人们生活水平的不断提升，对建筑物室内舒适度也提出了更高要求。建筑物自然通风是否良好，对人的舒适度有着直接影响，所以在建筑设计中，应充分重视其自然通风。结合实际情况，积极引用更新颖的设计理念与技术手段，有机整合传统风能相关原理、技术与建筑物设计，进而获得最佳化的建筑物自然通风效果。 关键词：建筑设计；自然通风；技术手段 前言：在日常生活中，自然通风非常重要，良好的自然通风，不仅能够使得室内空气质量得到有效改善，也可以给人们营造出更温馨的居住环境，且住宅内若能够实现自然通风，不仅有助于大量能源的节约，也可以在一定程度上给周围环境带来一定的保护作用，因此，为了给人们提供更优质的室内空间，其建筑设计人员应整合现有资源，通过更新颖、适合的通风设计来为人们构建更科学合理的建筑环境，也以此来促进建筑整体设计质量、效果的大幅度提升。 一、自然通风作用与环境条件 （一）自然通风作用 建筑物的通风环境是否良好，对人们日常生活、工作的健康、舒适度有着直接影响，同时，也是影响建筑能耗的一项重要因素。就目前来看，自然通风的作用主要体现在以下几个方面：首先，合理的通风，可以通过对流来讲室内空气中过多的热量带走，进而有效使得室内空气温度得到有效降低；其次，可以有效加速人体表面皮肤汗液的挥发，使得人体舒适感的不断提升，同时，建筑围护结构、外界的热交换速度也会随之不断提升，从而有效降低给室内带来的热辐射；再者，有助于室内原来污浊空气的更新，为室内空气洁净度提供有力保证，真正达到健康卫生的标准；最后，良好的通风环境，可以有效减少外部污染空气给建筑环境带来的不利影响，能够实现对引入新鲜空气的选择，进一步改善室内空气质量。因此，为了将自然通风的优势特点充分发挥出来，在建筑设计中其设计人员应给予足够重视与深入探究。 （二）环境条件 自然通风的形成往往都离不开当地气候条件、地理环境因素的有力支持，。在进行建筑自然通风设计之前，应对当当地的温度情况、风力风场，以及大气稳定度和污染情况等诸多方面做出全面了解。且还要考虑到，自然通风的形成通常都会受到建筑物、风的双重影响，因此，除了风具体状况的全面把握之外，还要系统的考察、总结建筑物所处韩静、地形地势的具体情况。同时，相对来讲，建筑物中的高层建筑一般都拥有更加明显的优势，主要是因为高层建筑的地理位置相对较高，上方拥有着良好的空气质量，以及流畅的通风。且经过相关调查了解到，在同一建筑物内，高层空气一般都要比地层质量好，且清洁度也较高。因此，尤其是对于高层建筑来讲，应充分重视、科学利用自身的高层优势，优化自然通风设计。 二、建筑设计中自然通风的分析 一是，基于风压形成的自然通风。风压主要强调的是，在受到外物阻挡时，空气气流产生的静压。在风面正对着建筑物吹袭时，建筑物表面会给予阻挡，而这股风正处于迎风面上，静压会随之不断增高，产生了相应的正压区，此时，气流再向上偏转时，会形成一定的负压差。风压就是通过合理利用建筑被封面、迎风面产生的压力差，在这种压力差作用下，室内外空气中，压力高的一侧会流向压力低的一侧，且这种压力差与建筑、风的夹角，四周建筑布局，以及建筑形式等因素有着密切联系，在具体设计中，其工作人员应对上述因素、原理等内容作出综合分析与准确把握。 二是，基于热压形成的自然通风。风压与热压是促进自然通风的主要力量，一般情况下，当室内、室外在气压上形成一定差异的时候，气流就会随着这一差异进行流动，进而形成自然通风，促进室内空气的不断流动，让居住者充分感受到室内的通风气爽。与电气通风相比，自然通风不仅更加健康、舒适，也更加经济。通常，通风口的合理设置也能够在一定程度上促进通风，促进自然通风效果的不断增强。就目前来看，可能给热压通风带来影响的因素有很多，如，两窗孔的高差、位置，以及室内空气密度差等，都会带来不同程度的影响。在建筑设计过程中，引用的方法也有很多，比如，在建筑物内部进行多层竖向井洞的贯穿就是一种极为有效的方式，通过合理有效通风方法的引用来获得良好的空气流通。实现建筑隔层空气的流通，向室外排除热空气来获得良好自然通风，有效促进空间交换。热压式自然通风与风压式自然通风相比，对外部环境拥有较高的适应能力。 三是，热压与风压共同作用而形成的自然通风。通过风压、热压产生的共同作用也能够实现良好的自然通风，受到风压、热压的同时作用，建筑物会在相关压力作用下，受到风力的各种作用，进而使得风压通风、热压通风之间相互交织、促进，实现良好通风。通常情况下，建筑物较为隐蔽的地方都需要实现良好通风，而其风向的流向一般也是在风压、热压共同、相互作用下形成的。 四是，机械辅助式自然通风。在建筑事业高速发展，以及现代技术不断更新、广泛应用背景下，现代化建筑楼层也越来越高，面积也随之不断拓展，因此，良好自然通风的实现具有较强的必要性，但同时也需要面对、解决一个难题，就是通风路径越来越长，进而导致空气极易受到建筑物的重重阻碍，所以，不得不面对的一个现实问题，就是单纯的通过自然风压、热风一般是难以获得理想的通风效果。另外，在自然通风方面，还需要考虑的一个问题时，随着社会的高速发展，自然环境的恶化程度也随之不断提升，对于周围环境较为恶劣的地区来讲，良好的自然通风也极易将劣质的空气带到室内，进而造成一定的室内空气污染，给居住者的身体健康带来不利影响，因此，在建筑设计中，应重视腐竹自然通风的恰当引用，为室内空气净化带来积极促进作用，这样不仅能够获得理想的室内通风效果，也不会给居住人员的身体健康带来不利影响。 三、自然通风设计应考虑的几点注意事项 基于建筑物用途不同，自然通风设计也存在一定差异。例如，商场大厦这类公共建筑物，每天会拥有巨大的人流量，热压通风一般都是其最适合的通风方式，但同时，其又需要对面积大的情况作出充分考虑，因此，在热压通风无法有力支撑整个建筑物时，就需要考虑通过机械设备的恰当引用来实现辅助通风。不同地区的建筑物，采用的自然通风设计也存在一定差异。例如，热带地区，在自然通风设计上，建筑通风策略是其要首先考虑的。在寒带、温度相对较低的地区，一般都需要较高的热能，因此，室内通风设计中，只要确保室内空气质量即可，避免过多热能量产生而导致浪费。对于建筑物来讲，除了对自然通风设计的不断优化，还应与时俱进，重视一系列高科技与
国家体育场项目自然通风效果模拟分析 ——清华大学陈玖玖李先庭中国建筑设计研究院丁高李莹 工程概况 国家体育场坐落在北京奥林匹克公园中心区南部，俗称“鸟巢”，是北京2008年奥运会的主会场，承担开幕式、闭幕式和田径、足球决赛等活动和赛事。国家体育场占地20.4万平方米，建筑面积25.8万平方米，长333m，宽298m，高69m。其中地下3层，地上7层。 国家体育场观众席的通风设计采用自然通风方式，体现了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的宗旨。除3、4层以外的区域，包括观众席等处都充分利用场地的出入通道作为自然通风的进风口。由于国家体育场采用的是自然通风，因而在保证热安全的情况下，体育场的正常使用和观众区的热舒适是最需关注的问题。 本文的目标是，针对国家体育场建筑结构的特点，运用计算流体力学(CFD)模拟的手段，对其在典型夏季条件下的比赛区和观众区的自然通风效果(气流速度和温度)进行模拟分析，得到各处的温度、速度等相关的数值模拟结果;并对以上计算结果采用热安全性和热舒适性两种指标对国家体育场自然通风的效果进 行分析和评价。 在本次分析中，采用的商用CFD计算程序是PHOENICS。 物理模型及计算 首先对国家体育场进行了物理建模。设定计算区域为440m×360m×90m的方型区域，将体育场置于计算区域中心。为了模拟自然通风下体育场内部的气流组织，将计算区域的各个面均设为相对压力为0Pa的边界，通过体育场内的人员和灯光发热与外部产生热压，从而形成空气流动。因为模拟的是2008年奥运会开幕式当晚的自然通风效果，因而，我们把计算区域的各个面和场外空间的空气温度设为25℃。本文只考虑纯热压下自然通风的不利工况。 由于国家体育场的外形及其内部结构情况非常复杂，所以必须其进行简化。体育场外部结构在对自然通风口无阻挡的情况下，可以不予考虑。看台部分按照实际情况简化成为上、中、下三层，在忽略其形状上的细节后，以简单的圆和直线组合成计算用的模型，其XYZ方向的尺寸为342.7m×266m×46.5m。第一层和第二层看台之间的空间是流动的最主要入口。外围三、四层为设有恒温空调的封闭区域，在模型简化的过程中以一个24℃恒温的圆环代替;对于第三层看台的马鞍形形状用平面代替，忽略了看台表面的座椅以及阶梯，统一处理成平面。看台上的各个出入口均按照实际的尺寸给出，忽略出口处的形状细节。体育场顶部的形状采用简单的圆和直线组合而成，忽略其马鞍形的形状，根据其顶部的通透面积占整个面积的比例，建模时将顶部部分面积挖空，成为空气流动的通道。图1为简化后国家体育场的物理模型。 同时，我们将整个看台上部垂直高度2m内的空间作为热源区域，包括观众发热720万W和灯光照明辐射热50万W，热量均匀分布;比赛区域内设定50万W的热源作为开幕式时人员发热量，热源在XY方向的尺寸为130m×95m。
建筑设计中对自然通风的探讨 王 玲1 王丽洁2 马士宾 1 (11河北工业大学土木工程学院,天津 300401;21河北工业大学建设与艺术设计学院,天津 300401) 摘 要:通过建筑设计实现的自然通风,不但能使建筑获得良好的室内环境条件,而且具有节约能源、造价低廉的特点。介绍在建筑设计中实现自然通风的几种技术;探讨建筑布局、建筑平面、建筑剖面与建筑构件在实现建筑自然通风中的作用与方法。 关键词:建筑设计;自然通风;技术 DISCUSSION ON NATURA L VENTI LATION IN A BUI LDING DESIGN Wang Ling 1 Wang Lijie 2 Ma Shibin 1 (11School of Civil Engineering ,Hebei P olytechnic University ,T ianjin 300401,China ;21School of Architecture and Arts Design ,Hebei P olytechnic University ,T ianjin 300401,China ) Abstract :I t aims to realize a natural ventilation by building design ,which not only im proves a g ood indoor environment condition ,but als o saves the energy s ource and reduces the cost.I t is described several technologies realizing a natural ventilation in building design ,and researched the method and function of the building outline ,building plan ,building section and building com ponent in realizing the building ’s natural ventilation.K eyw ords :building design ;natural ventilation ;technology 第一作者:王玲,女,1976年8月出生,讲师,博士研究生。 E -mail :wlark @https://www.doczj.com/doc/f115278406.html, 收稿日期:2009-04-10 自然通风是指利用建筑内外风力或热压造成的 风来促使空气流动而进行的通风换气。自然通风的作用体现在两方面:第一,实现有效的被动式制冷。这意味着在不消耗不可再生能源的情况下,降低室内气温,带走潮湿空气,并以气流降低皮肤温度,达到人体热舒适。第二,提供新鲜、清洁的自然空气,以维持室内空气的卫生,有利于人的生理和心理健康。建筑通风的设计方法,是以建筑设计配合室外通风条件,提高室内有效风速,从而达到通风换气的目的。如今,空调的使用,人们可以主动地控制居住环境,而不是被动地适应自然;也使人们渐渐淡化了对自然通风的重视。在全球能源与资源短缺、环境严重破坏时,建筑师将不得不重新审视自然通风这一传统技术。 通过建筑设计等传统的建筑通风技术,不但能使建筑获得良好的自然通风,而且具有节约能源、造价低廉的特点。长久以来,人们积累了丰富的经验,不同地理位置和气候条件都有相应的通风措施,利用风来使室内变得凉爽和舒适。从中国传统勘舆中的“藏风聚气”到古代中东地区招风塔和招风斗,都充分体现了各国人民在利用自然风方面的聪明才智。这些传统的技术较好地适应了当地的自然环境与气候条件。这些技术至今仍然值得借鉴,一些建 筑师在现代建筑中也发展了传统的自然通风技术。1 建筑布局与自然通风 建筑布局是建筑设计的前期工作,对自然通风的效果影响很大。建筑群的布局方式一般有以下5种:并列式、错列式、斜列式(统称为行列式)、周边式和自由式。各种布局对建筑自然通风的效果不同,在设计中应予以注意。高低建筑、长短建筑相结合的不同布局、建筑布局不同的疏密关系以及建筑院落开口的方向等等也都会对建筑的自然通风带来一 定的影响[1] (图1)。2 建筑平面与自然通风211 设置天井进行自然通风 我国地域辽阔,南北的气候条件及地理环境差异极大,却在居住形态上都脱离不了“院”的干系,基本上都可以概括为“合院式”民居。“院”是中国传统建筑的灵魂,建筑平面中的“院”创造了良好的建筑通风。如广东的“竹筒屋”中天井的设置,增强了自 5 5Industrial C onstruction V ol 139,N o 19,2009 工业建筑 2009年第39卷第9期
谈建筑中自然通风技术的作用原理(一) 摘要]本文首先介绍了建筑中自然通风技术的作用原理，指出了自然通风的经济效益和环境效益，进而论证了在建筑设计中如何实现自然通风，提出自然通风这项传统的技术要与建筑所处地域的自然地理气候特征相适应，并辅以实例分析了自然通风与地域气候的完美结合。旨在引起在地域建筑设计中对自然通风传统适宜技术的重视。 关键词]自然通风机理效益地域建筑设计 长久以来,自然通风做为一项传统的建筑防热技术，在世界各地的传统民居中，得到了广泛的应用。在湿热地区，人们看到的传统民居往往有这样的外表：建筑都有开阔的窗户；采用轻便的墙体；深远的挑檐；高高在上的顶棚并且设置有通风口；建筑往往架空，以避开地面的潮气和热气，采集更多的凉风——这样形象的背后，隐藏着劳动人民对利用自然通风技术的朴素观念。自然通风是一种具有很大潜力的通风方式，是人类历史上长期赖以调节室内环境的原始手段。 空调的产生，使人们可以主动地控制居住环境，而不是象以往一样被动地适应自然；空调的大量使用，使人们渐渐淡化了对自然通风的应用。而在空调技术得以普及的今天，迫于节约能源、保持良好的室内空气品质的双重压力下，全球的科学家不得不重新审视自然通风这一传统技术。在这样的背景下，把自然通风这种传统建筑生态技术重新引回现代建筑中，有着比以往更为重要的意义。 1.自然通风的理论机理 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。 1．1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。 1．2热压作用下的自然通风 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。1．3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。 1．4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