浅谈建筑中的自然通风技术应用(一)
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⾃然通风与建筑节能的关系
浅谈⾃然通风与建筑节能的关系摘要:风能与太阳能、⽣物能等属于可再⽣的⾃然能源,合理地利⽤⾃然通风技术, 是建筑可持续发展过程的⼀个重要部分, 应当引起建筑师的⾼度重视。
本⽂就⾃然通风的原理、作⽤等作了简单的阐述,介绍了⾃然通风在建筑设计中的应⽤,以使在今后学习和相关⼯作中得以借鉴。
关键词:⾃然通风建筑节能关系
0 引⾔
风在古代⼈的观念中是组成世界的基本元素之⼀。
长久以来,风(即空⽓的流动)已经被⼴泛地⽤来使室内变得凉爽和舒适,可惜有关这⽅⾯的许多传统技术和⽅式在⼯业⾰命后被抛弃了。
但在环境问题⽇益严重和⼈与⾃然关系不断得到重视的今天,⼈们重新开始研究如何利⽤风来取得降低能耗的效果,同时⼜最⼤限度地使室内⼈员感到舒适并保护他们的健康。
近年来,在对节能技术⼴泛和深⼊研究的基础上,⼀些建筑师们在⼀系列建筑创作中做出了探索和实践,其中⾃然通风是⼀项成熟⽽低廉的技术措施,在建筑设计中应充分、合理地加以使⽤。
1 ⾃然通风概述
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。
建筑中的通风设计通风设计在建筑中起着重要的作用。
一个好的通风系统可以有效地控制室内的湿度、温度和空气流动,提供健康舒适的室内环境。
此外,良好的通风还可以减少室内空气中的有害物质,如挥发性有机化合物(VOCs)、甲醛和二氧化碳等的浓度,从而减少对人体的危害。
通风设计主要包括以下几方面的考虑:1.空气流通:通风系统应能提供足够的新鲜空气,并保证室内外空气的交换。
通常,室内空气污染物的浓度应低于室外,因此室内应该有足够的换气量来保证室内空气的质量。
此外,通风系统的布局和设计应考虑到空气流动的均匀性,避免产生死角和局部阻塞。
2.湿度调节:通风系统应能够有效地控制室内空气的湿度。
过高的湿度会导致室内空气潮湿,易形成霉菌和细菌滋生的环境。
过低的湿度则会导致室内空气干燥,对人体的呼吸系统和皮肤有害。
通风系统应考虑到空气湿度的调节,配备相应的加湿和除湿设备。
3.温度调节:通风设计还应考虑室内空气的温度调节。
过高的温度会导致室内闷热,不利于人体的正常活动和工作。
过低的温度则会导致室内寒冷,不舒适。
通风系统应能提供适宜的室内温度,实现室内外温度的平衡。
4.噪音控制:通风系统的运行可能会产生噪音,对人们的生活和工作造成干扰。
通风设计应采取相应的措施来降低噪音的传播和影响,如合理布置通风设备,采用隔音材料等。
5.能源节约:通风系统的运行需要耗费一定的能源,特别是在冷、暖气环境和湿度调节中。
通风设计应考虑到能源的节约,在设备选型、运行控制和系统优化等方面进行合理设计和管理。
6.安全性:通风设计还应考虑到系统的安全性,如避免系统运行过程中的漏电和火灾等危险,保证室内空气的质量和人员的安全。
总之,建筑中的通风设计是一个综合考虑室内环境、能源消耗和安全性的过程。
通过合理的设计和安装通风系统,可以提供健康舒适的室内环境,减少对人体的危害,实现室内空气的净化和循环,提高建筑的可持续性和舒适性。
浅谈自然通风在建筑设计中的应用摘要:通风是指用自然或机械的方法向某一房间或空间送入室外空气,或由某一房间或空间排出空气的过程,送入的空气可以是处理的,也可以不经处理的,自然通风除了能够有效地实现室内环境的降温,还能够节约常规能源、减少环境污染,极大地改善室内环境品质。
关键词:自然通风建筑设计一、通风与建筑设计的关系挡风遮雨是建筑产生之重要原因。
从人类开始建筑房屋之时,防风是风和建筑之间重要的关系。
随着人类的探索,建筑技艺水平不断的提高,通风技术开始被人们所利用。
但这时期的利用还只是经验上的掌握。
随着工业文明的发展,到19世纪和20世纪的上半页,西方国家掌握了现代的通风空调技术,这时候,人们已经可以有效的控制建筑内的风了。
在20世纪下半页,在自然科学,社会科学和人文领域的不断的进步的推动下,通风空调技术在西方不再以只改变建筑室内热湿环境的身份而出现了。
通风空调技术开始对建筑设计及建筑师们产生了更为深刻的影响。
二.自然通风的原理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。
我们通常所说的“穿堂风”就是典型的风压通风。
2、利用热压实现自然通风热压通风即通常所说的烟囱效应,其原理为室内外温度不一,二者的空气密度存在差异,室内外的垂直压力梯度也相应有所不同,此时,若在开口下方再开一小口,则室外的空气就从此下方开口进入,而室内空气就从上方开口排出,从而形成“热压通风”。
当室内外空气温差越大,则热压作用越强,在室内外温差形同和进气、排气口面积相同的情况下,如果上下开口之间的高差越大,热压越大。
浅谈建筑物通风设计摘要:本文作者介绍了自然通风设计的原理,分析了大型公共建筑通风设计的现状,提出了建筑物自然通风设计的方法。
关键词:建筑物;通风设计中图分类号:tu2 文献标识码:a 文章编号:目前,我国城市建筑发展的重点已逐渐转向大型公共建筑。
该类建筑的功能组成日益集成化、复杂化,空间也日益巨型化,随之而来的是巨大的资源消耗和巨额的运营维护费用。
作为适宜技术,自然通风对降低大型公共建筑能耗至关重要。
合理运用平面组合方法,运用风井、中庭等进行设计,能较大程度地改变大型公共建筑对不可再生资源的依赖,并营造相对舒适、健康和宜人的室内微环境。
1.自然通风设计原理自然通风是传统的生态适宜技术,凝聚着千百年来的人类智慧。
它主要由室外空气流动在建筑物开口部位所造成的风压或者室内不同部位的温度差所形成的热压驱动而产生。
最基本的自然通风方式包括风压通风和热压通风2种。
所谓风压通风,是利用风压进行换气,必须藉由有速度的气流方可。
而热压通风则是利用热空气上升、冷空气下降的热浮力原理进行对流换气,只要有空气温差存在即可。
1.1 风压通风风压通风是由建筑迎风面和背风面之间的空气压力差造成的。
风吹向建筑时,建筑表面会阻挡风的流动,在建筑迎风面形成正压力;同时,气流在向上流动、绕过建筑物各侧面和背面的过程中,会在相应位置产生负压区。
传统民居的“穿堂风”实际上就是典型的风压通风。
建筑的外部风环境以及建筑的形体要素(体量、进深等)对实现风压通风具有直接影响。
1.2 热压通风另一种自然通风方式是热压通风。
该方式利用建筑内部空气的热压差形成自然对流,也即运用“烟囱效应”实现通风。
其原理是通过热空气所产生的升力,将污浊、潮湿的热气从建筑上部开口处排出,同时从建筑底部吸入室外的清洁冷空气。
热压通风与风口部位的垂直距离以及室内外的空气温差都有紧密联系。
通常情况下,进出风口部位垂直距离以及室内外空气温差越大,热压通风效果就越明显。
大型公共建筑进深普遍较大,实现风压通风可能存在一定难度,而由烟囱效应产生通风效果则是改善闷热、不舒适状况的良好手段。
防烟排烟系统自然通风与自然排烟模版自然通风与自然排烟系统是一种被广泛采用的建筑通风烟气排放方式。
它通过利用建筑的自然风力和烟气的热浮力,实现建筑内的空气流通和烟气排放,既可以提供室内空气的新鲜度,又能有效地排除烟雾,保证建筑内的安全环境。
接下来,将为大家介绍防烟排烟系统自然通风与自然排烟的模板。
一、自然通风的原理及设计要点1. 自然通风的原理自然通风是利用自然气流的作用,通过建筑自身的开口和屋顶的气流出口,实现建筑内、外的空气交换。
2. 自然通风的设计要点(1)建筑的朝向和布局应有利于利用自然气流,提供通风的通道,如设置室外窗户和通风孔。
(2)建筑的通风口应根据室内的通风需求和外部气候条件确定,保证室内通风的效果。
(3)建筑的通风口设计应合理,尺寸宜大宜小,可根据建筑时期确立,需与建筑设计相协调。
(4)建筑的通风口位置应考虑到建筑内气流的流动规律,采取合理的设置位置。
(5)建筑的通风口和横通面积之比应保持适度,通风口需求合理,以便达到良好的通风效果。
二、自然排烟的原理及设计要点1. 自然排烟的原理自然排烟是利用烟气的热浮力和建筑内外的气流压差,通过建筑内自然产生的排烟口和外部气流出口,实现建筑内烟气的排放。
2. 自然排烟的设计要点(1)建筑的排烟口应根据烟气产生的位置和数量确定,保证烟气的及时排放。
(2)建筑的排烟口设置应符合烟气排放规范,保证烟气的顺利排放。
(3)建筑的排烟口位置应考虑到烟气的产生位置和流动规律,采取合理的设置位置。
(4)建筑的排烟口和横通面积之比应适当,以保证烟气的顺利排放。
(5)建筑的烟气产生量和排烟口的数量应相匹配,保证烟气排放的效果。
三、自然通风与自然排烟系统的综合设计1. 自然通风与自然排烟系统的合理布局自然通风与自然排烟系统的布局应充分考虑建筑的朝向、布局、通风口和排烟口的位置,合理布置建筑内的空气流通通道和排烟通道,以达到良好的通风效果和排烟效果。
2. 自然通风与自然排烟系统的设计参数(1)通风量和排烟量的计算:根据建筑的使用类型、人员数量、燃烧物质数量和烟气产生量,计算出合理的通风量和排烟量。
浅谈绿色建筑的被动式自然通风设计方法发表时间:2020-03-11T13:19:35.577Z 来源:《基层建设》2019年第29期作者:梁丽娟[导读] 摘要:对于现代建筑而言,自然通风并不是一项新技术,人类在上千年的建筑历史中,对被动式通风设计的运用十分普遍。
身份证号:45242719841111XXXX摘要:对于现代建筑而言,自然通风并不是一项新技术,人类在上千年的建筑历史中,对被动式通风设计的运用十分普遍。
然而,随着科技水平发展,越来越多的建筑能够依靠机械式通风来实现室内外换气以维持室内空气舒适环境,这使得传统的自然通风方式逐渐被忽视。
虽然机械式通风可以提供相对稳定的室内风环境,便于控制,但存在能耗高,设备运行噪声大,舒适性差等缺点。
自然通风方式虽然气流不够稳定,但通过不同空间的恰当组织,充分结合自然环境条件,巧妙利用风压、热压原理,能够以低成本实现舒适健康的自然通风。
因此,建筑设计过程中,建筑师应该将空间组织与被动式通风设计充分结合,创造出节能、环保、高舒适性的绿色健康建筑。
关键词:被动式;绿色建筑;空间组织;自然通风引言在科技发展日新月异的今天,毫不夸张地说,人们可以通过掌握的科技成果可以随心所欲地对建筑内部的气候环境进行控制和调节。
但这无疑却催生了对建筑本身思考的惰性,在满足人们在建筑中对舒适性的要求的同时,却耗费了大量的资源,甚至是破坏环境以牺牲公众利益为代价,这未免是背离初衷的。
所以随之而来的环境危机,就使部分警觉的建筑师望向了天空,开始重新审视建筑与环境的关系,开始思考人类后代与地球的未来。
所以在1963年出版的《设计结合气候》一书中就开始提倡了要在建筑中采取被动式方法来减少建筑的能耗,由此拉开了被动式建筑节能技术的发展序幕。
而最古老也是最基本的自然通风这种被动式方法,更是在调节室内气候方面上发挥着关键作用。
1自然通风的组织原理建筑自然通风是指利用自然的手段来促使空气流动,将室外空气引入室内进行通风换气,以维持室内空气舒适性。
生态建筑的通风技术及其实现【摘要】在现代建筑中实现良好的通风技术显得非常必要。
尤其对生态建筑而言,自然通风是其中的关键环节和重点领域,通风的目的在于向居住者提供呼吸用的新鲜空气,或者在夏季时能够处于较低的室内温度之中。
基于此,本文分析了自然通风技术的原理与优势,然后讨论了实现自然通风的方式与设计理念,最后对自然通风的新趋势进行了展望。
【关键词】生态建筑;通风技术;技术实现;太阳能通风一、自然通风技术的原理与优势(1)自然通风技术的原理。
自然通风是一种古老的技术,虽然表面上看来,并不具备较为复杂的技术含量,但是与耗能较高的现代空调技术不同的是,自然通风技术在经济性方面却表现突出,能够适应气候的变化,并且经过千百年的发展,自然通风技术已经发展的较为成熟。
自然通风的工作原理是:在压差的推动下,促使空气在建筑物中流动。
而根据压差形成的原理,自然通风又分为风压作用下的自然通风与热压作用下的自然通风两类。
其工作原理是:当有风从某一侧吹向建筑物时,建筑物的迎风面将受到空气的推动,以此形成正压区,空气将从该侧进入到建筑中;在建筑的背风面,在空气绕流的影响下,将会形成一个负压区,该区能够吸引建筑物内的空气,使其从该侧的出口流出,持续不断的空气流就此形成。
(2)自然通风技术的优势。
一是当建筑物外的空气温、湿度相对较低时,自然通风技术能够实现在不消耗不可再生能源的情况下,除湿和降温,使人体的居住环境更加舒适。
二是在自然通风技术的作用下,新鲜、清洁的自然空气将会送至住户的所在区域,这不但利于人的生理健康与心理健康,增强人的体制,还会排除建筑物内的污浊空气,在一定程度上改变周围区域的空气质量。
二、实现自然通风的方式与设计理念(1)合理设计建筑的整体布局和设计形态。
从生态学的角度将,影响建筑物整体布局的因素主要是阳光和风,阳光的舒适程度和风向、风级都会对建筑物的通风产生重要的影响。
因此,在防止建筑物吸热和接受太阳辐射过度的同时,还需要考虑将建筑物的法线和夏季季风的风向相一致。
自然通风若干实例浅谈自然通风是当今建筑普遍采取的一项改善建筑热环境、节约空调能耗的技术,有两点至关重要的意义:1)实现有效被动式制冷;2)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。
实现自然通风主要有两个途径:利用风压和热压。
利用风压来实现建筑自然通风,即平常所讲的“穿堂风”。
首先要求建筑有较理想的外部风环境,平均风速一般不小于3 m/s~4 m/s。
其次建筑应面向夏季夜间风向,房间进深较小:一般情况下,单向自然通风的进深应小于房间净高的2倍,大致在6 m左右;双向自然通风的进深应小于房间净高的5倍,大致在12 m~15 m左右,以便易于形成穿堂风。
由于自然风变化幅度较大,受周围环境影响,常在建筑周围形不成足够的风压,并且通常公共建筑进深大,如果同时处于不利朝向时,利用风压实现穿堂风常常不具备可能性。
因而建筑师利用自然通风的另一种机理:通过建筑内部的热压差实现自然通风,即平常所讲的“烟囱效应”。
热空气上升,从建筑上部风口排出,室外新鲜的冷空气从建筑底部或者建筑各层被吸入,从而实现通风的效果。
对于高层建筑而言,由于风速随着高度增加而变大,因而实现自然通风比较容易。
但是风速往往过大,窗户直接外开不仅存在安全隐患且风速过大不利于舒适度的改善。
自然通风尚有着强烈的地域性和适应性。
追求大同的国际式建筑文化,是现代派建筑大师们梦寐以求的理想。
但是,进入20世纪60年代以来,这种无视地域,民族和文化差异性的国际式风格引起人们的普遍反感。
人们认识到传统文化的重要性,它们不仅仅是那些具有地方特色的具体形式,它们还蕴含着人们的生活习惯和生活方式,建筑的发展不能以破坏传统为代价。
芬兰建筑师阿尔托(Alvar Aalto)的“人情化建筑”是早期探索建筑环境特色与建筑多元个性的典范,为后来建筑的发展提供了有益的启示。
人作为建筑的主体,建筑必须要尊重人的传统,符合人的尺度,体现人的价值。
在过去的几百年里,人们尊重自然,修建了许多复杂的建筑,如中东地区传统房屋上的捕风塔(Wmd Scoop)。
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
土壤预冷、预热、深井水换热等),并借助一定的机械方式加速室内通风。
二、自然通风技术的优势
自然通风是当今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,采用自然通风方式的根本目的就是取代(或部分取代)空调制冷系统。
而这一取代过程有两点至关重要的意义: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不可再生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,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,而省去风机能耗,且无噪声。
这有利于减少能耗、降低污染,符合可持续发展的思想。
二是可以提供新鲜、清洁的自然空气(新风),有利于人的生理和心理健康。
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。
三、自然通风系统设计中的限制性条件
自然通风技术作为一种免费的技术,它的应用必然受到环境的限制。
对于室外环境温、湿度比较温和的地区(如英国),该技术的应用非常成熟,下面基于他们的应用经验,介绍有关自然通风技术应用的限制性条件。
(一)室内得热量的限制
应用自然通风的前提是室外空气温度比室内低,通过室内空气的通风换气,将室外风引入室内,降低室内空气的温度。
很显然,室内、外空气温差越大,通风降温的效果越好。
对于一般的依靠空调系统降温的建筑而言,应用自然通风系统可以在适当时间降低空调运行负荷,典型的如空调系统在过渡季节的全新风运行。
对于完全依靠自然通风系统进行降温的建筑,其使用效果则取决于很多因素,建筑的得热量是其中的一个重要因素,得热量越大,通过降温达到室内舒适要求的可能性越小。
现在的研究结果表明,完全依靠自然通风降温的建筑,其室内的得热量最好不要超过40W/m2。