住宅建筑室内自然通风分析

建筑知识：建筑工程中的通风设计

建筑工程中的通风设计

随着城市化进程的不断推进，人们生活、工作的环境也越来越重要。通风设计是我们建筑工程中不可忽视的一环，良好的通风设计可以为住户提供舒适的居住和工作环境。本文将从以下几方面介绍建筑工程中的通风设计。

一、通风设计的意义

在建筑设计中，通风设计是其中最为重要的一环。通风设计的主要目的是为了调节室内空气的湿度、温度、氧气和污染物的含量。如果房间内不处于一个正常的通风状态，建筑物内部就容易产生不良气味、潮湿、有害气体和病菌等。长期处在这样的环境下，住户的身体健康也会受到影响。此外，通风设计还可有效预防室内氧气含量不足导致的吸入性损伤和有害气体的辐射影响。因此，通风设计在建筑工程设计中的重要性是不言而喻的。

二、通风方式的选择 在建筑工程的设计中，可以根据建筑结构和设计要求，同时考虑到外部环境、使用功能和使用场所的差异来选择不同的通风方式。

1、自然通风

自然通风是目前广泛应用的通风方式之一。此方式利用窗户、门、隔板和风口等为住户提供室内外空气交换。设计者可以设置不同尺寸和位置的窗户，在保证舒适性的前提下达到最佳的通风效果。同时，在夏季，通过装置遮阳板、通风屋檐等设施，可以提高通风效果。自然通风方式优点明显，比如气流清新、成本低廉、不受电力限制等。此外，自然通风方式还有助于减少二氧化碳等有害气体的积聚，达到环保、节能的目的。

2、机械通风

机械通风以通风设备为主要依托，通过设备的贩换作用达到提高室内空气质量的目的。在选定机械通风设备时，设计者需要考虑建筑物需求和通风机械的性能。机械通风装置有利于有效控制室内温度、湿度和空气干净度等因素。在气候恶劣的时候，采用机械通风也能有效地避免污染物积聚，提高住户的居住和工作环境。 三、通风设计的关键点

为了达到较好的通风效果，设计者需要掌握一些关键点。

1、设计合理的通风量

在建筑设计的过程中，通风量的大小是一个极为敏感的问题，太小就会导致室内空气污染，太大就会浪费太多建筑能源，增加建筑物的制冷、制热负荷和造价。在设计过程中，需要考虑到建筑物的尺寸、所在环境以及配套设施等。同时还要根据使用功能和使用人数来量化通风量。

Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　住宅道风设计　Ｆｏｒ　Ｄｗｅｌｌｉｎｇ　Ｈｏｕｓｅ　撰文　刘飞　卢求　五合国际（５＋１　Ｗｅ　ｒｋｈａ　ｒｔ　Ｉ　ｎｔｅ　ｒｎａｔｉｏｎａＩ）建筑设计集团　通风是影响住宅居住品质至关重要的一个方面　对于人居环境健康和建筑能耗都有重要影响。　一、自然通风的作用　通风对于建筑环境的影响主要表现在以下两个方　面：　１卫生健康的空气质量　一般来讲，居室是一个相对封闭的空间，加之室　内污染源较多，因此室内的污染物浓度要比室外高　２～５倍，严重的高达数十倍，因此若不对其进行稀　释将严重影响居住者的健康，而通风换气是十分简　便而且行之有效的净化方法，在提供新鲜空气保证　供氧量的同时，排除了室内污染物，大幅度降低室　内微生物密度，有实验表明，通风３０分钟可减少室　内９６　４％～９９　５％的细菌。　２．舒适的居住环境和较低的能耗　自然通风是被动式节能的主要利用手段之一，在　夏季，可以通过通风有效的排除室内的热量，在不　耗费能源的前提下，维持相对舒适的室内环境。　二、如何进行自然通风设计　是否能够形成良好有效的自然通风，完全取决于　规划及建筑的设计，因此在设计时应充分考虑当地　的气候特点和现场的地形特点，充分利用自然气候　资源进行设计，应从以下几点考虑：　１．建筑规划　从建筑规划方面来考虑自然通风，通俗的讲就是　考虑建筑的外部因素。人们在挑选房屋的时候总是　希望“正南正北”、　“南北通透”，因我国大部分　地区、大部分时间的风向为南北向，因此南北通透　的房屋通风效果就比较好。因此在整体环境规划　中，强调的是建筑与环境的关系，解决建筑与地　貌、植被、水土、风向、日照与气候的关系。但也　不能一概而论，因为不是所有的区域都是以南北向　为主导风向，其区域的地形、地貌也不尽相同，应　当具体问题具体分析。在设计中应当首先解决小区　内的通风场，不能有明显的通风死角，也不能有风　速被明显加速的区域。规划设计在注重小区风场分　布的同时，应当分析风场对单体建筑的影响，若希　望一栋建筑通风情况良好就要在建筑的两侧形成一　定的空气压差，只有这样才能形成空气进出建筑物　的动力，若建筑物两侧的压力差为零，建筑开窗再　大也不会有“穿堂风”形成。在有必要时，笔者建　议采用计算机软件进行模拟分析，根据结果指导设　计。图一所示为一山地区域的建筑组团，由于其区　域的特殊性，采用了世界最先进的计算流体力学　（Ｃ　Ｆ　Ｄ）模拟软件，对整个小区进行了风场模　拟，以保证小区的通风效果。从图中可以看出小区　的大部分区域风速适中，但有部分区域风速被明显　加大（图中画圈部分），因此应对设计进行一定的　ａｔｄ　１０７

第２７卷第３期　２０１３年６月　制冷与空调　Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｉｒ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｖ＿０１．２７　Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．２０１３．２３１～２３５　

文章编号：１６７１．６６１２（２０１３）０３．２３１－０５　

住宅建筑利用自平衡风口自然通风研究　

【摘要】　

【关键词】　中图分类号　周议辉　冯　炼　易小楠　李鹏。　

（１．西南交通大学机械工程学院成都６１　００３１；　２．成都市市政工程设计研究院成都６１　００１　５；　

３．四川省建筑设计院成都６１００１７）　

基于计算流体力学ＣＦＤ软件，选用壁面函数法，对某住宅小区周围的风环境进行了数值模拟，并　

以此结果作为以自平衡风口作为通道的室内气流组织模拟的边界条件。由大环境数值模拟结果，　选取两侧风压最小的１－１＃房进行自然通风换气量和气流组织分析。结果表明，改变自平衡风口尺　

寸，够满足住宅建筑人员换气量的需求，而改变自平衡风口的入射角，室内气流组织得到明显改　

善。　自平衡风口；自然通风；换气量；气流组织；数值模拟　

ＴＵ８３　文献标识码Ａ　

Ｔｈｅ　Ｓｔｕｄｙ　ａｂｏｕｔ　Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　Ｂａｌａｎｃｅ　Ｉｎｌｅｔ　Ｚｈｏｕ　Ｙｉｈｕｉ　Ｆｅｎｇ　Ｌｉａｎ　Ｙｉ　Ｘｉａｏｎａｎｚ　Ｌｉ　Ｐｅｎｇ’　

（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，６１００３１；　２．Ｃｈｅｎｇｄｕ　Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｉｔｕｔｅ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，６１００１５；　

３．Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｉｔｕｔｅ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，６１００１７）　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　ｆｌｕｉｄ　ｄｙｎａｍｉｃｓ（ＣＦＤ）ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｗａｌｌ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｍａｋｅｓ　ａ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌｍｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｗｉｎｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｒｏｕｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ　ａｒｅａ，ａｎｄ　ｕｓｅｓ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｓ　ｔｈｅ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　

在自然通风的研究方面旨在进行自然通风理论研究和应　

用研究方面的深入研究，建立自然通风测试、设计以及评价　

的完整体系和集成化技术，解决自然通风设计和应用领域存　

在的系列问题。　

由此，本课题将居住区风环境与室内自然通风结合在一　

起，针对不同地域，采用调查研究、理论分析、试验研究、　

现场测试手段，结合不同地区的典型示范工程，着重开发出　

风环境和建筑室内通风系统的仿真系统和评价方法以及标准　

体系，为我国的城市规划、城市风害、污染扩散、居住区风　

环境和室内自然通风的改善和设计提供切实可行的技术手段　

和产业化的成果，并建立相应的标准体系。　

主要研究成果　

一　建立了居住区室外风环境评价方法与评价体系　

１、建立了城镇内局部区域模拟边界条件模型　

为了确定居住区室外风环境模拟时输入边界条件情况，　

本课题对从气象台站风气候数据向城镇内部区域推演的转换　

方法进行了研究，建立了城镇内局部区域模拟边界条件模　

型，具体包括：气象台站风气候分析、平坦地势下风剖面的　

转换方法、地面粗糙长度确定方法、地面粗糙长度与风剖面　

指数转换关系、复杂地形下场地风剖面的测试方法等。　

对于平坦地势下，风行经的过程中地面的起伏状况、建　

筑物布局情况的不同，分别给出了平衡边界层风剖面、多重　

粗糙度组合时非平衡边界层风剖面参数的计算方法：给出了　

典型场地地面粗糙度以及不同建筑布局模式下地面粗糙度的　

计算方法。　

通过实际工程应用，给出了复杂地形下场地风剖面的风　

洞测试方法，并提出在进行风剖面测试时需考虑来流风向的　

影响。　

２、形成了风环境测试与模拟的综合成套技术　在评估某一居住区方案或实际小区的风环境状况前，首　

先需要通过模拟或者测试手段来了解居住区周围的风速场分　

布情况，具体包含：风环境数值模拟成套技术、风环境风洞　

测试成套技术、风环境现场测试成套技术等三个方面，本课　

题对上述三种技术分别进行了总结归纳、工程应用，所得出　

的成果涵盖了风环境预测的所有方法。