贵州建筑通风设计研究的论文.doc

贵州建筑通风设计研究的论文 据研究，贵阳市居民对夏季居住热环境的舒适性基本上是满意的，通过开窗通风或者风扇即可满足大部分时间室内人员对热舒适的要求，此外，贵阳市拥有空调的居民中，空调的使用率较低且使用时间不超过一个月5。通过对中国建筑热环境分析专用气象数据集10的分析发现，贵阳市整个夏季(6月8月)仅有83%的时间室外温度超过28，如果能够辅助适当的通风，居住房间在这些温度下是可以不开空调的。由贵州省居住建筑节能设计标准(DBJ52/49xx)11可知:毕节、贵阳、兴义和遵义最热月的平均温度分别为218、240、224和253，夏季空调天数分别为0d、11d、0d、24d。从这些数据可以初步判定，毕节和兴义地区夏季不开空调即可满足热舒适要求。基于贵州省气象资料10所得出夏季室外干球温度在不同范围的分布百分比见表1。从表1中干球温度数据可知:贵州省4个城市夏季室外大部分时间处于1828舒适范围区。本文通过设定自然通风和机械通风下的热舒适范围，分析不同城市居住建筑夏季通风的有效性。 评价指标及原理 1评价指标 ClimateConsultant是加利福尼亚大学开发的一款被动式设计软件12，可以用来分析遮阳、建筑蓄热性、自然通风、机械通风等15项设计策略的适用性，并能计算各项措施在各月或者全年的逐时有效时间。这里的“有效时间”是指在理想的情况下，纯粹依靠所设定的设计策略(如自然通风、机械通风等)，能够使室内热环境达到舒适范围的时间数，单位为h。有效时间占全天或整月的比例称为日有效时间比(d)或月有效时间比(m)。设计措施能够转化的有效时间越长，该措施的有效性就越大。 2计算原理 ClimateConsultant软件利用湿度图对室外环境进行有针对性的分析。通过导入目标城市的气候数据，设定不同的热舒适有效范围，将采用不同措施后室内环境参数表示在湿度图上，通过计算即可方便看出各种措施下的有效时间。该软件关于气象数据的分析分为全年逐时数据点分析和日最高最低数据点分析。为了研究贵州地区夏季通风的有效性，本文对4个典型城市6月8月的室外气象资料进行逐时数据点的计算分析。中国民用建筑室内热湿环境评价标准13规定:非人工冷热源(未使用采暖、空调等)可接受室内舒适温度范围为1828，同时将湿度上限定为80%，这里的热舒适是指考虑到室内新风量满足设计要求的情况下，人体能感觉到舒适的温度范围。考虑到非人工冷源下(仅采用自然通风或机械通风)人体可接受的湿度范围会有所增加，将自然通风和机械通风下人体可接受的室内湿度上限定为90%。ClimateConsultant软件中设计策略的控制条件设置如下:热舒适下室内控制条件:温度范围1828;最大相对湿度80%;最小露点温度22。自然通风下室内控制条件:室内有效风速范围0220m/s;最大相对湿度90%;最大湿球温度228;人体可接受的最大温升42。 机械通风下室内控制条件:室内有效风速范围0220m/s;最大相对湿度90%;最大湿球温度228;最大机械送风速度20m/s;人体可接受的最大温升49。根据ASHRAEStandard55xx14可知:当风速为最小有效风速02m/s时，自然通风和机械通风下人体可接受的最大温升均为0;当风速达到最大舒适风速20m/s时，自然通风和机械通风下人体可感知的最大温升分别为42和49。也就是说，自然通风和机械通风下室内有效温度的范围分别为180322和180329。自然通风与机械通风不同之处在于:自然通风下室内风速主要取决于室外气流速度，即使室外其他参数值落在自然通风有效范围内，如果风速太小或太大均不能计为有效时间。机械通风则不同，室外风速不再是影响通风效果的因素，而且同样的送风速度下，机械通风和自然通风下人体可感知的最大温降是不同的。 贵州省不同城市夏季通风有效性分析 贵州省不同代表性城市夏季室外气象条件差异很大，例如，毕节夏季晚上22:00以后到上午10:00以前室外温度大部分时间低于18，不需要开空调。为了避免夏季室外干球温度在18以下时刻对有效时间百分比的影响，毕节有效时间和有效时间百分比的计算时间控制在10:00到22:00之间。同理，兴义的计算时间控制在10:00到24:00之间。由表1可知:贵阳和遵义室外空气温度在18以下的时刻相对较少，这两个城市计算时间定为全天24h。采用自然通风和机械通风措施后，热舒适区域相应拓宽，落在热舒适区域的时间段也有了明显的增加。自然通风时，不同城市夏季日有效时间百分比散点分布图如图1所示，毕节地区的日有效时间比分布较散，主要分布在20%60%，60%以上也有一部分分布值。其他3个城市的散点分布相对较集中，大都分布在0%40%，因此，自然通风在毕节地区有相对更好的应用潜力。不采用通风措施时，4个城市夏季室内处于热舒适范围的有效时间比相对较小。当采用自然通风和机械通风措施后，4个城市6月8月的月有效时间比见表2和表3。在夏季，自然通风的平均有效时间比分别为:毕节440%、贵阳257%、兴义219%、遵义211%。采用自然通风后各个城市室内热环境有了很大改善，尤其是毕节地区，由原先的31%上升到了440%。由于夏凉冬冷地区夜间室外气温较低，通过墙体蓄冷可以减少部分白天负荷。因此，毕节地区如果建筑布局合理，自然通风结合适当的机械辅助通风基本上可以替代夏季空调的使用。贵阳、兴义和遵义地区自然通风的有效时间相对于热舒适的有效时间有了很大改善，然而，要想替代夏季空调满足室内人员要求尚且不能达到很好的效果，因此，需要考虑机械辅助通风。由表3可知:采用机械通风后，各个城市的有效时间比相对于自然通风有了很大的改善。贵阳市7月份最高已经达到了874%，夏季的有效时间比也由最初的13%上升到了851%;兴义地区夏季的有效时间百分比也达到了808%，可见，机械通风对于贵阳和兴义地区来说可以有效地改善夏季室内热环境。如果能够设置合理的送风方式和气流组织形式，基本上可以取代空调降低夏季建筑能耗。对于遵义地区来说，采用机械通风后也有了一定的改善，有效时间比上升到了516%。虽然不像贵阳和兴义地区那样可以达到80%以上，但如果合理地利用通风，可以相对减少空调开启时间。 结