山东大学建筑设备论文：现代建筑中自然通风的

1、-. z.现代建筑中自然通风的设计与应用学院： 班级： ： *： 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

2、University Shan Dong Jinan 250002） 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 t

3、he control of buildings plane, natural ventilation could e 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引言人类社会的现代化给人们提供越来越宽敞、明亮的居住和办公环境的同时，也伴随着环境资源的急剧消耗，大气

4、层中的CO2大量增加并导致全球温室效应。为了降低能耗，许多建筑采取了减少通风量、增加房间密闭性等措施，加之许多建筑中的空调通风系统长期运行管理不善及室建筑装饰材料散发的挥发性有机化合物气体的增加，导致室空气质量恶化，使得病态建筑综合症”问题不仅在建筑界，而且在全世界引起了广泛关注。自然通风是利用自然界的可再生能源实现建筑节能的一项有效措施。下面简单探讨自然通风技术在现代建筑中的应用。建筑设计中的自然通风原理 1.1风压原理。根据流体力学原理，当风吹向房屋时，迎风面墙壁空气流动受阻，风速降低，使风的动能变为静压，作用在建筑物的迎风面上，因而使迎风面上所受到的压力大于大气压，从而在迎风面形成正压区

5、。风受到迎风面阻挡后，从建筑物的屋顶及两侧快速绕流过去。绕流作用增加的风速使建筑物屋顶、两侧及背风面受到的压力小于大气压，形成负压区。风压原理就是利用正压区和负压区之间的压力差来实现空气流动，从而达到自然通风的目的。实现建筑的自然通风需要外部风速在每秒钟34米之间，且建筑面向夏季的主导风向。 1.2热压原理。热压通风是自然通风的一种，它是由于室和室外空气的温度差而形成空气密度差，进而产生压差造成热气向上、冷气向下的空气流动现象。在建筑设计中，利用热压原理将进气口和排气口间的落差加大，可以有效改善室自然通风的效果，然后再结合建筑的剖面设计来组织室通风。一般利用热压原理形成的室自然通风被称作烟囱效

6、应”，即室热空气上升从建筑上部的通风口排出，进而室外冷空气从建筑底部进入室。 1.3风压和热压的共同作用原理。在实际的建筑设计中，由于周围环境的复杂多样，因此往往会利用风压和热压的共同作用来实现自然通风。风压在受到周围环境、建筑形状、天气、环流等各种因素的影响极其不稳定，因而在和热压共同作用的情况下还可能会造成通风效果的减弱。二自然通风设计与应用 随着建筑设计理念的更新，在建筑节能设计阶段对于自然通风技术的运用更为普遍。不仅减少了建筑的能源消耗，也保持了室良好的居住环境，满足了现代建筑节能设计的各项指标要求。建筑节能常见的自然通风设计方案如下：2.1空间设计。在建筑部结构设计中构建竖井空间，可

7、促进气流的快速流通，以此提高建筑部的通风效果。目前，建筑节能设计中运用的竖井空间包括：纯开放空间，充分运用建筑中庭的热压实现通风；烟囱空间，利用太阳能加热空气所产生的烟囱效应，促进建筑部空气的流动，实现通风调节,下图是中庭排风示意图。 2.2布局设计。从自然通风的节能效果来看，建筑群的布局设计是影响通风效果的重要因素。设计师在确定各个建筑之间的距离时，应结合风向投射角对室风速影响大小的情况设计，可以通过计算机通风模拟，对设计方案进行优化。在整体设计上，还需把握好建筑物的高度、进深、面宽、外观等方面的因素。 2.3开口设计。开口设计对建筑物部的空气流通有很大的影响，建筑节能设计中需将开口配置、开

8、口尺寸、窗户形式、开启方式、窗墙面积比等作为设计的主要容。从设计经验来看，开口宽度达到开间宽度的13时，通风节能效果最好，有助于室空气的流通。 2.4屋顶设计。屋顶的节能设计要借助于隔热屋面”作用的发挥，其常见的形式是架空隔热层，将屋面结构层设计成合适的通风装置，把室的热量排除后实现降温。此外，还可结合坡屋顶结构设计通风隔热层，以达到良好的通风隔热效果。 2.5幕墙设计。新型节能幕墙设计通过在两层玻璃幕墙间设置一个空腔，在空腔设置遮阳设施，空腔的两端设置进风口、出风口，通过热压差或者强制机械通风，实现通风节能，可以有效地避免建筑物部风压、热压过高等问题，促进围护结构保温隔热性能的改善，创造良好

9、的室环境。2.6室设计。利用穿堂风”的形式来提高室的通风效果，其主要是让自然风由建筑物外部到达室，经过主要功能空间后由背风面的出风口外流。这种设计实质上是利用进出风1：3之间的风压差，促进了自然风流通性能的提升，使用户保持良好的通风效果。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。以下是自然通风的几个限制性条件：3.1室得热量的限制 应用自然通风的前提是室外空气温度比室低，通过室空气的通风换气，将室外风引入室，降低室空气的温度。很显然，室、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

10、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，通过降温达到室舒适要求的可能性越小。3.2建筑环境的要求 应用自然通风降温措施后，建筑室环境在很大程度上依靠室外环境进行调节，除了空气的温、湿度参数外，室的空气品质和噪音控制也将被室外环境所破坏。根据目前的一些标准要求，采用自然通风的建筑，其建筑外的噪音不应该超过70dB；尤其在窗户开启的时候，应该保证室周边地带的噪音不超过55dB。同时，自然通风进风口的室外空气质量应该满足有关卫生要求。 3.3建筑条件的限制 应用自然通风的

11、建筑，在建筑设计上应该参考以上两点要求，充分发挥自然通风的优势。 3.3.1建筑位置：周围是否有交通于道、铁路等一般认为，建筑的立面应该离开交通干道20米，以避免进风空气的污染或噪音干扰；或者在设计通风系统时，将靠近交通干道的地方作为通风的排风侧。地区的主导风向与风速根据当地的主导风向与风速确定自然通风系统的设计，特别注意建筑是否处于周围污染空气的下游。周围环境由于城市环境与乡村环境不同，对建筑通风系统的影响也不同，特别是建筑周围的其它建筑或障碍物将影响建筑周围的风向和风速、采光和噪音等。 3.3.2建筑形状。建筑的宽度直接影响自然通风的形式和效果。建筑宽度不超过l0米的建筑可以使用单侧通风方

12、法；宽度不超过15米的建筑可以使用双侧通风方法；否则，将需要其它辅助措施，例如烟囱结构或机械通风与自然通风的混合模式等。建筑朝向为了充分利用风压作用，系统的进风口应该面对建筑周围的主导风向。 3.3.3建筑部设计。层高比较大的层高有助于利用室热负荷形成的热压，加强自然通风。室分隔的形式直接影响通风气流的组织和通风量。建筑竖直通道或风管可以利用竖直通道产生的烟囱效应有效组织自然通风。 3.3.4室人员。室人员密度和设备、照明得热的影响对于建筑得热量超过40W/的建筑，可以根据建筑热源的种类和分布情况，在适当的区域分别设置自然通风系统和机械制冷系统。工作时间将影响其它辅助技术的选择(如晚间通风系统

13、)。四自然通风设计的优点 1. 增强性能。在室制冷方面，采用通风节能设计后，可达到被动式制冷效果，若建筑外部环境中的空气湿度低，通风系统可以降低室温度，将潮湿气体带到室外，从而使室温度、湿度处于人体最舒适的状态。在无需消耗电能的情况下，运用自然通风输送经过处理的新风。 2. 改善空气质量。当前，大多数建筑的空气调节主要依赖于空调设备。空调系统的运用只能调整室温度的高低，而无法及时更新室新风，时间一长，室空气难免变得污浊。从安全和卫生的角度考虑，人长期在这样的空气环境中活动，健康状况会受到很大的影响。利用自然通风能定期排出室污染空气，改善室空气的新鲜度。 3. 保护环境。绿色环保是建筑行业正在积

14、极倡导的一个主题，建筑通风节能设计恰好满足了这一要求。例如自然通风系统的改进，可以防止空调系统造成的空气污染，将室的含有各种杂质的气体及时排出室外。在保持室良好的空气环境的同时，也改善了室居住环境。 4. 减少能耗。从建筑节能设计的考核数据看，建筑物在使用经过节能优化的空调通风系统后电能消耗要比传统的设计方案节约30左右。这就使得工程项目在减少能源消耗的同时，也减少了资金投入，优化了建筑部的各项系统功能。 结语 自然通风是一种廉价的生态节能技术，在建筑设计中实现自然通风是建设生态节能建筑和低碳建筑的一项重要措施。 21世纪是环保的世纪，是可持续发展的世纪。降低建筑能耗使建筑的人工环境与自然环境达到动态的平衡，将是建筑在满足了基本的使用功能和美学要求后应追求的更高目标。因此，自然通风技术在城市建筑设计中的应用，不仅仅是建筑设计本身的问题，更重要的是建筑环境的设计与控制问题，所以在现