建筑环境学 第七章 空气渗透

1、建筑环境学 第七章 空气渗透第1页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三第七章空气渗透7.1 概述7.2 风压作用下建筑的压力系数分布7.3 建筑门窗对室内通风的影响7.4 空气渗透的网络计算方法7.5 空气渗透的数值计算方法7.6 空气渗透的简化计算第2页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三7.1 概述引子问题讨论：（江亿院士所提出的考研问题）新疆某地区夏季室外温度为35，相对温度20%，对应的露点温度为8.5 ，请问在该地区的住宅建筑能否采用冬季供暖的暖气系统进行夏季的集中供冷？不同的家庭喜欢不同的室内参数（温度和湿度），上述系统能实现吗？第3页，共28页

2、，2022年，5月20日，8点48分，星期三空气渗透对房间热环境的影响空气渗透对房间热环境影响很大在常规的墙体材料下，北方冬季的采暖负荷主要来自冷风渗透许多用户夏天靠开窗纳凉夏天热空气渗透会大大增加房间热湿负荷夏天的夜间通风能很好地改善房间的热环境第4页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三影响空气渗透的因素 两个主要因素：热压和风压 热压是由于房间内的温度与外界环境的温度不同造成的，其推动力实质是空气密度差造成的压差（相对较简单） 风压是由于建筑对风的阻挡作用形成的建筑不同部位不同压力分布，当建筑中有开口时，这种压力差就会形成空气流动，从而进入房间第5页，共28页，2022年

3、，5月20日，8点48分，星期三风压 风压引起的空气渗透较复杂 室外风方向和大小随时变化（风玫瑰图） 建筑形态各异，其周围风压分布不同 微风速下空气渗透机理 自然通风是目前最具挑战性的工作之一 机理还需探索 方法还需改进 评价指标需进一步更新第6页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三7.2 风压作用下建筑的压力系 数分布 为简化风压的计算，提出风压系数的概念，用以描述建筑周围的风压分布 风压系数可正可负，数值在01间 如果已知建筑周围的风压系数，就可以用不同的方法计算风压作用下的空气渗透量第7页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三采用风压系数计算通风量所做的

4、简化假设及适应性 风压系数通常是在恒定风速下测定的，对变风速情况下的适用性如何？ 风压系数通常是在无开口情况下测得的，当开口存在时是否适用？ 当存在不同的开口情况时是否还能用相同的风压系数？ 此计算方法通常不考虑建筑与建筑间的相互影响第8页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三单个建筑周围的空气流动第9页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三单个正立方体建筑风压系数第10页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三建筑群布局的几种形式第11页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三建筑群中的空气流动第12页，共28页，2022年，5月2

5、0日，8点48分，星期三风影区 在建筑的背后出现的与原有风向相反方向的气流所形成的区域称为风影区 风影区的大小与建筑的尺寸和建筑外形有关 风影区与风压系数相关，风影区内一般为负的风压系数第13页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三风影区示意第14页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三建筑物长度和宽度对风影区的影响长度对风影区的影响随长度增加而增加 宽度对风影区的影响 受宽度影响小第15页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三建筑物高度和屋顶坡度、坡向对风影区的影响 高度对风影区的影响 屋顶坡度坡向对风影区的影响 第16页，共28页，2022年

6、，5月20日，8点48分，星期三7.3 建筑门窗对室内通风的影响 开口位置对室内空气 流动的影响第17页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三开口高低对室内空气流动的影响第18页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三水平遮阳对室内气流组织的影响第19页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三不同窗户形式对室内气流的影响第20页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三室内气流的调节第21页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三绿化的导风作用第22页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三如何用CFD方法求解

7、空气渗透？ 描述好建筑的外形、开口大小和位置、内部隔断和热源，在某种室外风条件下就可求解通过各个开口的风量和房间之间的风量 可用现有的CFD计算软件进行或自行开发新的计算程序，CFD算法已比较成熟 本课程的第二部分将简要介绍CFD知识第23页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三CFD方法的特点 不用已知阻力系数，可直接描述结构 能处理各种复杂的情况，如隔断、开口、内热源等 能考虑建筑小区中各建筑间的相互影响 计算工作量大，需要大容量、高性能计算机，对太复杂的结构或数量较多的建筑，目前的计算机还难于处理第24页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三7.6 空气渗

8、透的简化计算 若已知开口两侧的压力差（热压和风压），则可由下式计算空气渗透量 空气渗透的计算比较复杂，目前还在进行大量的研究，为便于对建筑热环境进行分析，一般采用下列简化方法进行计算 缝隙法和换气次数法第25页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三缝隙法 根据门窗的种类，如单层、双层，木窗、钢窗、铝合金窗等，确定单位长度缝隙的漏风量。 用总的缝隙长度与单位长度缝隙漏风量的乘积得到总渗透风量 ln和a的取值见建筑热过程表48和表49 该方法简单，容易实现，但准确性不够第26页，共28页，2022年，5月20日，8点48分，星期三换气次数法 根据不同类型房间，按某一换气次数确定该房间的空气渗透量 如某房间的自然空气渗透相当于0.5次换气，而房间体积为V，则空气渗透量为0.5Vm3/h。房间换气次数的取法参见建筑热过程表410 该方法简单易行，如DEST中就经常采用这种方法给出空气渗透量第27页，共28页，2022年，5月20日，8点