建筑自然通风换气、风压通风计算书

2/2建筑自然通风换气、风压通风计算书一、计算目的与依据1.1计算目的为评估建筑在自然通风条件下的室内空气品质及热舒适性，保证换气量满足卫生要求，同时校核利用风压（及热压）实现自然通风的可行性，进行本计算。1.2计算依据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012《室内空气质量标准》GB/T18883-2020《建筑通风效果测试与评价标准》JGJ/T309-20121.3工程概况建筑类型：办公建筑（多层）计算对象：标准层某个独立通风分区（房间）房间面积：A=120m²房间净高：H=3.0m房间体积：V=A×H=120×3.0=360m³房间人员密度：n_people=5人（设计人数，按0.04人/m²估算）外窗（可开启）：2扇，单扇面积A_win=2.0m²，总可开启面积A_open=4.0m²建筑朝向及主导风向：夏季主导风向为南风，房间南向有外窗，北向设内门及低位排风口。计算工况：夏季典型日，室外风速v_w=2.5m/s（当地气象统计值）。室内设计温度：26℃，室外设计温度：33℃（热压计算用）。二、自然通风换气量（卫生要求）计算2.1计算公式按人员所需最小新风量计算：Q按换气次数法校核：Q最终取两者较大值作为设计所需自然通风量。2.2符号说明符号含义单位取值Q按人员所需最小通风量m³/h待计算n房间设计人数人5q每人所需最小新风量（办公建筑，GB50736-2012表3.0.6-4）m³/(h·人)30Q按换气次数所需通风量m³/h待计算V房间体积，参数同前文m³360n最小换气次数（办公建筑，GB50736-2012推荐1.5~2次/h，取2.0）次/h2.02.3参数代入及分步计算步骤1：按人员需求计算Q步骤2：按换气次数计算Q步骤3：确定最终设计所需自然通风量Q2.4结论为满足卫生与热舒适要求，该房间自然通风量应不低于720m³/h，对应换气次数为2.0次/h。三、风压通风量计算3.1计算原理风压作用下，空气经迎风面窗孔流入，经背风面窗孔流出。通风量取决于有效面积、风速及风压差系数。3.2计算公式作用风压差：Δ通过单侧窗孔的通风量（考虑两侧窗孔协同，简单模型采用有效通风面积法）：Q或按孔口流量公式（更为标准）：Q其中有效面积：1本计算采用流量公式法，并假定进、出风口面积相等。3.3符号说明符号含义单位取值Δ风压差（迎风面与背风面静压差）Pa待计算C风压系数（迎风面取+0.8，背风面取-0.4，差值=1.2）无量纲1.2ρ室外空气密度（取1.2kg/m³，标准状态）kg/m³1.2v室外计算风速，参数同前文m/s2.5Q风压作用下自然通风量m³/s(或m³/h)待计算μ流量系数（考虑窗孔局部阻力，取0.65）无量纲0.65A进出风口有效流通面积m²待计算A进风口面积（南向外窗可开启面积）m²4.0A出风口面积（北向低位排风口面积）m²3.03.4分步计算ΔPw步骤1Δ先计算1ΔAeff步骤2：计算有效通风面积1AA步骤3：按孔口流量公式计算风量（m³/s）Q先计算2×4.507.5Q步骤4：换算为小时流量Q3.5结论在夏季主导风向、室外风速2.5m/s条件下，风压通风可提供的通风量约为15379m³/h，远大于所需最小通风量720m³/h。因此，风压通风能力完全满足要求。四、热压通风补充校核（无风或弱风工况）4.1计算背景当室外风速极低（≤0.5m/s）时，风压通风作用微弱，需依靠热压（温差）维持自然通风。本计算校核最不利无风工况下的热压通风量。4.2计算公式热压差：Δ热压通风量（流量公式）：Q4.3符号说明符号含义单位取值Δ热压产生的内外压差Pa待计算g重力加速度m/s²9.81h中和面高度（进排风口中心高差的一半，假设进风口中心距地1.5m，排风口中心距地2.7m，高差1.2m，则中和面取0.6m？注意：中和面高度需整体计算。简化取进排风口高度差h_diff）m1.2T室内设计温度，参数同前文K26+273=299T室外设计温度（夏季），参数同前文K33+273=306其他符号ρw、μ、Aeff--注意：热压计算中，实际压差与中和面高度有关，简化工程计算常采用进排风口垂直高差hdiffΔ（若Ti<T4.4分步计算步骤1：计算温差比TT步骤2：计算热压差Δ先计算1.2×9.81=11.772，再乘1.2得14.1264，最后乘(-0.02288)：Δ负号表示压差方向为室外压高于室内，气流由排风口进入、进风口排出。实际通风量公式取绝对值。步骤3：计算热压通风量（取绝对值）Q2×0.3230.53833QQ4.5结论在夏季典型温差条件下（室外33℃，室内26℃，室外更热），热压产生微弱的反向压差（约-0.32Pa），通风量理论计算约4121m³/h，仍大于720m³/h的需求。但应注意：此时气流方向为由高位排风口进入、低位进风口流出，不利于排除室内热空气。实际无风高温工况下，仍建议辅助机械通风或采用其他被动冷却策略。五、综合校核与结论5.1校核条件汇总工况通风量（m³/h）需求（m³/h）是否满足风压通风（v_w=2.5m/s）15379720✓满足热压通风（夏季无风，ΔT=7℃，但方向逆向）4121（理论值）720✓数值满足，但气流方向不利卫生要求最小换气720--5.2总体结论本建筑标准层房间在风压主导工况下，自然通风量远大于设计所需换气要求（720m³/h），可满足卫生及热舒适需求。在无风或弱风（v_w≤0.5m/s）夏季高温日，热压驱动的通风方向与理想排热方向相反，建议采取以下措施：设置低位进风口、高位排风口，利用夜间通风（室外温度低于室内时）实现热压通风。增加屋顶无动力风帽或辅助排风扇，保证极端工况下的换气量。设计可调节外窗开启方式，根据风向及温差优化气流组织。最终计算结论：风压通风能力充足，热压在夏季白天不利于自然通风，需辅以机械措施；全年综合自然通风方案可行。六、计算书复核记录复核项检查内容结果公式完整性所有计算包含公式、符号说明、代入、分步✓符合单位一致性采用m、K、Pa、m³/h等，转换正