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通风能耗大约占整个建筑能耗的20%以上,二、建

2019-09-28 18:20

自然通风的作用原理是什么?下面本网为大家详细介绍一下,以供参考。

随着人们生活水平的不断提高及城市人口迅速增长,建筑技术水平突飞猛进,大量不同使用性质的建筑组合出现,建筑体量和规模迅速膨胀。在部分大体量的建筑中容易忽视良好的建筑通风方案,仅仅采用机械通风,造成建筑能耗增加,与建筑节能理念相违背。在能源消耗与日俱增、世界资源日益匮乏的今天,

建筑通风节能问题是非常严重的,在想保证效果的前提下去节能,除了将技术改进提升以外,更重要的是细节的处理。本网小编就建筑通风节能问题和大家简单说明一下。

依靠室内外空气温差所造成的热压,或利用室外风力作用在建筑物上所形成的压差,使室内外的空气进行交换,从而改善室内的空气环境。自然通风不需要动力,是一种经济的通风方式,但是由于进风不能进行预处理,对于洁净度要求高的作业环境,入风通常满足不了洁净要求。排风也不能进行净化,污染周围环境,对于产生毒性较大的有毒气体的作业场所,对周围大气的影响更为严重。此外,自然通风依靠自然风压和热压来通风,这些风压是不稳定,因此,自然通风通风效果也是不稳定的。

良好的通风在建筑设计中的应用越来越受到重视,人们不断研究如何利用通风来取得降低能耗的效果,同时更大限度地为人们提供健康舒适的室内环境

我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源消费总量中所占的比例已从上世纪70年代末的10%,上升到近年的27.45%。通风能耗大约占整个建筑能耗的20%以上,其中大有节约潜力可挖。建筑通风能耗的节能是在保证建筑物内引入必需的新鲜空气的同时回收排出室外的空气中的大部分热能,其核心技术是空气-空气热交换机,现在的回收能力是70%以上,也就是说可以节约建筑取暖制冷能耗20%以上,本文就建筑通风的节能问题谈几点粗浅认识。

自然通风降温效果与建筑平面布置及形式有密切关系。为了更好提高自然通风降温效果,一般应尽量将房屋布置成南北向,以避免大面积的墙和窗受西晒,在我国南方炎热地区尤应如此。通风门、通风窗的布置与结构对自然通风效果也有重大影响,普通高温车间采用天窗结构,可大大改善自然通风效果。

一、建筑通风概念

2 建筑通风的含义

建筑通风是改善室内空气环境的一种重要手段。把建筑物室内污浊的空气直接或净化后排至室外,再把新鲜的空气补充进来,从而保持室内的空气环境符合卫生标准的需要,这一过程就叫“通风”。根据空气流动的动力不同,通风方式可分为自然通风和机械通风两种。所谓自然通风,就是依靠室内外空气所产生的热压和风压作用而进行的通风;所谓机械通风,就是依靠风机作用而进行的通风。

建筑通风分为自然通风与机械通风。自然通风是在不消耗人工能源的情况下,利用风压或/和热压来实现建筑内部的空气流通和置换;机械通风则主要是靠通风设施提供动力实现室内的空气流动。做好通风,就是要通过各种技术手段使建筑内外空气具有较好的流通效果,但它离不开建筑师与设备师的密切配合。做好自然通风,建筑师应起到主导作用,如建筑朝向考虑、房间布局、开口设置、风路设计,结构设计等;做好机械通风,设备师的作用更为关键。

二、建筑中的自然通风原理

3 建筑自然通风的节能原理

我国属大陆性季风气候,年气温相差较大,冬暖夏热是中国气候的主要特点。随着人们生活水平的不断提高,对建筑热舒适性的要求亦越来越高,采暖和空调的使用越来越普遍。随着空调技术的不断发展,人们越来越能主动地控制室内环境,创造前所未有的室内舒适环境要。然而使用空调必须消耗大量的能源,同时,空调的广泛使用,对人体健康造成了各种负面影响。给建筑以适当的自然通风,是减少使用空调负面影响的有效方法之一,它可以降低空调耗电量,进而降低生产这些电能的不可再生资源的消耗量和CO向大气的排放量;对人体而言,自然通风可减少“空调病”和各种通过空气传播的疾病的发病率。在这样的背景下,把自然通风这种传统建筑生态技术,重新引回现代建筑中,有着比以往更为重要的意义。

自然通风是一种最古老、最节能的通风方法。它是改善室内空气品质的最基本方法,也是增强室内热舒适的方法之一,更是减低建筑空调负荷的免费措施之一。自然通风是在压差推动下的空气流动。根据压差形成的机理,自然通风可以分为风压作用下的通风和热压作用下的自然通风。在具有良好的外部风环境的地区,风压可作为实现自然通风的主要手段。在我国大量的非空调建筑中,利用风压促进建筑的室内空气流通,改善室内的空气环境质量,是一种常用的建筑处理手段。风洞试验表明:当风吹向建筑时,因受到建筑的阻挡,会在建筑的迎风面产生正压力。同时,气流绕过建筑的各个侧面及背面,会在相应位置产生负压力。风压通风就是利用建筑的迎风面和背风面之间的压力差实现空气的流通。压力差的大小与建筑的形式、建筑与风的夹角以及建筑周围的环境有关。当风垂直吹向建筑的正立面时,迎风面中心处正压最大,在屋角和屋脊处负压最大。另外,伯努利流体原理显示,流动空气的压力随其速度的增加而减小,从而形成低压区。依据这种原理,可以在建筑中局部留出横向的通风通道,当风从通道吹过时,会在通道中形成负压区,从而带动周围空气的流动,这就是管式建筑的通风原理。通风的管式通道要在一定方向上封闭,而在其他方向开敞,从而形成明确的通风方向。这种通风方式可以在大进深的建筑空间中达到较好的通风效果。利用热空气上升的原理,在建筑上部设排风口可将污浊的热空气从室内排出,而室外新鲜的冷空气则从建筑底部被吸入。热压作用与进、出风口的高差和室内外的温差有关,室内外温差和进、出风口的高差越大,则热压作用越明显。在建筑设计中,可利用建筑物内部贯穿多层的竖向空腔――如楼梯间、中庭、拔风井等满足进排风口的高差要求,并在顶部设置可以控制的开口,将建筑各层的热空气排出,达到自然通风的目的。与风压式自然通风不同,热压式自然通风更能适应常变的外部风环境和不良的外部风环境。

建筑物中的自然通风在实现原理上有由“风压”和“热压”引起的空气流动。在实践中,往往由于条件所限制,单纯利用风压或热压不能满足通风需要,因此又可以有风压和热压结合,甚至采用机械辅助自然通风。

4 建筑自然通风的节能设计

1、利用风压作用形成的自然通风

4.1 建筑布局的设计

利用风压作用形成的自然通风是由来自室外风速形成的“压差”和建筑表面的洞口间位置及温度造成的“温差”形成的室内外空气流动。风洞试验表明:当风吹向建筑时,因受到建筑的阻挡,会在建筑的迎风面产生正压力。同时,气流绕过建筑的各个侧面及背面,会在相应位置产生负压力。风压通风就是利用建筑的迎风面和背风面之间的压力差实现空气的流通。压力差的大小与建筑的形式、建筑与风的夹角以及建筑周围的环境有关。当风垂直吹向建筑的正立面时,迎风面中心处正压最大,在屋角和屋脊处负压最大

建筑群的布局对自然通风的影响效果很大。考虑单体建筑得热与防止太阳过度辐射的同时,应该尽量使建筑的法线与夏季主导风向一致;然而对于建筑群体,若风沿着法线吹向建筑,会在背风面形成很大的漩涡区,对后排建筑的通风不利。在建筑设计中要综合考虑这两方面的利弊,根据风向投射角(风向与房屋外墙面法线的夹角)对室内风速的影响来决定合理的建筑间距,同时也可以结合建筑群体布局的改变以达到缩小间距的目的。由于前幢建筑对后幢建筑通风的影响,因此在单体设计中还应该结合总体的情况对建筑的体型,包括高度、进深、面宽乃至形状等实行一定的控制。

2、热压作用下的自然通风

4.2 围护结构开口的设计

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