自然通风现行规范要求
6.2.4 采用自然通风的生活、工作的房间的通风开口有效面积不应 小于该房间地板面积的5%；厨房的通风开口有效面积不应小于 该房间面积的10%，并不得小于0.60㎡。 6.2.5 自然通风设计时，宜对建筑进行自然通风潜力分析，依据气 候条件确定自然通风策略并优化建筑设计。 6.2.6 采用自然通风的建筑，自然通风量的计算应同时考虑热压及 风压的作用。 6.2.7 热压作用的通风量，宜按下列方式确定： 1. 室内发热量较均匀、空间形式较简单的单层大空间建筑，可采 用简化计算方法确定； 2. 住宅和办公建筑中，考虑多个房间或多个楼层之间的通风，可 采用多区域网络法进行计算； 3. 建筑体型复杂或室内发热量明显不均的建筑，可以计算流体动 力学（CFD）数值模拟方法确定。
自然通风技术的原理
2.热压作用下的自然通风 热压是室内外空气的温度差引起的。由于温度差的存在,室内 外密度差产生,沿着建筑物墙面的垂直方向出现压力梯度。如果 室内温度高于室外,建筑物的上部将会有较高的压力,而下部存在 较低的压力。当这些位置存在孔口时,空气通过较低的开口进入, 从上部流出。如果室内温度低于室外温度,气流方向相反。即利 用室内外空气温差所导致的空气密度差和进出风口的高度差来 实现通风。即通常所说的“烟囱效应”。 热压计算公式：
P h( e i )
式中： P ——热压 i ——室内空气密度
h ——进出口中心线间的高差 e ——室外空气密度
自然通风技术的原理
由上式可知，影响热压通 风效果的主要因素为进出风口 的高度差和室内外的空气密度 差。 在实际中,建筑师们多采 用烟囱、通风塔、天井中 庭等形式,为自然通风的利 用提供有利的条件,使得建 筑物能够具有良好的通风 效果
建筑设计中自然通风的实现
• 6.屋顶的自然通风 通风隔热屋面通常有以下两种方式： （1）在结构层上部设置架空隔热层。这种做法把通风层 设置在屋面结构层上，利用中间的空气间层带走热量，达到 屋面降温的目的，另外架空板还保护了屋面防水层。 （2）利用坡屋顶自身结构，在结构层中间设置通风隔热 层，也可得到较好的隔热效果
自然通风现行规范要求
2. 当采用常规自然通风难以排除建筑内的余热、余湿或污染物 时，可采用屋顶无动力风帽装置，无动力风帽的接口直径宜 与其连接的风管管径相同； 3.当建筑物利用风压有局限或热压不足时，可采用太阳能诱导等 通风方式。
建筑设计中自然通风的实现
现代建筑设计中实现自然通风的方式主要有以下几点： • • • • • • • • 1.建筑体型与建筑群的布局的设计 2.围护结构开口的设计 3.注重“穿堂风”的组织 4.拔风井 5.通风墙体 6.屋顶的自然通风 7.双层玻璃幕墙围护结构 8.太阳能强化自然通风
自然通风技术的原理
建筑要良好的自然通风就要有较大 的风压，由上式可以看出，较大的 风压就要有较大的风速和室外空气 密度。而室外空气密度，与室外环 境温度和湿度密切相关。因此影响 风压通风的的气候因素包括： 空气温度、相对湿度、空气流速。 此外，影响风压通风效果的还有 建筑物进出风口的面积、开口位置 以及风向和开口的夹角。当处于正 压区的开口与主导风向垂直，开口 面积越大，通风量就越大。
自然通风的优势 • 降低能耗 • 提高空间利用率 • 提高舒适度 • 经济且无设备噪音
自然通风的局限 • 依靠自然力 • 受室外空气品质制约
自然通风的概念及优势
自然通风是一项古老的技术，与复杂、耗能的空调技术相 比，自然通风是能够适应气候的一项廉价而成熟的技术措 施。通常认为自然通风具有三大主要作用： （1）提供新鲜空气； （2）生理降温； （舒适自然通风） （3）释放建筑结构 中蓄存的热量。 （夜间通风）
建筑设计中自然通风的实现
• 5.通风墙体 通风墙体即将需要隔热的外墙 做成带有空气间层的空心夹层 墙,并在下部和上部分别开有进 风口和出风口。通风间层厚度 一般为30～100mm。夹层内的 空气受热后上升,在内部形成压 力差,带动内部气流运动,从而可以带走内部的热量和潮气。 外墙加通风间层后,其内表面温度可大幅度降低，而且日辐 射照度愈大,通风空气间层的隔热效果愈显著,故对东西向墙 更为明显。如图所示是通风墙体的示意图和典型构造做法。
自然通风技术的原理
自然通风技术的原理
4.机械辅助式自然通风 在一些大型建筑中,由于通风路径较长,流动阻力较大,单纯 依靠自然风压与热压,往往不足以实现自然通风。而对于空气 污染和噪声污染比较严重的城市,直接的自然通风还会将室外 污浊的空气和噪声带入室内,不利于人体健康。在这种情况下, 常常采用一种机械辅助式的自然通风系统。该系统有一套完 整的空气循环通道,辅以符合生态思想的空气处理手段(如土 壤预冷、预热、深井水换热等),并借助一定的机械方式加速 室内通风。
自然通风技术的原理
利用双层围护结构自然通风
自然通风现行规范要求
《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》 GB50736-2012 6.2.1 利用自然通风的建筑在设计时，应符合下列规定： 1.利用穿堂风进行自然通风的建筑，其迎风面与夏季最多风 向宜成60°~90°角，且不应小于45°，同时应考虑可利用 的春秋季风向以充分利用自然通风： 2.建筑群平面布置应重视有利自然通风因素，如优先考虑错 列式、斜列式等布置形式。 6.2.2 自然通风应采用阻力系数小、噪声低、易于操作和维修的 进排风口或窗扇。严寒寒冷地区的进排风口还应考虑保温措施 。 6.2.3 夏季自然通风用的进风口，其下缘距室内地面高度不宜大 于1.2m。自然通风进风口应远离污染源3m以上；冬季自然通 风用的进风口，当其下缘距室内地面的高度小于4m时，宜采取 防止冷风吹向人员 活动区的措施。
自然通风技术的原理
与完全自然通风相比,虽然建筑内局部作为辅助动力的机械装 置要消耗一定的能源,但通过这种装置重新组织气流,甚至在 局部“强迫”气流改向,可以使自然通风达到更好的效果
自然通风技术的原理
5.利用双层维护结构自然通风 双层维护结构是当今生态建筑中所普遍采用的一项先 进技术,被誉为“可呼吸的皮肤”。双层维护结构一般由双层玻 璃 或三层玻璃组成,在两层玻璃之间留有一定宽度的空隙形成空气 夹层,并配有可调节的深色百页。在冬季,空气夹层和百页可以 形成一个利用太阳能加热空气的装置,提高建筑外墙表面温度, 有利于建筑的保温采暖;在夏季,则可以利用热压原理将热空气 不断从夹层上部排出,达到降温的目的。对于高层建筑来说,直 接对外开窗容易造成紊流,不易控制,而双层维护结构则能够很 好的解决这一问题。
建筑设计中自然通风的实现
• 1.建筑体型与建筑群的布局的设计 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。
建筑设计中自然通风的实现
• 7.双层玻璃幕墙围护结构 其通风原理是在两层玻璃幕墙之间留一个空腔，空腔的两 端有可以控制的进风口和出风口。在冬季护结构表 面的温度；夏季，打开进出风口，利用“烟囱效应”在空 腔内部实现自然通风，使玻璃之间的热空气不断的被排走 ，达到降温的目的。双层玻璃幕墙在保持外形轻盈的同时 ，能够很好地解决高层建筑中过高的风压和热压带来的风 速过大造成的紊流不易控制的问题，能解决夜间开窗通风 担心安全问题，且可加强围护结构的保温隔热性能，并能 降低室内的噪音。在节能上，双层通风幕墙由于换气层的 作用，比单层幕墙在采暖时节约能源42％~52％，在制冷 时节约能源38％~60％，是解决建筑节能的一个新的方向 。
自然通风技术的原理
1.风压作用下的自然通风 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。
风压的计算公式：
PK
2 e
2g
——风速 e ——室外空气密度 式中：P——风压 g——重力加速度 K——空气动力系数
自然通风技术的原理
3.风压和热压共同作用下的自然 在实际建筑中的自然 通风,是风压和热压共同作用的 结果,两种作用，有时相互加强 ，有时相互抵消。由于风压受到 天气、室外风向、建筑物形状、 周围环境等因素的影响,风压与热 压共同作用时,并不是简单的线性 叠加。因此,建筑师要充分考虑各 种因素,使风压和热压作用相互补 充,密切配合使用,实现建筑物的 有效自然通风。
建筑设计中自然通风的实现
• 4.拔风井 拔风井利用烟囱效应,造成室内外空气的对流交换。英国 诺丁汉大学朱比丽分校是一个成功的生态建筑案例。在建筑 中结合楼梯间设计,在顶部集成机械抽风和热回收装置,完成 建筑的通风。在机械的辅助下,充分利用“烟囱效应”在建筑 内 部形成自然风循环。新鲜的空气通过处于风塔上部的机械抽 风装置被引入到风道中,然后进入到各层楼板的夹层空间,进 而进入到室内;而废气通过走道和楼梯间的低压抽风作用,最 终又回到风塔上部,再经过热回收或蒸发冷却装置,通过风斗 排出。
自然通风技术的原理
• 自然通风意义：通过有目的的开口,产生空气流动。 • 直接受影响：建筑外表面的压力分布和不同开口特点 • 压力分布提供动力，各开口的特点决定流动阻力 • 室内空气运动主要有2个原因:风压以及室内外空气密度。 其从动力来源上可分为完全自然通风和机械辅助自然通风2种 模式。 1. 2. 3. 4. 5. 风压作用下的自然通风 热压作用下的自然通风 风压和热压共同作用下的自然通风 机械辅助式自然通风 双层维护结构