8
§3.1 自然通风作用原理
Pb Pb Pb Pa gh w n
可知仅有热压作用时，窗孔内外的压差（即余压 ）是随高度 h 成线性增加的
室内向室外流动为正 由于a 窗进风，所以 Pxa < 0 由于b窗排风，所以 Pxb > 0 在某一高度上，有 Pxh = 0 中和面定义：室内外压力差为零的水平面 中和面以上的窗孔排风，距中和面越远，余压绝对值越大（+ ） 中和面以下的窗孔进风，距中和面越远，余压值绝对越大9（-
外廊式多层建筑在热压作用下的自然通风 16
§3.1 自然通风作用原理
3.1.2 风压作用下的自然通风
在建筑物迎风面，气流 受阻，部分动压转化为静压 ，静压值升高，风压为正， 称为正压；在建筑物的侧面 和背面由于产生局部涡流， 形成负压区，静压降低，风 压为负，称为负压。
风压系数
Pf
K
2 w
2
w
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§3.1 自然通风作用原理
Pb Pb Pb Po gh2 w n gh2 w n Pa Pa Pa Po gh1 w n gh1 w n
根据质量守恒定律：
qm A A FA 2PA W
qm B B FB 2PB n
h1 h2
Pa Pb
B FB 2 w AFA 2 n
3.3.1 建筑总平面规划 3.3.2 建筑形式的选择 3.3.3 工艺布置 3.3.4 避风天窗及风帽的设计 3.3.5 生态建筑的自然通风(不作要求 )
2
第3章 自 然 通 风
熟练掌握：热压、风压作用下的及热压与 风压共同作用下的自然通风原理。 掌握：工业厂房自然通风的设计性计计算 和校核性计算。
往往采用CFD或风洞模型实验的方法求取K值。
18
§3.1 自然通风作用原理
由于气流的撞击作用，在迎风面形成一个滞流区，该 处的静压力高于大气压力，处于正压状态。在正压区内气 流呈循环流动，在地面附近气流方向与主导风向相反。在 一般情况下，风向与该平面的夹角大于30°时，会形成正 压区。
室外气流发生建筑绕流时，在建筑物的顶部和后侧形 成弯曲循环气流。屋顶上部的涡流区称为回流空腔，建筑 物背风面的涡流区称为回旋气流区。这两个区域的静压力 均低于大气压力，形成负压区，我们把它们统称为空气动 力阴影区。
下的自然通风也就是所谓的“
烟囱效应”。
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§3.1 自然通风作用原理
多
层
建
筑
的
大中和面
热 压
引
起
的
自
然
小中和面 通 风
12
H h
§3.1 自然通风作用原理
热压作用模拟的建筑模型
每层有上下两个开口
13
室 内 空 气 速 度 分 布
14
室内空气温度分布
15
§3.1 自然通风作用原理
如果建筑物内没有“烟囱”（与室外有联系的竖向通 道），也就没有相应的“烟囱效应”。
3.1.3 热压与风压联合作用下的自然通风
窗孔内外的压差
P Px Pf
w
P
xb
Kb b
Pa
Pxa
Ka
2 w
2
w
tw
w
Ka
a
h
t
nn
P xa
Pb
Pxb
K
b
2 w
2
w
Pxa
hg( w
n)
K
b
2 w
2
23w
§3.1 自然通风作用原理
风压热压同时作用时的孔口内外压差
• 风压和热压共同作用，有时互相加强，有时相互抵消 • 两者相互作用下的通风机理还待研究，目前将两者的
P Pb Pa ghw n ——即热压
热压的定义：由室内外空气温差在不同高度通风口
间造成的空气流动作用压头
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§3.1 自然通风作用原理
2.余压
定义：用 Px 表示 室内某一点的压力与
室外同标高未受干扰的空 气压力的差值
注意：热压和余压的区别 热压——两窗孔之间的压差， ΔPb- ΔPa
在仅有热压作用时，窗孔内外的压差即等于该水平 面的余压 ΔPa=Pxa， ΔPb=Pxb
第3章 自 然 通 风
3.1 自然通风作用原理
3.1.1 热压作用下的自然通风 3.1.2 室外风压作用下的自然通风 3.1.3 热压与风压联合作用下的自然通
3.2 工风业厂房自然通风的计算
3.2.1 设计性计算的步骤 3.2.2 校核性计算的步骤
1
第3章 自 然 通 风
3.3 自然通风与建筑设计
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§3.1 自然通风作用原理
建
筑
物
在
风
力
作 a）平屋顶建筑（立剖面） b）倾角30°坡屋顶建筑（立剖面）
用
下
的
压
力
分
布
c）倾角45°坡屋顶建筑（立剖面）
d）建筑平面图 20
§3.1 自然通风作用原理
热压作用下的自然通风
21
§3.1 自然通风作用原理
室外风压作用下的自然通风
22
§3.1 自然通风作用原理
10
§3.1 自然通风作用原理
2 多层建筑
如果是一多层建筑物，仍设
室内温度高于室外温度，则室
外空气从下层房间的外门窗缝
隙或开启的洞口进入室内，经
内门窗缝隙或开启的洞口进入
楼内的垂直通道向上流动，最
后经上层的内门窗缝隙或开启
的洞口和外墙的窗、阳台门缝
或开启的洞口排至室外。这就
形成了多层建筑物在热压作用
理解：自然通风与建筑设计。
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第3章 自 然 通 风
▪自然通风定义
➢什么是自然通风? 利用自然的手段(风压、热压等)将室外空气不经过
空调处理就引入室内以达到维持室内空气舒适性的方法
➢目的 带走热湿量（保持室内热舒适性） 带入新风 (保持室内空气品质）
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第3章 自 然 通 风
▪ 自然通风的特点
▪ 优点 无能耗
相互作用简单考虑为线性叠加 • 一般来说建筑进深小的部位多利用风压直接通风，进
深大的部位利用热压通风
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§3.1 自然通风作用原理
热压与风压 究竟谁起主导作用呢？
建筑能耗占总能耗30％
▪ 缺点 难控制
空气品质好
机械通风空调：“病态建筑 ”
有时风量不足
解决办法：自然通风和机械 通风相结合，机械辅助自然通风
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§3.1 自然通风作用原理
只要建筑开口两侧存在压力差P，就会有空气流过开口。
ΔP 2
2
2ΔP
2ΔP
令 1 则
qm F
2P F
2P
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§3.1 自然通风作用原理
3.1.1 热压作用下的自然通风
建筑Байду номын сангаас同高度（高差h）上 有窗孔a、b
设：tn>tw,则：ρw>ρn
由水静力学公式得：
Pb Pa w gh Pb Pa n gh
b窗内外的作用压差（规定以室内向室外流动为正）
Pb Pb Pb Pa Pa ghw n Pa gh w n