m1——根据热源占地面积和地板面积之比值，按图7-12确定。 m2——根据热源高度，按表7-2（1）确定。 m3——根据热源的辐射散热量和总散热量之比值，按表7-2（2）确 定。
例7-1 某车间如图7-13所示，车间总余热量Q=582kJ/s，m=0.4。
F1 15m2 ,F3 15m2 1 3 0.6，2 0.4 空气动力系数K1=0.6，K2=0.4，K3=-0.3。室外风速vW=4m/s，室外空气温度 tw 26C ， 要求 室内工作区温度 tn tw 5C ， 1.0, 计算天窗面积 F2 。
Px0 ——中和面上的余压。 h1 h2 ——窗孔a、b至中和面的距离。
某一窗孔余压的绝对值与中和面至窗孔的距离有关。 中和面以下，余压为负， 中和面以上，余压为正。
三. 室外风压作用下的自然通风
迎风面：正压区 屋顶：回流空腔 背风面：回旋气流区
空气动力阴影区
风压：
和远处未受扰动的气流相比，由于风的作用在建筑物表面
1. 计算全面换气量 工作区温度
tn tw 5C 26 5 31C
上部排风温度
tp
tw
tn
tw m
26
31 26 0.4
38.5C
车间的平均温度
tnp
1 2
tn
tP
1 2
31
38.5
34.8C
全面换气量
G Q c tp tw
582
1.0138.5
26
46 .1k g
/
s
消除车间余热所需的全面进风量：
L
Q
c tp tw w
消除工作区余热所需的全面通风量：
L'
mQ
ctn tw w
tp
tw
tn
tw m
——进风有效系数。
车间m值的确定： m值的大小主要取决于热源的集中程度和热源布置，同时也取决
于建筑物的某些几何因素。 一般情况下，m值按下式计算：
m m1 m2 m3
K2
vw2 2
w
Px
9.81 10
0.034
(0.4) 9.45
Px
7.11
P3
Px3
Pf
3
Px
K3
vw2 2
w
Px
(0.3)
9.45
Px
2.84
由于窗孔1、3进风，均为负值，带入公式时，应取绝对值。
3. 确定 Px
根据空气平衡方程 G1 G3 G2 46.1kg / s
0.615 2 5.67 Px 1.181 0.615 2 2.84 Px 1.181 46.1
2．计算个窗孔的内外压差
w np 26 34.8 1.1811.147 0.034kg/ m3
室外风的动压
vw2 2
w
42 2
1.187
9.45 Pa
假设窗孔1的余压为Px，各窗孔的内外压差为:
P1
Px
Pf 1
Px
K1
vw2 2
w
Px
0.6
9.45
Px
5.67
P2
Px 2
Pf
2
Px
gh
保证排出口基本处于负压区内。 在自然排风系统的出口装设避风风帽可以增大系统的抽力。 有些阻力比较小的自然排风系统完全依靠风帽的负压克服系统的阻力。
避风风帽
采用风帽的自然排风系统
1－渐扩管；2－挡风圈；3－遮雨盖
用作全面通风的避风风帽
本章结束！
2、根据科研单位的研究实践，对于某些车间可用排风温度与夏
季通风计算温度差的允许值确定。
要保证室内工作区与室外温差小于等于5℃，排风温度与 室外温差不应超过10-12 ℃。
3、按有效热量系数计算
如果车间内工艺设备的总散热量为Q，其中直接散入工作区的那 部分热量为mQ，mQ称为有效余热量，m值称为有效热量系数。
一、自然通风的设计计算步骤
1、计算车间的全面换气量。
G Q c tp tj
2、确定窗孔的位置形式，分配进排风量。 3、计算窗孔的内外压差和窗孔的面积。
仅有热压作用时，先假定中和面的位置或某一窗孔的余压， 计算其他窗孔的余压；
热压风压同时存在时，可先假定一窗孔的余压，然后计算 其余窗孔的内外压差。
所形成的空气静压力变化称为风压。
Pf
K vw2 2
w
K ——空气动力系数
往往采用CFD或风洞 模型试验的方法求取K值。
风压单独作用下的自然通风
vw Pfa a
Pn Px
Pfb b
风力作用下的自然通风
在风压的单独作用下：
Pa Pna Pfa Pxa Pfa
四、风压、热压同时作用下的自然通风
w p
1
或
Fa Fb
h2 h1
2
中和面的位置影响进排风窗孔的面积。
二、车间排风温度的计算
1、 对于厂房高度不大于15m，室内散热源比较
均匀，而且散热量不大于116W/m2时，可用温度梯度
法计算排风温度。
t p tn h 2
——温度梯度，C / m
h ——排风天窗中心距地面的高度，m。
温度梯度的取值参见表7-1 。
纵向下沉式
横向下沉式天窗
天井式
特点：把部分屋面下移，放在屋架的下弦上，利用屋架本身的 高度形成天窗。
3.曲（折）线型天窗
天窗小，排风能力强。 具有构造简单、质量轻、施工方便、造价低等优点。
二、避风风帽 避风风帽安装在自然排风系统出口，它是利用风力造成的负压，加强
排风能力的一种装置。 特点：在普通风帽外围，增设一圈挡风圈，窗外风流吹过风帽时，可以
第七章 自然通风
通风系统的分类
机械通风系统 自然通风系统
1) 机械通风系统
通风机作用使空气流动，造成房间通风换气方法，称 为机械通风。
由于风机的风量和风压可根据需要确定，这种通风方 法能保证所需要的通风量，控制房间内的气流方向和速度， 并可对进风和排风进行必要的处理，使房间空气达到所要 求的参数。因此，机械通风方法得到了广泛应用。
解上式，得 Px 3.0Pa
4．计算天窗面积
F2 2
G2
2P2P 0.4
46.1
27.11 31.134
37.8m2
第三节 避风天窗及风帽
在普通天窗上增设挡风板，或者采取其他措施，保证天窗 排风口在任何风向下都处于负压区，这种天窗称为避风天窗。
一、避风天窗 1. 矩形天窗
矩形避风天窗
2. 下沉式天窗
假定中和面的位置，计算各窗孔的余压：
Pxa gh1 w np
Pxb gh2 w np
F G
G
G
v 2P 2P
Fa a
Ga
2gh1 w np w
Fb b
Gb
2gh2 w np p
根据风量平衡方程式，Ga Gb
近似认为 a b
则
Fa Fb
2
h2 h1
G L F 2P
一. 热压作用下的自然通风
如图所示，在建筑外围护结构的不同高度处有两个开口a与b， 它们的高差为h。假设室内温度为tn，密度为 ，n室外温度为tW， 密度为 ，且w 有 tn> tW即 n 。w同时，将开口外侧静压记为 Pa与 Pb，开口内侧静压记为 Pa’与 Pb’。则
开口a内外压力差为：
某一建筑物受到风压、热压 同时作用时，外围护结构各窗孔 的内外压差等于风压和热压单独 作用时窗孔内外压差之和。
Pa
Pxa
Ka
பைடு நூலகம்
vw2 2
w
Pb
Pxb
Kb
vw2 2
w
Pxa
hg
w n
Kb
vw2 2
w
为保证设计效果，实际计算时仅考虑热压，一般不考虑风压。
第二节 自然通风的计算
两类问题：设计计算 校核计算
影响热车间自然通风的因素：厂房型式、工艺设备布置、设备 散热量等等。
简化计算条件： （1）通风过程稳定，影响自然通风的因素不随时间变化； （2）车间温度为平均值； （3）同一水平面静压相等，沿高度方向符合流体静力学法则； （4）气流流动无阻挡； （5）不考虑局部气流的影响，热射流、通风气流到达排风窗孔前 已消散； （6）用封闭模型得出的空气动力系数适合有空气流动的孔口。
可见，空气将由开口b流出。如果tn和 tW 保持不变，则随着空气的流 出，室内静压逐渐降低，Pa 将由等于零变为小于零，空气将由开口a流 入，直至开口a的进风量等于开口b的排风量时，室内静压才保持稳定， 且有：
Pb Pa Pb Pa ghw n
二、余压的概念
余压：室内某一点的压力和室外同标高未受建筑物或其他物体 扰动的空气压力的差值称为该点的余压。
某窗孔的余压:
Px' Px Pa gh' w n Pxa gh' w n
热压作用下，余压沿高度变化。 中和面: 余压的计算：选定基准面，然后计算。
把中和面作为基准面，窗孔a的余压
Pxa Px0 h1w n g h1w n g
窗孔b的余压
Pxb Px0 h2 w n g h2 w n g
第一节 自然通风的作用原理
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自然通风和热压作用下的自然通风。
如果建筑物外墙上的窗孔两侧存在压力差 P ，就会有空气流过该窗 孔，空气流过窗孔时的阻力就等于 P 。
P v2 2
v 2P 2P
通过窗孔的空气量：
L vF F 2P
Pa Pa' Pa
开口b内外压力差为： Pb Pb' Pb