通风工程(第3章).ppt

第3章　自然通风 3.1　自然通风作用原理 一、热压作用下的自然通风 二、风压作用下的自然通风 三、热压和风压联合作用下的自然通风 3.2 自然通风的计算 3.3　自然通风与建筑设计 注意： 前面讲的工程设计中常用的计算方法 现在有更准确区域（如EP）和场模型（CFD）方法，可以得到更准确的结果。 自然通风受到很多因素的影响： 　　气象条件、建筑平面规划、建筑形式、室内工艺布置、窗户形式和开窗面积、其它机械通风设备等。 　　确定设计方案时，通风、工艺和建筑各专业应密切配合，对有关问题综合考虑。 　　介绍一些可供参考的基本设计原则和经验。 建筑总平面规划 平面布局：错列式和斜列式较行列式和周边式好　 建筑方位，纵轴尽量布置成东西向，避免大面积的窗和墙受日晒的影响； 进风面一般与夏季主导风向成60～90°，不小于45°，并与避免西晒问题同时考虑； 建筑物之间有关尺寸保持适当比例。室外风吹过建筑物时，迎风面的正压区和背风面的负压区都会延伸一定的距离，为了保证较低矮的建筑物能正常进风和排风，各建筑之间有关的尺寸应保持适当的比例。 　 建筑形式 利用“穿堂风” 如果迎风面和背风面的外墙开孔面积占外墙总面积1/4以上，且建 筑内部阻挡较少时，室外气流横贯整个车间，形成所谓的“穿堂风”。应用穿堂风时，应将主要热源布置在夏季主导风向的下风侧　 散热大的车间尽量采用单层建筑，四周无遮挡。如为双层建筑，散热设备应布置在二层：　　 以自然通风为主的热车间，应尽量采用单跨厂房。必须用多跨时，应冷、热相间：　　 工艺布置 以热压为主进行自然通风的厂房，应将散热设备尽量布置在天窗的下方； 散热量大的热源，应尽量布置在厂房的外面； 如热源布置在厂房一侧靠外墙，尽量布置在二个进风口之间：　　 避风天窗及风帽设计 避风天窗 普通排风天窗的问题：迎风面窗孔会发生“倒灌” 解决办法：在天窗上增设挡风板，形成负压，　　　　　　　　　称为“避风天窗”　　 * * 自然通风－依靠室外大气运动产生的风压和室内外温度差　　　　　　 引起的热压使室内外空气流动所形成的通风。 特点 好－经济：不消耗动力、一般不设置管道和专门的通风设　　　　　　 备、有时可获得很大的通风量。 不好－室内空气流动难以比较满意、通风量难以人为控制。 影响因素 　　气象条件、房屋型式、室内布置和散热情况。 应用－主要是工业、民用建筑的全面通风，少量应用于热　　　　设备的局部排气系统。 如图：建筑物外墙上有窗孔，存在压力差ΔP ，空气流过孔口的流速v为： 通过窗孔的空气量： 或 在自然通风条件下，ΔP是怎样产生的？提高ΔP的途径？ 考虑一建筑有2个窗孔A、B，高度相差h，设tito(热车间)， 则ρoρi 。根据流体静力学原理： 讨论：（1）只开一个窗孔 →空气停止流动； 　　 （2）A、B同时开启 →A窗进风、B窗排风，风量相等。 　由于ΔPA0， 问题:　 只开一个窗孔 ，空气真的会停止流动？ 冷车间的情况？ 热压 密度差Δρ=ρo-ρi 高度差h 热压的概念 中和面　 定义：室内外任一高度压力相等（压差＝0）的水平面 由于： 又有： 所以： 中和面位置与开口面积、开口流量系数和室内外温度有关！ 多层建筑的热压引起的自然通风 大中和面 小中和面 H h 多层建筑的烟囱效应　 有烟囱效应 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”。 热压作用 模拟的建筑模型 每层有上下两个开口 室内空气速度分布 室内空气温度分布 杭州地铁七宝车辆段检修主厂房模型 高度1.5m温度分布 主厂房内不满足卫生标准的区域分布图 风压 　气流绕流建筑物时，建筑物四周的气流压力分布基本规律： 建筑表面相对于未受扰动气流的静压力变化称之为　　　　 风压 迎风面 动压↓ 、静压↑（正压） 侧面和背面 流动分离、涡流 →静压↓（负压） 空气动力学阴影区　 风压的计算 　风压按下式计算： 已知ΔPw后可以按（3-3）式计算风压作用下的自然通风量。 当孔口或缝隙的尺寸很小时，用下式计算： 采用CFD或风洞模型实验的方法求取K值 双层幕墙 春、秋季工况 双层幕墙建筑内部通风气流组织示意 计算网格 条缝宽度 200㎜ 条缝宽度 80㎜ 第13层为中和面，只需考虑风压作用，采用Energyplus软件 室外风速为1.5m/s时距离地面2m高度平面上的速度分布 热压和风压共同作用下的自然通风可以认为是代数叠加