某建筑自然通风设计及其实验验证.pdf

清华大学刘加根李晓峰朱颖心

摘要自然通风作为一项改善建筑热环境，节约空调能耗的技术已经得到了建筑界的普

遍认可．采用自然通风可以取代或者部分取代空调制冷系统，一方面降低能耗，另一方面可

以提供新鲜清洁的自然空气，有利于人的身心健康．本文介绍了某一实际建筑的自然通风设

计以及实测验证，并基于实验结果和多区域网络模型构建出建筑通风模型，用以实时监测

建筑内热压自然通风状况．

关键词自然通风热压通风设计和验证多区域网络模型

０引言

室内环境控制系统设计包含空调系统设计和自然通风系统设计。在过渡季节，自然

通风作为被动式空调手段可以有效的减少空调能耗。按自然通风最基本的动力来源分为

风压通风和热压通风，风压通风的通风量大但是受室外气象条件的限制和影响比较显

著；而热压通风因为其稳定性可以作为自然通风的保障因素。

根据逐月日室外平均温度和室内设计温度分析北京地区的气候特点，如果依靠自然

通风可以将室内外温度控制在２．５＂Ｃ之内，那么全年仅依靠自然通风就可以去除全部负

荷的时间将从三个月延长到五个月。本文对北京某一建筑的建筑负荷进行了分析。在设

计过程中，为使室外温度较高、室内外温差较小时仍能够利用自然通风保证室内环境的

舒适性，采用最大限度利用自然通风方案，选取自然通风换气次数为１０次／ｈ，满足室

内外温差可以控制在２．５℃之内，仍利用自然通风冷却满足室内热舒适性要求。通风方

式上，该建筑采用分区通风策略，通过ＣＦＤ辅助模拟设计，确定采取风压通风策略区域，

其余区域采用热压自然通风并根据相关辅助模拟指导通风关键因素设计使得自然通风

效果满足设计要求。

在建筑落成基础上，采用。示踪气体法”和搿热球直接测量法”对实际建筑进行通

风性能测试并对设计进行回炉评价．对于熟压通风，在建筑内构建通风实测平台对通风

状况进行实时直接测量；而对于不稳定的风压通风，通过示踪气体法进行单点验证。最

后，考虑到长时间直接测量热压通风的测试条件限制，根据热压测量结果，使用多区域

网络模型构建出针对本建筑的实际热压通风区域模型，真正达到长时间直接监测建筑内

自然通风状况的目的。

本文针对自然通风的设计、测试及回炉评价的一个完整周期，给出一个实际建筑的

有益尝试，为其他建筑自然通风的设计提供参考。

１建筑的建筑通风设计、优化及建筑实现

１．１设计思路

随着建筑模拟辅助设计水平的不断提高，本建筑在模拟辅助设计方面做了相当的工

作，自然通风整体设计思路如下：１）根据建筑的负荷特点和应用要求，确定通风策略

和所需通风量；２）定量分析风压通风与熟压通风的效果，根据步骤１确定的风量确定

建筑的各开口尺寸和通风路径断面面积；３）使用相关模拟分析软件对通风设计进行优

化，最终确定自然通风方案。

１．２自然通风量的确定

分析北京地区气候特点可知，如果需要将全年依靠自然通风去除全部负荷的时间从

三个月延长到五个月，如图１．１北京逐月日间室外平均温度及室内是设计温度所示，需

２００７年全国通风技术交流天会论文寨３Ｓ

要自然通风将室内外温差控制２５＂Ｃ以冈，同时，根据建筑发计负荷酗Ｉ一２分析可知．

可毗满足控制要求，即室外温度不ｒ肾于２４Ｔｇ时，就可以利用自然通风冷却满足室内舒适

性要求。在３、４、５、９、１０五十片聚用自然面风方法维持室内热环境，昂大限度的近

长了自然通风时间【ｌ

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