1、自然通風(fēng)設(shè)計(jì)原理自然通風(fēng)設(shè)計(jì)原理 - -與實(shí)例分析與實(shí)例分析 總序總序自然通風(fēng)原理建筑設(shè)計(jì)中的自然通風(fēng)應(yīng)用實(shí)例分析建筑設(shè)計(jì)中的自然通風(fēng)應(yīng)用實(shí)例分析自然通風(fēng)原理自然通風(fēng)的概念及優(yōu)缺點(diǎn)自然通風(fēng)的概念及優(yōu)缺點(diǎn)自然通風(fēng) 自然通風(fēng)是指利用建筑物內(nèi)外空氣的密度差引起的熱壓或室外大氣運(yùn)動(dòng)引起的風(fēng)壓來(lái)引進(jìn)室外新鮮空氣達(dá)到通風(fēng)換氣作用的一種通風(fēng)方式。它不消耗機(jī)械動(dòng)力，同時(shí)，在適宜的條件下又能獲得巨大的通風(fēng)換氣量，是一種經(jīng)濟(jì)的通風(fēng)方式。自然通風(fēng)在一般的居住建筑、普通辦公樓、工業(yè)廠房（尤其是高溫車(chē)間）中有廣泛的應(yīng)用，能經(jīng)濟(jì)有效的地滿(mǎn)足室內(nèi)人員的空氣品質(zhì)要求和生產(chǎn)工藝的一般要求。自然通風(fēng)的優(yōu)勢(shì)降低能耗提高空間利用率提

2、高舒適度經(jīng)濟(jì)且無(wú)設(shè)備噪音自然通風(fēng)的局限依靠自然力受室外空氣品質(zhì)制約01自然通風(fēng)技術(shù)的原理自然通風(fēng)技術(shù)的原理風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)熱壓作用下的自然通風(fēng)風(fēng)壓和熱壓共同作用下的自然通風(fēng)1.機(jī)械輔助式自然通風(fēng)02 當(dāng)風(fēng)吹向建筑時(shí),因受到建筑的阻擋,會(huì)在建筑的迎風(fēng)面產(chǎn)生正壓力。同時(shí),氣流繞過(guò)建筑的各個(gè)側(cè)面及背面,會(huì)在相應(yīng)位置產(chǎn)生負(fù)壓力。風(fēng)壓通風(fēng)就是利用建筑的迎風(fēng)面和背風(fēng)面之間的壓力差實(shí)現(xiàn)空氣的流通。建筑物立面氣流分布圖建筑物平面氣流分布圖1.1.風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng) 建筑要良好的自然通風(fēng)就要有較大的風(fēng)壓，由上式可以看出，較大的風(fēng)壓就要有較大的風(fēng)速和室外空氣密度。而室外空氣密度，與室外環(huán)

3、境溫度和濕度密切相關(guān)。因此影響風(fēng)壓通風(fēng)的的氣候因素包括：空氣溫度、相對(duì)濕度、空氣流速。 此外，影響風(fēng)壓通風(fēng)效果的還有建筑物進(jìn)出風(fēng)口的面積、開(kāi)口位置以及風(fēng)向和開(kāi)口的夾角。當(dāng)處于正壓區(qū)的開(kāi)口與主導(dǎo)風(fēng)向垂直，開(kāi)口面積越大，通風(fēng)量就越大。 熱壓是室內(nèi)外空氣的溫度差引起的。由于溫度差的存在,室內(nèi)外密度差產(chǎn)生,沿著建筑物墻面的垂直方向出現(xiàn)壓力梯度。如果室內(nèi)溫度高于室外,建筑物的上部將會(huì)有較高的壓力,而下部存在較低的壓力。當(dāng)這些位置存在孔口時(shí),空氣通過(guò)較低的開(kāi)口進(jìn)入,從上部流出。如果室內(nèi)溫度低于室外溫度,氣流方向相反。即利用室內(nèi)外空氣溫差所導(dǎo)致的空氣密度差和進(jìn)出風(fēng)口的高度差來(lái)實(shí)現(xiàn)通風(fēng)。即通常所說(shuō)的“煙囪效應(yīng)

4、”。熱壓計(jì)算公式：式中： 熱壓 進(jìn)出口中心線間的高差 室內(nèi)空氣密度 室外空氣密度2.2.熱壓作用下的自然通風(fēng)熱壓作用下的自然通風(fēng)e()iPhheiP 由上式可知，影響熱壓通風(fēng)效果的主要因素為進(jìn)出風(fēng)口的高度差和室內(nèi)外的空氣密度差。 在實(shí)際中,建筑師們多采用煙囪、通風(fēng)塔、天井中庭等形式,為自然通風(fēng)的利用提供有利的條件,使得建筑物能夠具有良好的通風(fēng)效果3.3.風(fēng)壓和熱壓共同作用下的自然通風(fēng)風(fēng)壓和熱壓共同作用下的自然通風(fēng) 在實(shí)際建筑中的自然通風(fēng),是風(fēng)壓和熱壓共同作用的結(jié)果,兩種作用，有時(shí)相互加強(qiáng)，有時(shí)相互抵消。由于風(fēng)壓受到天氣、室外風(fēng)向、建筑物形狀、周?chē)h(huán)境等因素的影響,風(fēng)壓與熱壓共同作用時(shí),并不是簡(jiǎn)

5、單的線性疊加。因此,建筑師要充分考慮各種因素,使風(fēng)壓和熱壓作用相互補(bǔ)充,密切配合使用,實(shí)現(xiàn)建筑物的有效自然通風(fēng)。 在一些大型建筑中,由于通風(fēng)路徑較長(zhǎng),流動(dòng)阻力較大,單純依靠自然風(fēng)壓與熱壓,往往不足以實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。而對(duì)于空氣污染和噪聲污染比較嚴(yán)重的城市,直接的自然通風(fēng)還會(huì)將室外污濁的空氣和噪聲帶入室內(nèi),不利于人體健康。在這種情況下,常常采用一種機(jī)械輔助式的自然通風(fēng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)有一套完整的空氣循環(huán)通道,輔以符合生態(tài)思想的空氣處理手段(如土壤預(yù)冷、預(yù)熱、深井水換熱等),并借助一定的機(jī)械方式加速室內(nèi)通風(fēng)。 與完全自然通風(fēng)相比,雖然建筑內(nèi)局部作為輔助動(dòng)力的機(jī)械裝置要消耗一定的能源,但通過(guò)這種裝置重新組織

6、氣流,甚至在局部“強(qiáng)迫”氣流改向,可以使自然通風(fēng)達(dá)到更好的效果4.4.機(jī)械輔助式自然通風(fēng)機(jī)械輔助式自然通風(fēng)自然通風(fēng)原理實(shí)例分析建筑設(shè)計(jì)中的自然通風(fēng)應(yīng)用機(jī)械輔助式自然通風(fēng)案例機(jī)械輔助式自然通風(fēng)案例 英國(guó)諾丁漢大學(xué)朱比麗分校英國(guó)諾丁漢大學(xué)朱比麗分校建筑規(guī)模：占地面積12萬(wàn)平米，建筑面積4.1萬(wàn)平米。獲獎(jiǎng)情況：英國(guó)皇家建筑師協(xié)會(huì)雜志的年度可持續(xù)性獎(jiǎng)項(xiàng)建筑功能：信息中心、教學(xué)中心、服務(wù)中心朱比麗校園設(shè)計(jì)所采用的通風(fēng)策略可以稱(chēng)作：熱回收低壓機(jī)械式自然通風(fēng)，它是一種混合系統(tǒng)，即在充分利用自然通風(fēng)的基礎(chǔ)上即在充分利用自然通風(fēng)的基礎(chǔ)上輔以有效的機(jī)械通風(fēng)裝置輔以有效的機(jī)械通風(fēng)裝置。 在面湖立面的地面層設(shè)計(jì)許多通

7、風(fēng)百葉通風(fēng)百葉，水面對(duì)于風(fēng)起冷卻的效應(yīng)，整個(gè)氣流穿過(guò)中庭空間，最后流竄到背立面的八個(gè)樓梯間，由所謂的“煙囪效應(yīng)煙囪效應(yīng)”讓使用過(guò)的氣流上升穿過(guò)整個(gè)圓形、類(lèi)似煙囪的樓梯間，最后經(jīng)由一個(gè)3.5公尺高的鋁制風(fēng)斗風(fēng)斗（windvane）排放出去，完成整個(gè)低耗能，被動(dòng)式的空氣循環(huán)動(dòng)作。風(fēng)斗風(fēng)斗 它可以在風(fēng)速240m/s之間順利運(yùn)作，由周?chē)諝饬鲃?dòng)所產(chǎn)生的真空效應(yīng)真空效應(yīng)，讓室內(nèi)空氣可以自然的被吸拔出來(lái)，也因?yàn)槲膊坑幸粋€(gè)類(lèi)似擾流板的構(gòu)造，讓風(fēng)斗永遠(yuǎn)隨著不同的風(fēng)向轉(zhuǎn)動(dòng)隨著不同的風(fēng)向轉(zhuǎn)動(dòng)，除了是一個(gè)風(fēng)向旗之外，也讓排氣的一端永遠(yuǎn)處在下風(fēng)處。建筑設(shè)計(jì)中的自然通風(fēng)應(yīng)用自然通風(fēng)原理實(shí)例分析一般建筑通風(fēng) 01PART

8、一般建筑通風(fēng) 一般建筑的自然通風(fēng)往往直接利用外窗進(jìn)行空氣交換的方式。同時(shí)利用熱壓通風(fēng) 進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)。 一般建筑通風(fēng) 滬上生態(tài)家 滬上生態(tài)家有機(jī)的融合了江南建筑韻味與海派建筑元素，并響應(yīng)本屆世博會(huì)“低碳世博”的核心理念，合理利用屋頂、墻體、室內(nèi)立體綠化進(jìn)行了一系列的新能源的應(yīng)用、節(jié)能減排的低碳生態(tài)新理念，立足上海的城市、人文、氣候特征，通過(guò)“風(fēng)、光、影、綠、廢”五種主要“生態(tài)”元素的構(gòu)造與技術(shù)設(shè)施的一體化設(shè)計(jì)，成功反映了中國(guó)上海的未來(lái)綠色建筑理念 一般建筑通風(fēng) -穿堂風(fēng) 滬上生態(tài)家，迎合上海夏季主導(dǎo)季風(fēng)方向，面南朝北條狀布置，并且在建筑中設(shè)置多路橫向貫穿風(fēng)道，增強(qiáng)通風(fēng)效果，實(shí)現(xiàn)舒適的室內(nèi)風(fēng)環(huán)境并

9、減少夏季空調(diào)運(yùn)行時(shí)間。在入口等候區(qū)域，運(yùn)用了挑高挑空的通透設(shè)計(jì)，引入陣陣穿堂風(fēng)給參觀者帶來(lái)涼爽的感受。 -風(fēng)籠白色鏤空嵌滿(mǎn)藤蔓植物的中庭風(fēng)籠，是根據(jù)流體力學(xué)“嵌”在整座建筑之中的“生態(tài)核”，由于其獨(dú)特的螺旋造型，當(dāng)展館的屋頂被打開(kāi)之后，由于流體力學(xué)的原理，可以讓室外的風(fēng)不斷注入館內(nèi)，對(duì)四面八方的風(fēng)進(jìn)行“優(yōu)化組合”，并通過(guò)植物過(guò)濾凈化系統(tǒng)，使得室內(nèi)空氣保持暢通清新 一般建筑通風(fēng) -老虎窗 滬上生態(tài)家的屋頂最顯眼的就是一排整齊的“老虎窗”，這是老上海石庫(kù)門(mén)房子的典型標(biāo)志，在上海俗語(yǔ)中，一種開(kāi)在屋頂上的天窗。 這是自然通風(fēng)的一個(gè)重要通道，使建筑內(nèi)部原本由于參觀時(shí)期人流眾多者而導(dǎo)致的渾濁空氣回歸清新。

10、與此同時(shí)，自然風(fēng)帶來(lái)的涼爽還能降低空調(diào)的使用時(shí)間以及節(jié)約能耗。 02PART大空間建筑通風(fēng) 大體量的建筑空間僅靠熱壓通風(fēng)效果并不明顯，常與風(fēng)壓通風(fēng)一起發(fā)揮作用。在大空間出風(fēng)口的上部常設(shè)有阻流式封蓋板，其作用除用來(lái)遮擋保護(hù)出風(fēng)口，還由于其高于出風(fēng)口一定距離，設(shè)計(jì)成中部向下凸出的形式，形成文丘里效應(yīng)。 在進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，由于空間規(guī)模及使用性質(zhì)不同，進(jìn)風(fēng)口也選用了不同形式（一般進(jìn)風(fēng)口在建筑下部）。漢諾威26號(hào)展廳生態(tài)型大跨建筑通風(fēng) 簡(jiǎn)介： 建筑師： 托馬斯赫爾佐格 設(shè)計(jì)與建造日期：1995-1996 地點(diǎn)： 德國(guó)漢諾威 主要特征: 一長(zhǎng)200m，寬116m，布置成三跨；二為 貿(mào)易展覽會(huì)組DMAG設(shè)計(jì)

11、；三體現(xiàn)世博會(huì)“人-自然-技術(shù)” 的主題。整個(gè)建筑外觀是一種獨(dú)具藝術(shù)性的技術(shù)，是建筑結(jié)構(gòu)和對(duì)環(huán)境中可持續(xù)發(fā)展的能量形式進(jìn)行優(yōu)化開(kāi)發(fā)的完美體現(xiàn)。設(shè)計(jì)的目的之一是，開(kāi)發(fā)一種大尺度建筑幾何造型，使其綜合以下特點(diǎn)：-具有適應(yīng)大跨度空間的理想形式的懸掛屋面結(jié)構(gòu)。-具有代表性的斷面形狀，使功能性的空間高度足以呼應(yīng)大廳的巨大面積，同時(shí)能 -提供一個(gè)自然通風(fēng)的必要高度，從而保證了熱量上升的構(gòu)造效果得以充分發(fā)揮。建筑物的大面積區(qū)域允許自然光線進(jìn)入，但同時(shí)又可避免日光的直射。明亮但不耀眼的光線是創(chuàng)造整個(gè)大廳空間品質(zhì)的關(guān)鍵所在。生態(tài)型大跨建筑通風(fēng) 該建筑的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)出建筑形式、技術(shù)與功能的統(tǒng)一。懸掛式屋面結(jié)構(gòu)為建

12、筑提供了大面積的無(wú)柱空間，剖面設(shè)計(jì)保證建筑的空間可以擺放大尺度的展品。坡起的造型具備很好的拔風(fēng)效果利于組織室內(nèi)自然通風(fēng)。立面4.7m處設(shè)置了通風(fēng)口，新鮮空氣進(jìn)入室內(nèi)均勻散布到地面，經(jīng)人流活動(dòng)等加熱后上升到屋脊處排出，屋脊的通風(fēng)口設(shè)有可開(kāi)啟的折板，可根據(jù)風(fēng)向調(diào)整角度，確保有效通風(fēng)。此舉使該建筑在空調(diào)節(jié)能方面的投資費(fèi)用節(jié)省了50%生態(tài)型大跨建筑通風(fēng) 漢諾威26號(hào)大廳 通風(fēng)示意圖 文丘里效應(yīng)的原理是當(dāng)風(fēng)吹過(guò)阻擋物時(shí)，在阻擋物的背風(fēng)面附近氣壓相對(duì)較低，從而產(chǎn)生吸附作用并導(dǎo)致空氣的流動(dòng)。 26號(hào)館是充分利用文丘里效應(yīng)“制造”自然通風(fēng)的典范。生態(tài)型大跨建筑通風(fēng) 03高層建筑通風(fēng)高層建筑實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的技術(shù)措施包括朝向、形體、空間、細(xì)部設(shè)計(jì)。體形方面：豎向及平面的錯(cuò)位、局部凹進(jìn)設(shè)計(jì)空間方面：中庭設(shè)計(jì)、下沉空間、架空空間的利用、空間的開(kāi)合等細(xì)部設(shè)計(jì)：通風(fēng)塔、通風(fēng)豎井、合理開(kāi)窗、導(dǎo)風(fēng)構(gòu)造等高層建筑通風(fēng) PART高層建筑通風(fēng) 01GSWGSW總部大樓總部大樓 一一個(gè)隨著氣候和光線隨時(shí)變化表情的建筑個(gè)隨著氣候和光線隨時(shí)變化表情的建筑