建筑热工-建筑通风课件

建筑热工学建筑热工学目录绪论 建筑物理概述一、室内外热环境二、建筑的传热与传湿三、建筑保温与节能四、建筑隔热与通风五、建筑日照与遮阳目录绪论建筑物理概述一、室内外热环境二一风 的 形 成 和 特 征一风的形成和特征自然界的风是怎样形成的？分几种？各有什么特点？用什么指标来描述风的特性？跟建筑自然通风有关的气候参数有哪些？自然界的风是怎样形成的？分几种？各有什么特点？风之分类大气环流地球各纬度接收到的太阳辐射强度不同赤道附近地面受热，空气膨胀上升，向两极流动，在极地冷却下沉，向赤道回流风的流动促进了各地能量的均衡风之分类大气环流地球各纬度接收到的太阳辐射强度不同风之分类大气环流地球自转对空气流动产生地转偏向力，速度越大，转偏向力越大四个气压带三个环流四个风带长沙长沙风之分类大气环流地球自转对空气流动产生地转偏向力，速度越大风之分类季风冬季大陆强烈冷却，气压增高，季风从大陆吹向海洋夏季大陆强烈升温，气压降低，季风由海洋吹向大陆我国季风大部分来自热带海洋，呈东南风和南风风之分类季风冬季大陆强烈冷却，气压增高，季风从大陆吹向海洋风之分类地方风海陆风白天陆地受热升温比海洋快，近地的风从海洋吹向陆地，上空的风从陆地吹向海洋夜晚陆地散热降温比海洋快，近地的风从陆地吹向海洋，上空的风从海洋吹向陆地（江河湖海）长沙长沙风之分类地方风海陆风白天陆地受热升温比海洋快，近地的风从风之分类地方风山谷风白天山坡受太阳照射，温度升高，山谷受热少，温度低，近地的风从山谷吹向山坡，上空的风从山坡吹向山谷夜晚山坡向天空散热迅速，温度降低，山谷散热慢，温度高，近地的风从山坡吹向山谷，上空的风从山谷吹向山坡 长沙长沙风之分类地方风山谷风白天山坡受太阳照射，温度升高，山谷受风之成因大气环流：造成全球各地差异赤道和两极的温差和地转偏向力造成季风：造成季节差异，以年为周期海陆间季节温差造成地方风：造成局部差异，以一昼夜为周期如海陆风、山谷风、庭院风、巷道风等地方性地貌条件不同引起温差造成风由温差造成，温差由太阳辐射引起广州广州风之成因大气环流：造成全球各地差异广州风之特性风向（风玫瑰图）福州主导风向：夏季东南风，冬季东北风。实线为常年风，虚线夏季。广州风之特性风向（风玫瑰图）福州主导风向：夏季东南风，冬季东北我国风向分区图季节变化区主导风向区全年西风主导风向区冬季西风夏季东风主导风向区全年西南风无主导风向区准静风区我国风向分区图季节变化区主导风向区主导风向区主导风向区无主导风之特性风速近地处风速为近地处风速为0 0，风速沿高度幂函数增长：，风速沿高度幂函数增长：风之特性风速近地处风速为0，风速沿高度幂函数增长：风之特性风速风力等级距地10m高处的风速（m/s）000.210.31.521.63.333.45.445.57.958.010.7610.813.8713.917.1817.220.7920.824.41024.528.41128.532.61232.736.9风之特性风速风力距地10m高处的风速（m/s）000.2风之特性风速1.7m/s风之特性风速1.7m/s气温室外综合气温的年变化31天211天其中日均气温29的天数占75%夏季3/4的时间可利用自然通风降温气温室外综合气温的年变化31天211天其中日均气温室外温度时，较轻的热空气上升，较沉的冷空气下降，形成热压l热压与进出风口高差成正比，与室内外温度差成正比l中和面以下进风，以上出风热压通风当室内温度室外温度时，较轻的热空气上升，较沉的热压通风设计的重要依据热压通风设计的重要依据热压通风设计的重要依据37一通 风 与 人 体 热 舒 适一通风与人体热舒适38风对人的影响和作用？风对人的影响和作用？自然通风如何改善人的不适感？自然通风如何改善人的不适感？风对人的影响和作用？39人的心理反应冷热感觉热舒适感受+1+2+3+4人的心理反应冷热感觉+1人体传热学与热平衡产热量=对流散热量+辐射散热量+蒸发散热量+呼吸散热量M=C+R+E+Res热环境四参数热环境四参数空气温度：对流（与呼吸）空气温度：对流（与呼吸）空气湿度：蒸发（与呼吸）空气湿度：蒸发（与呼吸）风速：对流与蒸发风速：对流与蒸发平均辐射温度：辐射平均辐射温度：辐射人体传热学与热平衡产热量=对流散热量+辐射散热量+0.83GB/T5701-2008室内热环境条件温度上升（）风速（m/s）0.8m/s风速可弥补3温度上升，也即温度上限2629风速增加抵偿温度上升对于着轻装0.50.7clo从事轻量活动1.01.3met0.83GB/T5701-2008室内热环境条件温度取自D.A.McINTYREIndoor Climate，Applied Science Published LTD，1980风速（m/s）风感情景0.1静风建筑中少有遇到0.2风感阈值头顶自然对流风速0.250.5微风窗帘轻微摆动0.51.0有风头发飘动1.02.0轻风纸张在桌面上掀起，散步时的相对风速风速与风感取自D.A.McINTYREIndoorClimat自然通风室内温度设计目标目标：80%热环境满意度自然通风与分体空调的城市建筑趋势一致，室内温度适宜范围（18.0，28.5）农村住宅在高温侧与城市建筑一致，低温侧偏高，室内温度适宜范围为28.5注：散点面积代表样本量，实线为全部数据按样本量加权回归结果，余同自然通风室内温度设计目标目标：80%热环境满意度注：散点面积自然通风室内风速设计目标室内风速随温度和开窗率增加而增大，但幅度有限农村住宅室内风速更大开窗自然通风时室内风速的设计目标为：可开启窗50%开启时，形成的室内风速平均可达 0.3m/s自然通风室内风速设计目标室内风速随温度和开窗率增加而增大，但风扇对温度的作用目标：80%热环境满意度室内适宜温度上限为29.5各类型建筑结果相近风扇对温度的作用目标：80%热环境满意度风扇对风速的作用室内风速随温度增加而增大，趋势明显使用风扇时的室内平均风速应达到0.45m/s风速调节存在较大个体差异，表现在选择风速的标准偏差0.23m/s（29.5时）考虑个体差异，确定风扇应能实现的室内风速为0.45+2*0.23=0.9m/s风扇对风速的作用室内风速随温度增加而增大，趋势明显自然通风对室温的影响注：房间33 3m，南北向开窗，窗墙面积比0.3，外墙、屋顶和外窗传热系数1.5、0.9和6W/(m2K)，外窗遮阳系数0.8，计算日取广州典型气象年夏季晴天8月29日，当天气温2636（平均31）窗口平均风速房间换气次数：0.05m/s20次/h，0.3m/s100次/h通风散热量大，通风降温效果明显通风量越大，室温越接近室外气温自然通风对室温的影响注：房间333m，南北向开窗，窗墙一建 筑 通 风 设 计 之建 筑 群 通 风 设 计建 筑 群 通 风 设 计一建筑通风设计之建筑群通风设计49自然通风设计之建筑群布局建筑群的布局形式有哪些？建筑群的布局形式有哪些？从哪些方面判断（定位）建筑群布局在促进自然通风方面的从哪些方面判断（定位）建筑群布局在促进自然通风方面的优劣？优劣？哪种布局有利于通风，哪种不利？哪种布局有利于通风，哪种不利？如何从通风的角度协调待设计建筑与周边场地和已有建筑的如何从通风的角度协调待设计建筑与周边场地和已有建筑的位置关系？位置关系？自然通风设计之建筑群布局建筑群的布局形式有哪些？50华工校园建筑群华工校园建筑群31343134教学楼群教学楼群东湖北楼群东湖北楼群南秀村南秀村 红棉苑楼群红棉苑楼群北区教工楼群北区教工楼群华工校园建筑群3134教学楼群东湖北楼群南秀村红棉苑楼群华工周边住宅小区华工周边住宅小区天一新村天一新村电子五所电子五所东区教工楼群东区教工楼群汇景新城汇景新城华工周边住宅小区天一新村电子五所东区教工楼群汇景新城高层住宅小区高层住宅小区东方新世界东方新世界芳草园芳草园中怡城市花园中怡城市花园高层住宅小区东方新世界芳草园中怡城市花园高层住宅小区高层住宅小区南国花园南国花园星汇园星汇园猎德小区猎德小区高层住宅小区南国花园星汇园猎德小区汇景新城建筑群汇景新城建筑群汇景新城建筑群深圳华侨城深圳华侨城光华街小区光华街小区东区组团东区组团锦绣花园锦绣花园深圳华侨城光华街小区东区组团锦绣花园深圳华侨城深圳华侨城纯水岸、天鹅堡纯水岸、天鹅堡深圳华侨城纯水岸、天鹅堡深圳住宅群深圳住宅群深圳住宅群地图地图 建筑群建筑群之平面布局之平面布局地图建筑群之平面布局平面布局归类并列式并列式平面布局归类并列式60平面布局之通风设计独立流尾迹干扰流滑流平面布局之通风设计独立流尾迹干扰流滑流61平面布局之通风设计错列式、斜列式、自由式优于并列式和周边式平面布局之通风设计错列式、斜列式、自由式优于并列式和周边式62空间布局之通风设计高大建筑风影区较大沿主导风方向递次升高高低错落空间布局之通风设计高大建筑风影区较大63架空通风设计底层全部或部分架空，以缓解建筑背风向风影区的影响架空通风设计底层全部或部分架空，以缓解建筑背风向风影区的影响64北京：用风北京：用风防风防风北京：用风防风一建 筑 通 风 设 计 之建 筑 单 体 通 风 设 计建 筑 单 体 通 风 设 计一建筑通风设计之建筑单体通风设计66建筑表面的风压ABAB滞点侧风面侧风面迎风面背风面屋面负压强弱侧风面背风面屋面建筑表面的风压ABAB滞点迎风面背风面屋面侧风面侧风面迎风面风在建筑物外穿行之流速压强风向投射角=45两个迎风面，两个背风面与正面来风相比，迎风面正压减弱，背风面负压增强BCBC迎风面背风面AAB背风面风在建筑物外穿行之流速压强风向投射角=45BCBC迎风面背风影区风向投射角风向投射角越大，风影区越小风向投射角越大，风影区越小迎风长度渐短，深度渐深迎风长度渐短，深度渐深建筑物朝向与风影区的关系建筑物朝向与风影区的关系法线来流风向风向投射角风影区风向投射角风向投射角越大，风影区越小法来流风向风向投69最佳风向投射角兼顾室内自然通风和室外风影区影响建筑正对主导风，风向投射角最小，室内通风效果最好，同时风影区也最长兼顾内外，建筑物正立面与主导风最好成一小角度（如2030）风向投射角室内风速降低（%）建筑背风面风影区长度003.75H30133H45301.5H60501.5H最佳风向投射角兼顾室内自然通风和室外风影区影响风向投射角室内70l减少太阳辐射照射、避免西晒l利于夏季引风导风l防暴风雨最佳朝向减少太阳辐射照射、避免西晒最佳朝向71体形“一”、“工”、“王”字形大部分房间朝向好，有利于防晒通风，次要功能或交通廊道可布置于东西侧“口”字形通风互有遮挡，只适用于低层和天井较大的建筑，多依靠天井增强热压通风和采光锯齿形设计可在不利条件下解决防晒通风问题体形“一”、“工”、“王”字形大部分房间朝向好，有利于防晒通72杨经文翼型导风墙、主导风、可开启阳台门、交通廊道、功能空间梅纳拉梅纳拉UMNOUMNO大厦大厦杨经文翼型导风墙、主导风、可开启阳台门、交通廊道、功能空间梅73建筑热工-建筑通风课件74皮亚诺TjibaouTjibaou文化中心文化中心当地有棱纹的棚屋曲线型木板尊重当地生态文化与适应当地气候的技术相结合“通过减少垂直要素的高度，使垂直要素在上部更加开放，这种做法同时又增加了通风效果”（皮亚诺）露台展览庭院通道棚屋曲线型薄木板皮亚诺Tjibaou文化中心当地有棱纹的棚屋曲线型木板75皮亚诺TjibaouTjibaou文化中心文化中心当地气候炎热，空气潮湿，风常年从海岬东面吹来木板组成的曲面引导正面来风向上流动，在顶部开口处形成较大负压，从而促进室内通风斜屋面的设计在背面来风时发挥相似作用通过调节底层百叶开口和顶部开口应对不同来风正面来风，610m/s正面来风，1015m/s台风来袭背面来风+-皮亚诺Tjibaou文化中心当地气候炎热，空气潮湿，风常年从76皮亚诺日本关西国际日本关西国际机场航站楼机场航站楼曲面造型屋顶顺应主导风方向，平滑引导风的流动，使风从入口侧沿屋顶吹向航站楼和跑道风的流动（通风通道）与人的流动（交通廊道）相协调皮亚诺日本关西国际机场航站楼曲面造型屋顶顺应主导风方向，平滑77建筑热工-建筑通风课件78赫尔佐格德国汉诺威梅斯德国汉诺威梅斯2626号展厅号展厅热压通风之营造：朝南屋面吸收太阳辐射，形成屋面附近高温区域，在温差和高差作用下形成热压通风风压通风之营造：屋面曲线型设计引导风的平滑流动，在顶部形成较大风速，较强负压，驱动室内自然通风太阳辐射太阳辐射自然通风自然通风+-北北赫尔佐格德国汉诺威梅斯26号展厅热压通风之营造：朝南屋面吸收79建筑热工-建筑通风课件80柯里亚低收入人群，以建筑自身调节气候节省成本斜屋顶的热压与风压通风作用开敞庭院的引风作用管式住宅管式住宅+-柯里亚低收入人群，以建筑自身调节气候节省成本管式住宅+-81巴基斯坦捕风塔+-+-巴基斯坦捕风塔+-+-82三间两廊广府民居白天：天井受太阳照射，温度高，冷巷直射少，温度低，形成空气温差和流动：夜晚：天井向大气散热快，温度低，冷巷散热慢，温度高，形成温差和流动：高宽比：天井小，冷巷大温差和高差有限类似山谷风三间两廊广府民居白天：天井受太阳照射，温度高，冷巷直射少，83中庭拔风高差、温差（玻璃）、开口中庭拔风高差、温差（玻璃）、开口84庭院通风设计开敞庭院还是玻璃采光顶？开敞庭院还是玻璃采光顶？庭院种树，吸收庭院内的太阳辐射，降低局部气温，但与室外气温相差不大，不能形成冷热温差和热压拔风如能设计高宽比不同的庭院，形成“天井冷巷”组合，则可热压通风玻璃采光顶透过太阳辐射得热的同时阻挡室内长波辐射散热，形成温室效应，可营造局部高温，形成冷热温差和热压拔风庭院通风设计开敞庭院还是玻璃采光顶？庭院种树，吸收庭院内的太85庭院通风设计无法形成“天井冷巷”组合时，开敞庭院应侧重风压通风设计，将庭院与建筑内部各通风通道和主要功能空间相互连接和贯通，以形成顺畅的风压通风庭院通风设计无法形成“天井冷巷”组合时，开敞庭院应侧重风压86水生风冬季白天夏季白天夏季夜晚季风、海陆风水生风冬季白天夏季白天夏季夜晚季风、海陆风87不利情况之改善风受阻风速急剧下降，压强增大，从而产生压差驱动室内通风因风受阻在先，气流能量损失大，虽然可以形成室内通风，但与南北对流的有利情况相比，可用风速变弱，通风效果较差不利情况之改善风受阻风速急剧下降，压强增大，从而产生压差驱动88树之利用树因光合蒸腾和遮阳作用，其周围空气温度较低利用绿化导风引风，可将低温空气引入室内，增强通风效果树之利用树因光合蒸腾和遮阳作用，其周围空气温度较低89一建 筑 通 风 设 计 之建 筑 房 间 通 风 设 计建 筑 房 间 通 风 设 计一建筑通风设计之建筑房间通风设计90开口水平位置进、出风口不宜正对或十分接近，避免短路水平位置适当错开，可使风流经的面积增加错开布置，增加了流动阻力，风速有所减小开口水平位置进、出风口不宜正对或十分接近，避免短路91开口垂直高度进出风口布置过高，风无法经过人所在区域进风低，出风高，气流流经房间大部分区域，但阻力损失增加，风速有所减小进风高，出风低，受惯性和天花粘性作用，气流主要在上部流动，无法起到通风效果开口垂直高度进出风口布置过高，风无法经过人所在区域92开口面积窗墙面积比越大，窗口的局部阻力越小窗地面积比越大，风在室内流动的沿程阻力越小JGJ75-2012夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准卧室、书房、起居室的窗地面积比1/7外窗（包括阳台门）的通风开口面积10%房间地面面积或45%外窗面积每户至少应有一个居住房间设计顺畅的通风路径开口面积窗墙面积比越大，窗口的局部阻力越小93感谢您的聆听 感谢您的聆听