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建筑节能减排技术自然通风
邹伊琪 201411008120
自然通风的原理
• 自然通风是利用自然界的可再生能源实现建筑节 能。自然通风的原理很早就被人们利用了，人们 常说的“传风堂”就是利用风压在建筑内部产生 空气流动。
自然通风的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ类
• 自然通风依靠室外风力造成的风压和室内空气温 度差造成的热压使空气流动，以达到提供给室内 新鲜空气和稀释室内气味和污染物，除去余热和 余湿的目的。
• 自然通风按工作原理可分为：热压作用下的自然 通风、风压作用下的自然通风、热压风压共同作 用下的自然通风
热压作用下的自然通风
• 热压作用下的自然通风原理是利用建筑内 部空气的热压差——即通常所说的“烟囱 效应”来实现建筑的自然通风。利用热空 气上升的原理，在建筑上部排风口可将污 浊的热空气从室内排出，而室外新鲜的冷 空气则从建筑底部被吸入。
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风压作用下的自然通风
• 风洞试验表明：当风吹向建筑时，因受到建筑的 阻挡，会在建筑的迎风面产生正压力。同时．气 流绕过建筑的各个侧面及背面，会在相应位置产 生负压力。风压通风就是利用建筑的迎风面和背 风面之间的压力差实现空气的流通。
热压风压共同 作用下的自然 通风
• 利用风压和热压进行自然通 风往往是相互补充的。 由于 室外的风速和风向是经常变 化的，不是一个稳定的因素， 为了保证自然通风的设计效 果，根据我国采暖通风和空 气调节设计规范的规定，在 实际计算时仅考虑热压的作 用，风压一般不予考虑。但 是必须定性地考虑风压对自 然通风地影响。一般来说， 在建筑进深较小的部位多利 用风压来直接通风，而进深 较大的部位则多采用热压来 达到通风效果。
自然通风原理及案例分析.ppt
并列式
错列式
行列式
斜列式
周边式
自由式
建筑设计中的自然通风：建筑形体
建筑的宽度会影响通风的效果和形式。建筑宽度不超过10米的建筑可以使用单侧通风方法； 宽度不超过15米可采用双侧通风。 建筑高度的增加，室外风速也随之增大，同时热压也和建筑的高度成正比。
利用中庭双侧通风
建筑设计中的自然通风：平面布局
开口位置对室内流场的影响
建筑设计中的自然通风：植被绿化
植物是天然的气候调节器。在建筑物的外部布置树木等植被，在夏季可以有效降低地表温 度，同时有助于减小建筑物迎风面的压力，引导通风。不仅如此，室外绿化带还可以调节 风速，改变风的流动路线。若将绿化、水面布置在夏季主导风向上，可以改善室内空气的 品质和降低空气温度，起到“自然空调”的作用。
建筑物四周的气流分布
PS：在建筑设计时，应注意当地的主导风向、开窗位置，以实现穿堂风，提高室内舒适度。
自然通风原理之二：热压作用
按照热力学原理，当室内存在热源时，室内空气的密度有沿高度逐渐向上递减的特点。密 度小的热空气由于对流作用上升，原来位置的空气变得稀薄形成负压区，因而产生压力差。 正是由于上述原理，当室内外空气温度不同时，在建筑外墙的进、排风孔上将形成一定的 压力差。
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• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二〇年八月五日2020年8月5 日星期三
热压作用下的自然通风
2.控制：风机应分别在室内、外便于操作地点设置开关。
3.排风口: (1)室内排风口:应设在有害气体或爆炸危险物质散发量可能最 大的地点。 (2)室外排风口:不应布置在人员经常停留或经常通行的地点。 而且应高出20米范围内最高建筑物的屋面3米以上，当其与机 械送风系统进风口的水平距离小于20米时，应高于进风口6米 以上。
ζ孔洞的局部阻力系数。
二、热压作用下的自然通风：
室内、外空气的温度不同时，由于空气的密度不同，在车 间的进风孔洞及排风孔洞两侧均会造成一定压力差，从而 形成自然通风。
设tn>tw，则ρn<ρw,，根据流体静力学有：
室外侧:Pa=Pb+ghρw 室内侧:Pa'= pb'+ghρpj
则有：Δpa= Pa'- Pa= ΔPb-gh(ρw - ρpj )
式中：Pxa——窗口a的余压
Pxb——窗口b的余压 Ka，Kb ——窗口a和b的空气动力系数 h——窗口a和b之间的高差。 m 在实际计算中，仅考虑热压的作用，风压一般不予考虑， 但须定性考虑风压对自然通风的影响。
第六节
一、计算类型：
自然通风的计算
1.设计计算：根据已确定的工艺条件和要求的工作区温度 计算必须的全面换气量，确定进、排风窗口位置和窗口面 积。 2.校核计算：在工艺、土建、窗孔位置和面积确定的条件 下，计算能达到的最大自然通风量。校核工作区温度是否 满足卫生标准的要求。 二、一般计算步骤：
比空气轻，无稳定热气流：上排2/3，下排1/3
比空气重，无稳定热气流：上排1/3，下排2/3次/ 上排换气次数>1.0/h 下排风量：含工作地点排风
三、风量平衡和热平衡
1.风量平衡：Gzj+Gjj=Gzp+Gjp Gzj:自然进风量，Gjj:机械进风量，
被动式热压自然通风
被动式热压自然通风研究综述建环零林冠婧000110摘要：近年来，能耗问题成为社会关注的焦点。
总能耗中建筑能耗占了三分之一左右，而建筑能耗的相当一大部分用于室温调节。
太阳能是一种清洁方便的新型能源。
利用太阳能的被动式热压自然通风应时而生。
本文综合介绍并分析了被动式热压自然通风的三种主要方式及其相应研究成果。
关键字：自然通风换气量被动式热压自然通风一.引言自然通风是一种最常见的通风换气方式，主要由风压或热压引起。
与机械通风相比，自然通风的最大好处在于它不消耗动力，获得适当的通风换气量。
此外，自然通风对提高室内空气质量、改善人体热舒适性也有明显的好处。
当室内气温高于室外的气温时，自然通风还能使建筑构件降温。
在炎热干旱地区，夏季室外气温高达四十多度，太阳辐射是建筑的主要得热。
这么大的热负荷若全采用机械通风，能耗巨大且不经济。
另外，随着太阳能采暖的普及，被动式太阳能住宅(passive solar house夏季过热成了太阳能利用中的一个新问题。
如何解决以上问题，更好地利用太阳能？一个行之有效的办法是利用被动式热压自然通风，主要方式包括太阳烟囱(solar chim ney)、太阳能屋顶集热器( roof solar collector)、特隆布墙(tromble wall)。
被动式热压自然通风的主要原理是热压通风。
所谓热压通风，就是利用建筑内部由于空气密度不同，热空气趋向于上升，而冷空气则趋向于下降的特点，促进自然通风。
热压作用与进风和出风的风口高度差，以及室内外空气温度差存在着密切的关系：高度差愈大，温度差愈大，则热压通风的效果愈明显。
被动式热压自然通风主要应用双层夹壁，玻璃外壁用于透过太阳照射，内壁是蓄热墙，通常含有绝热材料，内外壁之间有一定间隔，分别有开口与外界或室内相通。
内壁吸收太阳能，可以达到相当高的温度。
从而使内外壁出现较大温差，导致气体的密度差，在夹壁内形成自然对流，浮力作用使气流上升，与外界形成循环，促进室内的自然通风(烟囱效应)。
自然通风
4、机械辅助式自然通风
机械辅助式自然通风有 一套完整的空气循环通道, 辅以符合生态思想的空气处 理手段(如土壤预冷、预热、 深井水换热等) ,并借助一定 的机械方式加速室内通风。
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5.双层维护结构
双层维护结构是当今生 态建筑中所普遍采用的一项 先进技术,被誉为“可呼吸的 皮肤”。双层维护结构一般 由双层玻璃或三层玻璃组成, 在两层玻璃之间留有一定宽 度的空隙形成空气夹层,并 配有可调节的深色百页。
建筑物的背风
面，受空气的挠流
影响形成负压区，
吸引建筑物内的空
气从该侧的孔口流
出。
4
自然通风的分类 1、热压作用下的自然通风(烟囱效应）：
室内热源加热空气，密度降低，热空气自然上浮，房间上部空 气压力比房间外部的大气压力大，导致室内空气向外流动 。 在房间下部，室外空气不断流入，补充因上部空气流出所引起 的下部负压空间。
局部通风
类
按
机械通风
动力
自然通风
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目录 ·自然通风的原理 ·自然通风的分类 ·自然通风的应用 ·自然通风的特点 ·自然通风的影响因素 ·案例分析
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自然通风的原理
自然通风是利用室外风力造成的风压、以及由室内外 空气的温度差和高度差产生的热压使空气流动。
原理建筑物的 迎风面受空气的推 动作用形成正压区， 推动空气从该侧沿 建筑物的开孔部分 进入房间。
9 自然通风
香港淘大花园，400多 人感染，死亡40多人。
建筑设计通风缺陷是 主要杀手之一，2米宽的内 天井，厨房、卫生间进排 风相互干挠“一家抄辣椒 ，全楼打喷嚏”。给SARS 病毒交叉感染机会。
通风系统分类
通通风风系统主要有按 筑两建物种分类方法工民业用建建筑筑通通风风
建筑节能——浅析热压作用下的自然通风
建筑节能——浅析热压作用下的自然通风摘要：建筑的自然通风对人类健康和建筑节能及城市的可持续发展都起着不可替代的作用。
在建筑节能设计中，可利用建筑物内部贯穿多层的竖向空腔—如楼梯间、中庭、拔风井等满足进排风口的高差要求，并在顶部设置可以控制的开口，将建筑各层的热空气排出，达到自然通风的目的。
热压式自然通风更能适应常变和不良的外部风环境，通过建筑竖井、烟囱、屋顶、双层维护结构等手段实现和加强建筑内部自然通风，有效改善室内空气品质。
建筑内部自然通风设计是与气候、环境、建筑融为一体的整体式设计。
关键词：自然通风; 生态; 热压; 漏斗效应; 热舒适性Abstract: the construction of the natural ventilation to human health and energy conservation of the building and the sustainable development of the city plays an irreplaceable role. In building energy saving design, can use building interior layers of vertical throughout cavity-such as, stair rooms, in the atrium, pull out the wind well meet the requirements of the ventilation system in elevation, and set at the top can control the mouth, and building of each layer will be hot air eduction, achieve the purpose of natural ventilation. Hot pressing natural ventilation type more can adapt often change and poor external wind environment, through the building vertical shaft, chimney, roof, double maintenance structure and strengthen building internal means of natural ventilation, effectively improve the indoor air quality. Building interior design is natural ventilation and climate, environment, construction of an integral design.Keywords: natural ventilation; Ecological; Hot pressing; Funnel effect; Thermal comfort风是人类生存空间中的生态因子，它降低了能耗，减少了污染，提高了室内空气品质和人体的舒适感觉，为居住者和使用者提供了良好的生活与工作环境。
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热压作用下的自然通风
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
通风工程
2.1
设计性计算的步骤
自然通风设计性计算通常按下列步骤进行： 1. 计算全面换气量及排风温度 排除车间余热量所需的全面换气量
Q G c(t p t j )
车间上部排风温度的确定方法有几种，目前常用的有 温度梯度法和有效热量法。 2. 确定窗孔的位置，分配各窗孔的进、排风量 3. 确定各窗孔内外压差和窗孔面积
于室温；
C g ——固态金属的比热，kJ/ （kg•℃）。
（2）液态金属冷却时散热量 在炼钢车间或铸造车间，金属材料最初处于液态，首先由液 态冷却到熔点，放出熔解热，金属材料由液态变成固态。然后再 从熔点开始在固态下放热，冷却到室温，在这个过程中其总散热 量为：
Q G CY t1 t 2 i C g t r t 2
Pf K
2 w
2
w
由于气流的撞击作用，在迎风面形成一个滞流区，该处的 静压力高于大气压力，处于正压状态。在正压区内气流呈循环 流动，在地面附近气流方向与主导风向相反。在一般情况下， 风向与该平面的夹角大于30°时，会形成正压区。
室外气流发生建筑绕流时，在建筑物的顶部和后侧形成弯 曲循环气流。屋顶上部的涡流区称为回流空腔，建筑物背风面 的涡流区称为回旋气流区。这两个区域的静压力均低于大气压 力，形成负压区，我们把它们统称为空气动力阴影区。
已知炉壁外表面温度，可利用图3.1求得每平方 米炉壁的总散热量。该图是在车间空气温度=30℃的 情况下作出的。 Q 炉壁的总散热量 Q（W）为： q d q f F（3）
式中
F
——炉壁的外表面积，m2。
②炉口的散热量 当炉门打开时，散入室内的辐射热量Q(W)为： T 4 T ' 4 Q f C r b Fk 100 100
自然通风节能介绍
二层平面
一层平面
雷根斯堡住宅
通风原理： 在冬季白天，砾石吸收太阳光的热量， 处于升温和储热状态，它和玻璃盖顶一起维持室内 的温度。冬季晚上，没有了太阳光的照耀，室内温 度开始下降，这个时候，吸收了一整天热量的砾石 就开始散热了。
这个通风散热的原理在夏天晚上也适用。在有砾石 铺地的温室、小花园和室内之间有玻璃隔断，这个 隔断可以自由开合，可以调节进热量。夏天太热了， 可以关上玻璃隔断，那样子砾石散出来的热量就不 会影响到室内。
三角形平面，电梯井、楼梯井知道顶层， 三面围绕的49层通风大厅成为塔楼的中 心，13个三层高的花园盘旋环绕在大厅 周围。
德国法兰克福商业银行大厦
通风分析：大楼的新风系统不断松紧新 鲜空气，工作环境保持温度适宜，空气 清新，，是整个中庭的效果更佳贴近自 然，是的写字楼内的环境更佳舒适通过中 庭来进行自然通风
通风墙
原理：在朝南向阳墙的外表面涂以深色选择性
涂层，并在离墙外表面 10 cm 左右处装上玻璃或 透明塑料薄片以形成空气间层，利用“温室效应” 原理加热夹层空气，从而产生热压来驱动空气流动。
运作原理：冬季可以通过打开集热墙上、下
两个通风口形成循环对流来对室内空气加热，当需 要新鲜空气或室外气温比较合适时，也可打开玻璃 下面的进风口、关闭集热墙下面的风口来对室外空 气先加热后再流入室内。夏季，则只打开玻璃上风 口与集热墙下风口，利用夹层空气的热压流动来预 防室内过热，同时带走室内的部分余热。
自然通风节能介绍
目录
1 自然通风介绍 2 案例分析 3 风压与热压共同作用
自然通风
自然通风的原理：自然通风是指利用建筑内外空气的密 度差引起的热压或风力造成的风压力, 促使空气流动的 通风换气。
利用热压促进自然通风_以张家港生态农宅通风计算分析为例_宋晔皓
利用热压促进自然通风——以张家港生态农宅通风计算分析为例宋晔皓 〔提要〕自然通风主要通过热压通风、风压通风或者二者的综合作用完成。
热压通风可以应用在建筑密度较高,可能会遮挡风压通风的地方。
经过分析比较,张家港生态农宅利用室内的文丘里管促进热压通风,本文对其通风效果进行了计算分析。
关键词:自然通风 热压 风压 文丘里管1.促进自然通风的目的和作用风能与太阳能、生物能等属于可再生的自然能源,如何利用风能是注重生态的建筑设计应该首先考虑的问题。
而利用自然通风改善室内空气质量,改善人体的热舒适条件,是利用风能的一个典型例子。
建筑内部的通风条件是决定人们健康、舒畅的重要因素之一。
它通过空气更新和气流的生理作用对人体的生物感受起到直接的影响作用,并通过对室内气温、湿度及内表面温度的影响而起到间接的影响作用。
通常认为,自然通风的作用具有三种不同的功能〔1〕:第一,健康通风,即保证室内空气质量I AQ;第二,热舒适通风,即增加体内散热,以及防止由皮肤潮湿引起的不舒适以改善热舒适条件;第三,降温通风,即当室内气温高于室外的气温时,使建筑构件降温。
上述各种功能的相对重要性取决于不同季节与地区的主导气候条件。
其中健康通风的优劣可以用单位时间内的换气次数来表示;热舒适通风的效果利用气流流度表示;建筑降温的通风效果可以利用单位时间的换气次数表示。
通风的效果究竟是增热还是降温,取决于进行通风的期间,没有通风时的室内温度与室外温度间的温差情况。
在室内气温高于室外的期间,如进行通风,就可以降低室内温度。
从温度模拟结果分析,由于傍晚和夜间的室外气温低于高于室内,在此期间通风可以收到降温的效果。
2.张家港生态农宅采用热压促进通风的设计策略生态农宅中,“文丘里管”式渐缩断面剖面的设计目的主要有两个:第一,改善原有的利用风压作用通风的状况,构造自身的热压通风管道,增强夜间自然通风效果(图1)。
自然通风的基本原理非常简单,一般利用风压或热压为动力,促进自然通风〔2〕。