第3章自然通風3.2工業(yè)廠房自然通風的計算3.2.1設計性計算的步驟3.2.2校核性計算的步驟3.1、自然通風作用原理3.1.1熱壓作用下的自然通風3.1.2室外風壓作用下的自然通風3.1.3熱壓與風壓聯合作用下的自然通風第3章自然通風3.3自然通風與建筑設計3.3.1建筑總平面規(guī)劃

3.3.2建筑形式的選擇

3.3.3工藝布置

3.3.4避風天窗及風帽的設計

3.3.5生態(tài)建筑的自然通風(不作要求)

概念：是指利用建筑物內外空氣的密度差引起的熱壓或室外大氣運動引起的風壓來引進室外新鮮空氣達到通風換氣作用的一種通風方式。作用：利用室內外氣流交換，降低室溫和排除濕氣，保證房間正常氣候條件與新鮮潔凈的空氣；房間有一定空氣流動，可加強人體的對流和蒸發(fā)散熱，改善人們的工作和生活條件。特點:不需動力,經濟;但進風不能預處理,排風不能凈化,污染周圍環(huán)境;且通風效果不穩(wěn)定。自然通風概述只要建筑開口兩側存在壓力差

P，就會有空氣流過開口。3.1自然通風作用原理2多層建筑如果是一多層建筑物，仍設室內溫度高于室外溫度，則室外空氣從下層房間的外門窗縫隙或開啟的洞口進入室內，經內門窗縫隙或開啟的洞口進入樓內的垂直通道向上流動，最后經上層的內門窗縫隙或開啟的洞口和外墻的窗、陽臺門縫或開啟的洞口排至室外。這就形成了多層建筑物在熱壓作用下的自然通風也就是所謂的“煙囪效應”。多層建筑的熱壓引起的自然通風大中和面小中和面Hh熱壓作用模擬的建筑模型每層有上下兩個開口室內空氣速度分布室內空氣溫度分布外廊式多層建筑在熱壓作用下的自然通風

如果建筑物內沒有“煙囪”（與室外有聯系的豎向通道），也就沒有相應的“煙囪效應”。

3.1.2室外風壓作用下的自然通風在建筑物迎風面，氣流受阻，部分動壓轉化為靜壓，靜壓值升高，風壓為正，稱為正壓；在建筑物的側面和背面由于產生局部渦流，形成負壓區(qū)，靜壓降低，風壓為負，稱為負壓。

風壓系數

往往采用CFD或風洞模型實驗的方法求取K值。由于氣流的撞擊作用，在迎風面形成一個滯流區(qū)，該處的靜壓力高于大氣壓力，處于正壓狀態(tài)。在正壓區(qū)內氣流呈循環(huán)流動，在地面附近氣流方向與主導風向相反。在一般情況下，風向與該平面的夾角大于30°時，會形成正壓區(qū)。室外氣流發(fā)生建筑繞流時，在建筑物的頂部和后側形成彎曲循環(huán)氣流。屋頂上部的渦流區(qū)稱為回流空腔，建筑物背風面的渦流區(qū)稱為回旋氣流區(qū)。這兩個區(qū)域的靜壓力均低于大氣壓力，形成負壓區(qū)，我們把它們統稱為空氣動力陰影區(qū)。建筑物在風力作用下的壓力分布a）平屋頂建筑（立剖面）b）傾角30°坡屋頂建筑（立剖面）c）傾角45°坡屋頂建筑（立剖面）d）建筑平面圖

hbKbxbPawtwrrtnnxaPKaw3.1.3熱壓與風壓聯合作用下的自然通風熱壓與風壓究竟誰起主導作用呢？GBJ19-87《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》規(guī)定：在實際工程設計計算時僅考慮熱壓的作用，風壓一般不予考慮。自然通風設計性計算通常按下列步驟進行：1.計算全面換氣量及排風溫度排除車間余熱量所需的全面換氣量車間上部排風溫度的確定方法有幾種，目前常用的有溫度梯度法和有效熱量法。3.2工業(yè)廠房自然通風的計算3.2.1設計性計算的步驟2.確定窗孔的位置，分配各窗孔的進、排風量3.確定各窗孔內外壓差和窗孔面積點擊這里查看1.溫度梯度法：對于散熱較為均勻，散熱量不大的車間，室內空氣溫度沿高度方向的分布規(guī)律大致是一直線關系。2.有效熱量法（m值法）：熱射流，在上升過程中不斷卷入周圍的空氣，熱射流溫度逐漸下降，當熱射流到達屋頂時，其中一部分又沿四周外墻向下回流而返回作業(yè)地帶或在作業(yè)地帶上部又重新被熱射流卷入。返回作業(yè)地帶的那部分循環(huán)氣流，把車間總熱量的一部分又帶回到作業(yè)地帶而影響著作業(yè)地帶的溫度，這部分的熱量稱為有效余熱量。如果車間總余熱量為Q，則有效余熱量即為mQ，m值稱為有效熱量系數。3.2.2校核性計算的步驟當進行校核性計算時，可按已知的進、排風窗孔面積估算出中和面的位置。3.3.1建筑總平面規(guī)劃（1）建筑群的布局可從平面和空間兩個方面考慮。一般建筑群的平面布局可分為：行列式、錯列式、斜列式及周邊式等，從通風的角度來看，錯列式和斜列式較行列式和周邊式好。（2）為了保證建筑的自然通風效果，建筑主要進風面一般應與夏季主導風向成60°~90°角，不宜小于45°，同時應避免大面積外墻和玻璃窗受到西曬。（3）室外風吹過建筑物時，迎風面的正壓區(qū)和背風面的負壓區(qū)都會延伸一定的距離，在這個距離內，如果有其他較低矮的建筑物存在，就會受高大建筑所形成的正壓區(qū)或負壓區(qū)的影響。為了保證較低矮的建筑物能正常進風和排風，各建筑之間有關的尺寸應保持適當的比例。3.3自然通風與建筑設計3.3.2建筑形式的選擇1.建筑高度對自然通風的影響2.穿堂風3.多層車間4.熱車間1.建筑高度對自然通風的影響自然通風的風壓作用和熱壓作用都隨著建筑物的高度的增加而增強。這對高層建筑物的室內通風是有利的。但是，高層建筑能把城市上空的高速風引向地面，產生“樓房風”的危害，這對周邊地區(qū)自然通風的穩(wěn)定性和控制是不利的。如果迎風面和背風面的外墻開孔面積占外墻總面積1/4以上，且建筑內部阻擋較少時，室外氣流橫貫整個車間，形成所謂的“穿堂風”。應用穿堂風時，應將主要熱源布置在夏季主導風向的下風側2.穿堂風3.多層車間多層車間，在工藝條件允許下熱源盡量安設在上層，下層用于進風。4.熱車間為了增大進風面積，以自然通風為主的熱車間應盡量采用單跨廠房。在多跨廠房中應將冷、熱跨間隔布置，盡量避免熱跨相鄰。點擊這里查看點擊這里查看某鋁電解車間，為了降低工作區(qū)溫度，沖淡有害物濃度，廠房采用雙層結構。車間的主要放熱設備電解槽布置在二層，電解槽兩側的地板上，設置四排連續(xù)的進風格子板。室外新鮮空氣由側窗和地板的送風格子板直接進入工作區(qū)。這種雙層建筑自然通風量大，工作區(qū)溫升小，能較好的改善車間中部的勞動條件。冷熱跨間隔布置時氣流運動示意圖均為熱跨的多跨廠房氣流運動示意圖3.3.3工藝布置以熱壓為主進行自然通風的廠房，應盡量將散熱設備布置在天窗下方。散熱量大的熱源應盡量布置在廠房外面，夏季主導風向的下風側。布置在室內的熱源，應采取有效的隔熱措施。當熱源靠近生產廠房一側的外墻布置，而且外墻與熱源間無工作點時，熱源應盡量布置在該側外墻的兩個進風口之間。

熱車間的熱源布置3.3.4避風天窗及風帽的設計定義：為了不發(fā)生倒灌，可以在天窗上增設擋風板，或者采取其它措施，保證天窗排風口在任何風向下