第3章自然通風(fēng)3.2工業(yè)廠房自然通風(fēng)的計算3.2.1設(shè)計性計算的步驟3.2.2校核性計算的步驟3.1、自然通風(fēng)作用原理3.1.1熱壓作用下的自然通風(fēng)3.1.2室外風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)3.1.3熱壓與風(fēng)壓聯(lián)合作用下的自然通風(fēng)第3章自然通風(fēng)3.3自然通風(fēng)與建筑設(shè)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(fēng)天窗及風(fēng)帽的設(shè)計

3.3.5生態(tài)建筑的自然通風(fēng)(不作要求)

概念：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動引起的風(fēng)壓來引進(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。作用：利用室內(nèi)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(jīng)濟(jì);但進(jìn)風(fēng)不能預(yù)處理,排風(fēng)不能凈化,污染周圍環(huán)境;且通風(fēng)效果不穩(wěn)定。自然通風(fēng)概述只要建筑開口兩側(cè)存在壓力差

P，就會有空氣流過開口。3.1自然通風(fēng)作用原理2多層建筑如果是一多層建筑物，仍設(shè)室內(nèi)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(jìn)入室內(nèi)，經(jīng)內(nèi)門窗縫隙或開啟的洞口進(jìn)入樓內(nèi)的垂直通道向上流動，最后經(jīng)上層的內(nèi)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(fēng)也就是所謂的“煙囪效應(yīng)”。多層建筑的熱壓引起的自然通風(fēng)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(nèi)空氣速度分布室內(nèi)空氣溫度分布外廊式多層建筑在熱壓作用下的自然通風(fēng)

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

3.1.2室外風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)在建筑物迎風(fēng)面，氣流受阻，部分動壓轉(zhuǎn)化為靜壓，靜壓值升高，風(fēng)壓為正，稱為正壓；在建筑物的側(cè)面和背面由于產(chǎn)生局部渦流，形成負(fù)壓區(qū)，靜壓降低，風(fēng)壓為負(fù)，稱為負(fù)壓。

風(fēng)壓系數(shù)

往往采用CFD或風(fēng)洞模型實驗的方法求取K值。由于氣流的撞擊作用，在迎風(fēng)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(nèi)氣流呈循環(huán)流動，在地面附近氣流方向與主導(dǎo)風(fēng)向相反。在一般情況下，風(fēng)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(cè)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(fēng)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(fù)壓區(qū)，我們把它們統(tǒng)稱為空氣動力陰影區(qū)。建筑物在風(fēng)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(fēng)壓聯(lián)合作用下的自然通風(fēng)熱壓與風(fēng)壓究竟誰起主導(dǎo)作用呢？GBJ19-87《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：在實際工程設(shè)計計算時僅考慮熱壓的作用，風(fēng)壓一般不予考慮。自然通風(fēng)設(shè)計性計算通常按下列步驟進(jìn)行：1.計算全面換氣量及排風(fēng)溫度排除車間余熱量所需的全面換氣量車間上部排風(fēng)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(fēng)的計算3.2.1設(shè)計性計算的步驟2.確定窗孔的位置，分配各窗孔的進(jìn)、排風(fēng)量3.確定各窗孔內(nèi)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(nèi)空氣溫度沿高度方向的分布規(guī)律大致是一直線關(guān)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(dāng)熱射流到達(dá)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(shù)。3.2.2校核性計算的步驟當(dāng)進(jìn)行校核性計算時，可按已知的進(jìn)、排風(fēng)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(fēng)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(fēng)效果，建筑主要進(jìn)風(fēng)面一般應(yīng)與夏季主導(dǎo)風(fēng)向成60°~90°角，不宜小于45°，同時應(yīng)避免大面積外墻和玻璃窗受到西曬。（3）室外風(fēng)吹過建筑物時，迎風(fēng)面的正壓區(qū)和背風(fēng)面的負(fù)壓區(qū)都會延伸一定的距離，在這個距離內(nèi)，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(fù)壓區(qū)的影響。為了保證較低矮的建筑物能正常進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)，各建筑之間有關(guān)的尺寸應(yīng)保持適當(dāng)?shù)谋壤?.3自然通風(fēng)與建筑設(shè)計3.3.2建筑形式的選擇1.建筑高度對自然通風(fēng)的影響2.穿堂風(fēng)3.多層車間4.熱車間1.建筑高度對自然通風(fēng)的影響自然通風(fēng)的風(fēng)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(nèi)通風(fēng)是有利的。但是，高層建筑能把城市上空的高速風(fēng)引向地面，產(chǎn)生“樓房風(fēng)”的危害，這對周邊地區(qū)自然通風(fēng)的穩(wěn)定性和控制是不利的。如果迎風(fēng)面和背風(fēng)面的外墻開孔面積占外墻總面積1/4以上，且建筑內(nèi)部阻擋較少時，室外氣流橫貫整個車間，形成所謂的“穿堂風(fēng)”。應(yīng)用穿堂風(fēng)時，應(yīng)將主要熱源布置在夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)2.穿堂風(fēng)3.多層車間多層車間，在工藝條件允許下熱源盡量安設(shè)在上層，下層用于進(jìn)風(fēng)。4.熱車間為了增大進(jìn)風(fēng)面積，以自然通風(fēng)為主的熱車間應(yīng)盡量采用單跨廠房。在多跨廠房中應(yīng)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(jié)構(gòu)。車間的主要放熱設(shè)備電解槽布置在二層，電解槽兩側(cè)的地板上，設(shè)置四排連續(xù)的進(jìn)風(fēng)格子板。室外新鮮空氣由側(cè)窗和地板的送風(fēng)格子板直接進(jìn)入工作區(qū)。這種雙層建筑自然通風(fēng)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(jìn)行自然通風(fēng)的廠房，應(yīng)盡量將散熱設(shè)備布置在天窗下方。散熱量大的熱源應(yīng)盡量布置在廠房外面，夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。布置在室內(nèi)的熱源，應(yīng)采取有效的隔熱措施。當(dāng)熱源靠近生產(chǎn)廠房一側(cè)的外墻布置，而且外墻與熱源間無工作點時，熱源應(yīng)盡量布置在該側(cè)外墻的兩個進(jìn)風(fēng)口之間。

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