生态建筑自然通风

1、自然通风设计原理自然通风设计原理 - -与实例分析与实例分析 总序总序自然通风原理建筑设计中的自然通风应用实例分析建筑设计中的自然通风应用实例分析自然通风原理自然通风的概念及优缺点自然通风的概念及优缺点自然通风 自然通风是指利用建筑物内外空气的密度差引起的热压或室外大气运动引起的风压来引进室外新鲜空气达到通风换气作用的一种通风方式。它不消耗机械动力，同时，在适宜的条件下又能获得巨大的通风换气量，是一种经济的通风方式。自然通风在一般的居住建筑、普通办公楼、工业厂房（尤其是高温车间）中有广泛的应用，能经济有效的地满足室内人员的空气品质要求和生产工艺的一般要求。自然通风的优势降低能耗提高空间利用率提

2、高舒适度经济且无设备噪音自然通风的局限依靠自然力受室外空气品质制约01自然通风技术的原理自然通风技术的原理风压作用下的自然通风热压作用下的自然通风风压和热压共同作用下的自然通风1.机械辅助式自然通风02 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。建筑物立面气流分布图建筑物平面气流分布图1.1.风压作用下的自然通风风压作用下的自然通风 建筑要良好的自然通风就要有较大的风压，由上式可以看出，较大的风压就要有较大的风速和室外空气密度。而室外空气密度，与室外环

3、境温度和湿度密切相关。因此影响风压通风的的气候因素包括：空气温度、相对湿度、空气流速。 此外，影响风压通风效果的还有建筑物进出风口的面积、开口位置以及风向和开口的夹角。当处于正压区的开口与主导风向垂直，开口面积越大，通风量就越大。 热压是室内外空气的温度差引起的。由于温度差的存在,室内外密度差产生,沿着建筑物墙面的垂直方向出现压力梯度。如果室内温度高于室外,建筑物的上部将会有较高的压力,而下部存在较低的压力。当这些位置存在孔口时,空气通过较低的开口进入,从上部流出。如果室内温度低于室外温度,气流方向相反。即利用室内外空气温差所导致的空气密度差和进出风口的高度差来实现通风。即通常所说的“烟囱效应

4、”。热压计算公式：式中： 热压 进出口中心线间的高差 室内空气密度 室外空气密度2.2.热压作用下的自然通风热压作用下的自然通风e()iPhheiP 由上式可知，影响热压通风效果的主要因素为进出风口的高度差和室内外的空气密度差。 在实际中,建筑师们多采用烟囱、通风塔、天井中庭等形式,为自然通风的利用提供有利的条件,使得建筑物能够具有良好的通风效果3.3.风压和热压共同作用下的自然通风风压和热压共同作用下的自然通风 在实际建筑中的自然通风,是风压和热压共同作用的结果,两种作用，有时相互加强，有时相互抵消。由于风压受到天气、室外风向、建筑物形状、周围环境等因素的影响,风压与热压共同作用时,并不是简

5、单的线性叠加。因此,建筑师要充分考虑各种因素,使风压和热压作用相互补充,密切配合使用,实现建筑物的有效自然通风。 在一些大型建筑中,由于通风路径较长,流动阻力较大,单纯依靠自然风压与热压,往往不足以实现自然通风。而对于空气污染和噪声污染比较严重的城市,直接的自然通风还会将室外污浊的空气和噪声带入室内,不利于人体健康。在这种情况下,常常采用一种机械辅助式的自然通风系统。该系统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。 与完全自然通风相比,虽然建筑内局部作为辅助动力的机械装置要消耗一定的能源,但通过这种装置重新组织

6、气流,甚至在局部“强迫”气流改向,可以使自然通风达到更好的效果4.4.机械辅助式自然通风机械辅助式自然通风自然通风原理实例分析建筑设计中的自然通风应用机械辅助式自然通风案例机械辅助式自然通风案例 英国诺丁汉大学朱比丽分校英国诺丁汉大学朱比丽分校建筑规模：占地面积12万平米，建筑面积4.1万平米。获奖情况：英国皇家建筑师协会杂志的年度可持续性奖项建筑功能：信息中心、教学中心、服务中心朱比丽校园设计所采用的通风策略可以称作：热回收低压机械式自然通风，它是一种混合系统，即在充分利用自然通风的基础上即在充分利用自然通风的基础上辅以有效的机械通风装置辅以有效的机械通风装置。 在面湖立面的地面层设计许多通

7、风百叶通风百叶，水面对于风起冷却的效应，整个气流穿过中庭空间，最后流窜到背立面的八个楼梯间，由所谓的“烟囱效应烟囱效应”让使用过的气流上升穿过整个圆形、类似烟囱的楼梯间，最后经由一个3.5公尺高的铝制风斗风斗（windvane）排放出去，完成整个低耗能，被动式的空气循环动作。风斗风斗 它可以在风速240m/s之间顺利运作，由周围空气流动所产生的真空效应真空效应，让室内空气可以自然的被吸拔出来，也因为尾部有一个类似扰流板的构造，让风斗永远随着不同的风向转动随着不同的风向转动，除了是一个风向旗之外，也让排气的一端永远处在下风处。建筑设计中的自然通风应用自然通风原理实例分析一般建筑通风 01PART

8、一般建筑通风 一般建筑的自然通风往往直接利用外窗进行空气交换的方式。同时利用热压通风 进行通风设计。 一般建筑通风 沪上生态家 沪上生态家有机的融合了江南建筑韵味与海派建筑元素，并响应本届世博会“低碳世博”的核心理念，合理利用屋顶、墙体、室内立体绿化进行了一系列的新能源的应用、节能减排的低碳生态新理念，立足上海的城市、人文、气候特征，通过“风、光、影、绿、废”五种主要“生态”元素的构造与技术设施的一体化设计，成功反映了中国上海的未来绿色建筑理念 一般建筑通风 -穿堂风 沪上生态家，迎合上海夏季主导季风方向，面南朝北条状布置，并且在建筑中设置多路横向贯穿风道，增强通风效果，实现舒适的室内风环境并

9、减少夏季空调运行时间。在入口等候区域，运用了挑高挑空的通透设计，引入阵阵穿堂风给参观者带来凉爽的感受。 -风笼白色镂空嵌满藤蔓植物的中庭风笼，是根据流体力学“嵌”在整座建筑之中的“生态核”，由于其独特的螺旋造型，当展馆的屋顶被打开之后，由于流体力学的原理，可以让室外的风不断注入馆内，对四面八方的风进行“优化组合”，并通过植物过滤净化系统，使得室内空气保持畅通清新 一般建筑通风 -老虎窗 沪上生态家的屋顶最显眼的就是一排整齐的“老虎窗”，这是老上海石库门房子的典型标志，在上海俗语中，一种开在屋顶上的天窗。 这是自然通风的一个重要通道，使建筑内部原本由于参观时期人流众多者而导致的浑浊空气回归清新。

10、与此同时，自然风带来的凉爽还能降低空调的使用时间以及节约能耗。 02PART大空间建筑通风 大体量的建筑空间仅靠热压通风效果并不明显，常与风压通风一起发挥作用。在大空间出风口的上部常设有阻流式封盖板，其作用除用来遮挡保护出风口，还由于其高于出风口一定距离，设计成中部向下凸出的形式，形成文丘里效应。 在进行通风设计时，由于空间规模及使用性质不同，进风口也选用了不同形式（一般进风口在建筑下部）。汉诺威26号展厅生态型大跨建筑通风 简介： 建筑师： 托马斯赫尔佐格 设计与建造日期：1995-1996 地点： 德国汉诺威 主要特征: 一长200m，宽116m，布置成三跨；二为 贸易展览会组DMAG设计

11、；三体现世博会“人-自然-技术” 的主题。整个建筑外观是一种独具艺术性的技术，是建筑结构和对环境中可持续发展的能量形式进行优化开发的完美体现。设计的目的之一是，开发一种大尺度建筑几何造型，使其综合以下特点：-具有适应大跨度空间的理想形式的悬挂屋面结构。-具有代表性的断面形状，使功能性的空间高度足以呼应大厅的巨大面积，同时能 -提供一个自然通风的必要高度，从而保证了热量上升的构造效果得以充分发挥。建筑物的大面积区域允许自然光线进入，但同时又可避免日光的直射。明亮但不耀眼的光线是创造整个大厅空间品质的关键所在。生态型大跨建筑通风 该建筑的设计充分体现出建筑形式、技术与功能的统一。悬挂式屋面结构为建

12、筑提供了大面积的无柱空间，剖面设计保证建筑的空间可以摆放大尺度的展品。坡起的造型具备很好的拔风效果利于组织室内自然通风。立面4.7m处设置了通风口，新鲜空气进入室内均匀散布到地面，经人流活动等加热后上升到屋脊处排出，屋脊的通风口设有可开启的折板，可根据风向调整角度，确保有效通风。此举使该建筑在空调节能方面的投资费用节省了50%生态型大跨建筑通风 汉诺威26号大厅 通风示意图 文丘里效应的原理是当风吹过阻挡物时，在阻挡物的背风面附近气压相对较低，从而产生吸附作用并导致空气的流动。 26号馆是充分利用文丘里效应“制造”自然通风的典范。生态型大跨建筑通风 03高层建筑通风高层建筑实现自然通风的技术措施包括朝向、形体、空间、细部设计。体形方面：竖向及平面的错位、局部凹进设计空间方面：中庭设计、下沉空间、架空空间的利用、空间的开合等细部设计：通风塔、通风竖井、合理开窗、导风构造等高层建筑通风 PART高层建筑通风 01GSWGSW总部大楼总部大楼 一一个随着气候和光线随时变化表情的建筑个随着气候和光线随时变化表情的建筑