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1、0/52 建筑自然通风设计计算技术导则 Guideline for designing natural ventilation 贵 州 省 住 房 和 城 乡 建 设 厅 发 布 1/52 前 言 根据贵州省住房和城乡建设厅关于下达编制任务的通知（黔建科通2015151 号）的要求，编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考国内外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本导则。本导则主要技术内容是：1.范围；2.规范性引用文件；3.术语和定义；4.计算方法；5.自然通风量常用计算方法。本导则由贵州省住房和城乡建设厅负责管理，由东南大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送东
2、南大学（地址：南京市玄武区四牌楼2 号东南大学动力楼 401，邮政编码：210096）。本导则主编单位：东南大学 贵州中建建筑科研设计院有限公司 本导则参编单位：贵州省建筑节能工程技术研究中心 本导则主要起草人员：钱 华 高迎梅 郑晓红 钟安鑫 潘佩瑶 李新刚 黄巧玲 漆贵海 周 琦 杜 松 李 洋 李金桃 雷 艳 赖振彬 王 翔 刘建浩 李 元 本导则主要审查人员：向尊太 陈京瑞 杨立光 胡俊辉 董 云 王建国 唐 飞 叶世碧 龙 君 然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规
3、范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系0/52 目录 1 总则.0 2 术语和符号.1 2.1 术语.1 2.2 符号说明.2 3 计算方法.4 3.1 一般规定.4 3.2 自然通风应用潜
4、力.5 3.3 自然通风原理.10 3.4 自然通风策略.11 3.5 自然通风的设计计算步骤.17 4 自然通风量常用计算方法.22 4.1 理论分析方法.22 4.2 多区模型.22 4.3 计算流体力学（CFD）.23 附录 A：风压系数pC.27 附录 B：有效热量法.30 然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司
5、本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系0/52 1 总则 1.0.1 为贯彻执行国家有关节约能源、保护环境的政策和法规，改善我省建筑室内环境，提高室内热舒适性，室内空气品质，降低建筑能耗，遵照现行国家有关标准，和自然通风研究现状，根据我省实际情况，制定本导则。1.0.2 本导则规定了用于计算建筑自然通风的术语和定义、编制原则、计算方法。1.0.3
6、 本导则适用于我省建筑自然通风的设计计算方法的制定。1.0.4 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。贵州居住建筑节能设计标准DBJ 52-49-2008 民用建筑供暖通风及空气调节设计规范GB 50736-2012 采暖通风及空气调节设计规范GB 50019-2003 建筑通风效果测试及评价标准JGJ/T 309-2013 ASHARE Standard 55-2010 CIBSE：Natural ventilation in non-domestic in buildin
7、gs 1.0.5 建筑自然通风设计算，除可参照本导则外，尚应符合国家现行有关标准和规范的规定。然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原
8、理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系1/52 2 术语和符号 2.1 术语 2.1.1 自然通风 Natural ventilation 依靠室外风力造成的风压和室内外空气温度差造成的热压等自然力，促使空气流动，使得建筑室内外空气交换的通风方式。2.1.2 穿堂风（贯流式通风）Cross ventilation 通常是指建筑物迎风一侧和背风一侧均有开口，且开口之间有顺畅的空气通路，从而使自然风能够直接穿过整个建筑。这是一种主要依靠风压进行的通风。2.1.3 单面通风 Single-side ventilation 当自然风的入口和
9、出口在建筑物的同一个外表面上，这种通风方式被称为单面通风。这是一种主要依靠热压进行的通风。2.1.4 风井或者中庭通风 Chimney or atrium ventilation 主要利用热压进行自然通风的一种方法，通过风井或者中庭中热空气上升的烟囱效应作为驱动力，把室内热空气通过风井和中庭顶部的排气口排向室外。2.1.5 热压 Buoyancy pressure 由建筑开口两端得温度差引起的密度差造成压力差异。2.1.6 热压通风 Buoyancy-driven ventilation 利用室内外热压引起的压差来进行室内外空气交换。2.1.7 风压 Wind-driven pressure
10、由于建筑物的阻挡，使四周空气受阻，动压下降，静压升高，侧面和背面产生局部涡流静压下降和远处受干扰的气流相比，这种静压的升高和降低统称为风压。2.1.8 风压通风 Wind-driven ventilation 利用室内外风压引起的压差来进行室内外空气交换。然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能
11、工程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系2/52 2.1.9 混合式通风 Mixed-mode ventilation 混合式通风系统是指自然通风和机械通风在一天的不同时刻或一年的不同季节里，在满足热舒适和室内空气质量的前提下交替或联合运行的通风系统。2.1.10 太阳诱导通风 Ventilation induced by solar energy 依靠太阳辐射给建筑结构的一
12、部分加热，从而产生大的温差，及传统的有内外温差引起流动的浮升力驱动策略相比，能获得更大的风量。2.2 符号说明 A 建筑开口面积，2m wP 风压，Pa*A 有效开口面积，*wA*bA分别为穿堂风时风压和热压作用时的开口有效面积,2m sP 热压，Pa tbAA 建筑顶部和底部的开口面积，2m wP 风压作用下建筑开口两侧压差，Pa c 空气的比热容，kJ/(kg ）sP 热压作用下建筑开口的两侧压差，Pa pC 风压系数，12ppCC、为开口 1 和开口 2处的风压系数 Q 建筑余热（显热），kJ/h sC 热压系数 0T 室外空气温度，K dC 开口流量系数，一般小于 1 iT 1,2,3
13、i 区域i的温度，K g 重力加速度，取 9.82m/s avgT 建筑内部平均温度，K G 通过建筑开口的空气质量流量,kg/s wT 工作区温度，根据卫生标准规定，K ih 开口i的高度，m eT 建筑上部开口的排气温度，K h 两开口的中心高度差，m T z（）温度随高度 z 的变化值；H 建筑物（房屋）高度，m T 平均温差，K k 沿高度方向的温度梯度，/m T 开口两侧的温差，K L 通过开口的体积流量，3m/s v 空气流过开口时的流速，m/s P 建筑开口两侧压差，Pa v 自由来流的速度，m/s ()P z 高度 z 处建筑开口两侧压差，Pa z 垂直高度，m 希腊字母：烟囱
14、穿过屋顶部分的倾斜角度，空气密度，3kg/m;然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常
15、用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系3/52 开口的局部阻力系数 穿过开口的空气密度差，3kg/m i 参考温度iT下的空气密度，3kg/m 0 参考温度0T下的空气密度，3kg/m 下标：t 顶部开口 b 底部开口 然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则
16、主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系4/52 3 计算方法 3.1 一般规定 3.1.1 通风时应优先考虑采用自然通风消除建筑物余热、余湿和降低污染物浓度。对于室外空气污染和噪声污染严重的地区，不宜采用自然通风。当自然通风不能满足要求时，应采用机械通风，或自然通风和机械通风结合的混合式通风。3.1.2 利用自然通风的建筑在设计时应满足：1 利用穿堂风进行自然通风的建筑，其迎风面及夏季主导风向宜
17、成 6090，且不应小于 45，同时应考虑可利用的春秋季风向以充分利用自然通风；2 建筑群宜采用错列式、斜列式平面布置形式。3.1.3 自然通风区域及外墙开口或屋顶天窗的距离宜较近。通畅的通风开口面积不应小于房间地板面积的 5%，其中：生活、工作的房间的通风开口有效面积应不小于该房间地板面积的 5%；厨房的通风开口有效面积应不小于该房间地板面积的 10%，并不得小于 0.60m2。建筑内区房间若通过邻近房间进行自然通风，其通风开口面积及房间地板面积的比例应在上述基础上有所提高。各地具体情况应按当地相关标准执行。3.1.4采用自然通风的建筑，应先对建筑进行自然通风潜力分析，并依据气候条件设计自然
18、通风策略。3.1.5 宜结合建筑设计，合理利用各种被动通风技术强化自然通风，如捕风装置、屋顶无动力风帽装置、太阳能诱导通风等方式。3.1.6 自然通风的空气从上游流向下游时会导致下游区域的空气质量和舒适性下降。气流组织方向应由干净区域向污浊区域流动。卫生间和厨房的气流应直接排向室外，必要时应使用排风扇或其它机械通风方式。然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位
19、东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系5/52 3.1.7 建筑设计时尽量避免出现空气不流通区域，空气不流通会导致空气质量下降和舒适性变差。3.1.8 夏季自然通风应采用阻力系数小、易于操作和维修的进、排风口或窗扇。3.1.9 夏季自然通风用的进风口，其下缘距室内地面的高度应不大于 1.2m；冬季自然通风用的
20、进风口，当其下缘距室内地面的高度小于 4m时，应采取防止冷风吹向人员活动区的措施。3.2 自然通风应用潜力 3.2.1 自然通风的热舒适性不同于机械通风。ASHARE Standard 55-2010 根据对21000 个主要办公大楼测量所得的数据库建立了一个热舒适度适应模型，用来预测自然通风热舒适度，结果如图 3.2.1-1所示。该图包含两个温度上限：满足 80%可接受需求的上限，如图中实线所示；满足 90%可接受需求的上限，如图中虚线所示。当其他要求都未知时，80%可接受上限可作为典型的限度。90%可接受上限适用于需要满足更高要求的情况。对于图 3.2.1-1 中显示的温度上下限，不能使用
21、外插法对室外温度在限度以外的情况进行求解。图 3.2.1-1 自然通风条件下可接受的操作温度 然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原
22、理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系6/52 3.2.2 贵州省冬季多偏北或东北风而夏季多偏南或东南风（见表 3.2.2-1）。这种具有规律性的季风特点对于建筑中采用自然通风是非常有利的。表 3.2.2-1 设计用室外气象参数 市 海拔高度（m）室外平均风速（m/s）冬季主导风向 夏季主导风向 室外计算干球温度（）冬季 夏季 冬季通风 夏季 通风 威宁 2237.5 3.1 2.6 北风转东北风 南风转东南风-1.2 20.8 桐梓 972.0 1.7 2.1 东风 南风转东南风 0.8 28.1 毕节 1510.6 0.4 1.
23、3 东北风 东南风-0.6 25.7 遵义 843.9 1.0 1.3 东风 南风 1.0 28.9 贵阳 1223.8 2.3 2.1 东北风 南风 0.7 27.0 三穗 626.9 1.6 1.5 北风 南风转东南风 0.2 29 兴义 1378.5 1.6 2.3 东北风 南风 1.9 25.4 室外气象条件是影响自然通风的主要因素，也是建筑物自然通风潜力评价的必要输入条件，选取由清华大学和中国气象信息中心气象资料室合作开发的逐时气象然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范
24、围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系7/52 资料（CSWD），其基础数据来源于全国 270 个地面气象台站 1971-2003 年的气象观测数据。根据贵州省各市典型气象年（CSWD）
25、数据计算贵州省各城市的月平均温度如表 3.2.2-2 所示：表 3.2.2-2 各城市月平均温度（）城市 月份 威宁 桐梓 毕节 遵义 贵阳 三穗 兴义 1 2.97 4.93 2.06 4.33 5.66 4.76 7.11 2 4.95 6.89 3.95 6.15 7.06 6.48 9.58 续表 3.2.2-2 各城市月平均温度（）城市 月份 威宁 桐梓 毕节 遵义 贵阳 三穗 兴义 3 8.20 10.57 8.72 10.50 11.37 10.41 13.39 4 11.10 16.03 13.76 15.08 16.24 16.33 17.67 5 14.64 18.09 1
26、6.62 19.99 19.46 19.30 19.76 6 16.24 21.98 19.62 23.03 22.60 22.88 21.03 7 17.41 24.54 21.42 25.21 24.03 25.24 22.31 8 17.49 24.25 21.24 23.70 23.10 24.99 21.84 9 14.79 20.11 18.09 21.05 20.84 21.31 19.96 10 11.67 16.00 14.28 16.56 16.21 15.84 16.19 11 7.25 11.75 10.26 12.32 12.28 10.67 12.70 12 3.2
27、9 6.18 4.78 6.54 6.94 6.07 8.13 然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原理自然通风策略自然通风的设计计
28、算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系8/52 当室外温度过低时，自然通风很难保证热舒适性。根据实际工程情况，需要加设供暖设备，或自行调节窗户等开口以满足热舒适。本导则设定的自然通风的最低室外温度为 12。根据上表以及图 34.2.1-1中自然通风建筑的舒适性标准，在90%满意率的情况下得到各地区不同月份的室内舒适温度范围如下表所示，在绝大多数时间内，自然通风可以满足热舒适性。表 3.2.2-3 各城市自然通风室内舒适温度范围（）月份 地点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 威宁 下 18.5 19.8 20.1 20.9 21 19.9 1
29、8.8 上 23.5 24.8 25.2 25.9 26 24.9 23.9 桐梓 下 18.6 20.1 20.6 22 23 22.9 21.4 20.4 18.9 上 23.2 23.1 25.9 27.1 27.9 27.6 26.5 25.5 23.9 毕节 下 19.4 20.5 21 21.9 21.7 20.7 19.7 18.6 上 24.9 25.7 26.4 26.9 26.7 25.8 24.8 23.6 遵义 下 18.5 19.9 21.2 22.2 23.2 22.7 26.9 20.3 19 然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总
30、结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系9/52 上 23.5 25.1 26.6 27.4 28.2
31、27.7 21.6 25.5 24 贵阳 下 18.8 20.2 21 22.2 22.8 22.2 21.6 20.2 19 上 23.8 25.3 26.3 27.3 27.8 27.4 26.9 25.3 24 三穗 下 18.5 20.2 20.9 21.1 23.2 23 21.7 20 18.6 上 23.5 25.3 26.3 26.5 28.2 28 26.7 23 23.2 兴义 下 19.2 20.7 21.1 26.9 22 22.4 21.2 20.2 19.2 上 24.7 25.7 26.4 21.6 27 27.3 26.6 25.3 24.3 3.2.3 建筑周
32、围微环境预测及优化 贵州地区夏季主导风向为偏南或东南风，建筑采用坐北朝南更有利于风压通风。建筑群错列、斜列的平面布局形式相对行列式更有利于自然通风。建筑周围的树木等植被的布置对气流会产生一定的遮挡、导流及缓和作用；其次，植被本身对空气质量及热舒适性有较强的改善作用。进风口附近的绿化，在夏季有明显的降温效果，水体有降温及加湿作用。通过实验或者软件模拟建筑周围风环境如压力场、温度场和速度场等，为自然通风的风压和热压具体应用方案提供依据。然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引
33、用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系10/52 3.3 自然通风原理 3.3.1 自然通风量计算：建筑开口的两侧存在的压力差P计算公式为：22vP （3.3.1-1）上式可改为：22dPPvC（
34、3.3.1-2）开口面积和通过开口的空气体积流量的关系为：2dPLC A（3.3.1-3）或质量流量：2dGC Ap（3.3.1-4）式中1dC为开口的流量系数，在边缘比较明显的洞口流动中，流量系数的取值是0.61，基本及雷诺数的取值无关。3.3.2 风压作用下的自然通风，建筑物周围的风压分布及建筑物的几何形状和室外风向有关。风向一定时，建筑物外围护结构上某一点的风压值为：202wpPCv （Pa）（3.3.1-5）风压系数pC可通过 CFD或者风洞实验得到，见附录 A。3.3.3 热压作用下的自然通风，没有风的情况下，由建筑开口两侧的温差引起密度差造成空气流动，如图 3.3.2-1 所示，假
35、定室内温度高于室外温度，即10TT。0z 01bPPP （3.3.1-6）图3.3.2-1 热压作用下自然通风 然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风
36、应用潜力自然通风原理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系11/52 处，室外压力0PP，室内压力1PP，中和面处室内外压力相等，当上下开口大小相等时，中和面位于两开口的中间位置。底部开口两侧压差为：顶部开口两侧压差为：则热压作用下建筑开口两侧的压差为：01-stbPPPgh =（）（3.3.1-8）上式表面，热压压差及开口两侧空气密度差以及开口间的高度差h有关。3.3.4 风压和热压联合通风，当风压和热压同时作用于建筑时，它们将联合起来决定通过建筑物开口的空气流动。如果两种压力的正负一致，它们将增加空气流量，但是如果正负相反，将减少
37、空气流量，并且在一定的条件下，这两种压力会相互抵消，从而使得没有空气流过开口。3.4 自然通风策略 3.4.1 单侧通风和穿堂风：图 3.4.1-1 所示，单侧通风通过使用窗户或其他通风装置来使室外空气进入建筑物，同时室内空气从同一开口或从同一面墙上的另一个开口流出。单侧通风主要驱动力是热压，特别是小开口的情况。当有多个开口设置在同一立面的不同高度时，除风压作用外，热压作用也可增加通风量。1 单侧开口房间热压驱动自然通风 图 3.4.4-1（a）所示，设计计算时，对于需求的通风量q，以及确定的高差h，可以计算开口面积A：idTqACTgh（3.4.1-1）101100100101)()(-)(
38、-)-tbPP hP hPghPghPPghPgh （）（）（3.3.1-7）然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原理自然通风策略自
39、然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系12/52 图 3.4.1-1（b）所示，设计计算时，同样利用公式(27),来计算开口面积，但是这里的h为开口高度的一半。2 穿堂风 图 3.4.1-2 所示，设计计算时，对于需求的通风量q，可以计算开口面积A：12pdCAq C v （3.4.1-2）穿堂风是建筑自然通风的一种常见形式，也是强化通风的最好方式之一。一般来说主要指风压作用下的室外空气从房间的一侧入口进入，另一侧出口流出，且贯穿房间内部空间。房间内部若出现隔断，穿堂风效果就大打折扣，合理的室内布局和隔断可以改善通风状况，使之流动较为均匀，有利于舒
40、适和健康。一般来说，进深较小的房间更容易实现穿堂风，且进出口之间的距离不应大于房间高度的 5 倍。对于大体量建筑，穿堂风的利用具有一定难度，不过可以设置大的贯穿腔 （a）单侧通风，双开口（max2.5WH）（b）单侧通风，单开口（max2WH）图 3.4.1-1 单侧自然通风 图 3.4.1-2 穿堂风示意图 然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵
41、州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系13/52 实现，包括横向和竖向腔体，如天井、中庭、走廊等。由于风压受室外环境的制约较大，穿堂风并不稳定。3.4.2 强化自然通风的技术手段，可以通过一些技术手段加强建筑的自然通风。1 中庭拔风 中庭是现代办公建筑中常采用的一种建筑构件，它不仅能将室外光源带入室内，起到采光的作用，
42、而且能实现自然通风。中庭拔风利用建筑内竖直腔体垂直方向上的温度梯度和室内外温差，让上下开口之间产生热压差，驱动自然通风。中庭拔风也称为“烟囱效应”。根据伯努利方程可得，通风量及开口间的高差成正比，即当温差不变时，通风量随高差的增大而变大。该通风方式还及室内外温差有关，一般来说温差越大，通风量越大。所以可以通过加热上部开口处的空气，使之产生更大的温差，以加强通风。建筑内部有热源，如人体、设备等散热将使室内温度升高，从而加大温差，更有利于自然通风。很多公共建筑利用该策略加强通风，可以通过机械装置吸入室外新鲜空气，穹顶吸收太阳能，利用“烟囱效应”将室内空气从顶部排出。或者利用金属（例如铜质）穹顶吸收
43、太阳能，加大室内外温差，从而驱动自然风从下部开窗进入，建筑顶部排出。常见的中庭拔风形式见图 3.4.2-1 所示。图 3.4.2-1 中庭拔风示意图 2 风井通风 风井包括气井、烟囱、通风塔等多种建筑形式元素，它以气压差为动力，若辅然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则主
44、要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系14/52 以必要措施（如设置小型风道和气流控制阀等）就可解决室内自然通风的控制问题。通常利用通风帽来加强自然通风。风向对建筑自然通风的影响很大，为了解决风向不稳定性使单向排（捕）风的风帽难以满足通风帽是建筑常采用的一类加强自然通风的技术，尤其是大型厂房、地下室等密闭空间。该技术利用风压和热压捕获自然风，而通风帽的热压作用必须及风压作用方向一致才会强化其通风效
45、果，且强化热压作用效果可利用太阳能，现已发展了一种风压及热压耦合的自调节方向的通风帽。该通风帽利用自然风、太阳能集热蓄热材料提供的热压来共同驱动室内的进风和排风，以实现双向通风。无动力屋顶通风器，无动力式通风器是利用自然界空气对流的原理,将任何平行方向的空气流动,加速并转变为由下而上垂直的空气流动。3 太阳能诱导通风 太阳能诱导通风依靠太阳辐射给建筑结构的一部分加热，从而产生大的温差，因此及传统的有内外温差引起流动的浮升力驱动策略相比，能获得更大的风量。太阳能烟囱是一类将热能转换成动能的强化自然通风设备，它将太阳辐射作为动力，利用密度差提供空气流动的浮力。这项技术已被广泛采用，欧美国家及部分亚
46、洲国家将它应用于建筑采暖、通风及太阳房。目前，太阳能烟囱大致分为三类：竖直式太阳能烟囱、倾斜式太阳能烟囱、Trombe 墙体式太阳能烟囱如图 3.4.2-2 图 3.4.2-4。不同形式的太阳能烟囱其强化自然通风性能也存在差异，如表 3.4.2-1所示。然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工
47、程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学附录风压系15/52 错误!未找到引用源。（a）用于冬季加热 （b）用于夏季通风 图 3.4.2-4 Trombe墙体式太阳能烟囱 1透明材料 2 空气通道 3 蓄热及绝热材料 4 外部冷空气 太阳能烟囱通过太阳辐射被加热，蓄存在该结构中的热可被用于通风。被加热的烟囱外表面通过将建筑物内部的空气引出，并将其从顶部排走的方式实现自然通风的流动。室外的
48、空气进入建筑物以更换内部热的，滞留的空气。特隆布墙集热器传统上用于空间加热，采用的方式是空气从房间进入墙低内部，被集热器加热，然后从高处返回房间，图 3.4.2-4（a）的布置方式是用于冬季的，这时特隆布墙被用于加热房间空气。如图 3.4.2-4(b)所示，通过在玻璃上设置一个位于高处的外部开口，关闭通向房间顶部开口，则这个装置就可以通过从另一开口将室外空气引入房间，将热空气通过特隆布抽走，从而用于冷却房间。图 3.4.2-2 竖直式太阳能烟囱 1透明材料 2 空气通道 3 蓄热及绝热材料 图 3.4.2-3 倾斜式太阳能烟囱 1透明材料 2 空气通道 3 蓄热及绝热材料 室外 室内 室内 室
49、外 然通风建筑导则编制任务的通知黔建科通号的要求编制组经广泛调查研究认真总结实践经验参考国内外先进标准并在广泛征求意见的基础上制定本导则本导则主要技术内容是范围规范性引用文件术语和定义计算方法自然通风量常用建议请寄送东南大学址南京市玄武区四牌楼号东南大学动力楼邮政编码本导则主编单位东南大学贵州中建建筑科研设计院有限公司本导则参编单位贵州省建筑节能工程技术研究中心本导则主要起草人员钱华高迎梅郑晓红钟安鑫潘佩胡俊辉董云王建国唐飞叶世碧龙君目录总则术语和符号术语符号说明计算方法一般规定自然通风应用潜力自然通风原理自然通风策略自然通风的设计计算步骤自然通风量常用计算方法理论分析方法多区模型计算流体力学
50、附录风压系16/52 表 3.4.2-1 不同太阳能烟囱形式的自然通风性能比较 太阳能烟囱形式 优点 缺点 竖 直式 结构简单，能及建筑较好的匹配，且安装方便。烟囱内部压力损失比较大，且烟囱的最佳深高比不理想或不存在。倾 斜式 烟囱内部压力损失小，速度分布均匀，通风量较大。倾斜角决定烟囱性能，安装较复杂。Trombe 墙体式 冬天可供暖，存在最佳深高比且容易实现。存在回流现象，压力损失大。目前国内外学者对于太阳能烟囱的研究主要通过理论、实验和数值模拟方法，研究发现它的通风性能受到烟囱结构、墙体物性、太阳辐射强度、气象参数等影响。合理的利用并优化太阳能烟囱能更好的为人们创造绿色、节能、舒适的居住