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3.2.7条文说明 建筑中庭的通风要求。

(2013-10-12 16:10:59)
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杂谈

3.2.7建筑中庭的通风要求。原4.2.7条修改。
建筑中庭空间高大,在炎热的夏季,太阳辐射将会使中庭内温度过高,大大增加建筑物的空调能耗。自然通风是改善建筑热环境,节约空调能耗最为简单、经济,具有良好效果的技术措施。采用自然通风能提供新鲜、清洁的自然空气(新风),降低中庭内过高的空气温度,减少中庭空调的负荷,从而节约能源。而且中庭通风改善了中庭内热环境条件,有利于人们的生理和心理健康,满足了人和大自然交往的心理要求,提高建筑中庭的舒适度,所以中庭通风应充分考虑自然通风,必要时设置机械排风。
建筑中庭自然通风最基本的原理是利用风压和热压。其中人们所常说的“穿堂风”就是利用风压在建筑内部产生空气流动。当风吹向建筑物正面时,因受到建筑物表面的阻挡而在迎风面上产生正压区,气流再偏转绕过建筑物各侧面及背面。在这些面上产生负压区,自然通风的风压就是建筑迎风面和背风面的压力差,而这个压力差与建筑形式,建筑与风的夹角以及周围建筑布局等因素相关。当风垂直吹向建筑正面时,迎风面中心处正压最大,在屋角及屋脊处负压最大。在迎风面上的负压为自由风速动压力的0.5~0.8倍,而在背风面上,负压为自由风速动压力的0.3~0.4倍。
由于自然风的不稳定性,或由于周围高大建筑或植被的影响,许多情况下在建筑周围无法形成足够的风压,这时就需要利用热压原理来加强自然通风。它是利用建筑中庭高大空间内部的热压,即平常所讲的“烟囱效应”热空气上升,从建筑上部风口排出,室外新鲜的冷空气从建筑底部被吸入,热压作用与进排风口度差H的关系可以写成△Pstack= gHβ△t( 为空气密度,β为空气膨胀系数),也就是说,室内外空气温度差越大,进排风口高度差越大,则热压作用越强。
热压作用下的自然通风量N可用式(2)计算:
 (2)
式中:A1、A2分别为进、排风口面积,m2;tN、tW分别为室内外温度,℃。
利用风压和热压来进行自然通风往往是互为补充,密不可分的。但是,热压和风压综合作用下的自然通风非常复杂,风压和热压什么时候相互加强,什么时候相互削弱还不能完全预知,因此一般来说,建筑进深小的部位多利用风压来直接通风,而进深较大的部位多利用热压来达到通风的效果。风的垂直分布特性使得高层建筑比较容易实现自然通风。但对于高层建筑来说,焦点问题往往会转变为建筑内部(如中庭、内天井)及周围区域的风速是否会过大或造成紊流,新建高层建筑对于周围风环境特别是步行区域有什么影响。在公共建筑中利用风压和热压来进行自然通风的实例是非常多的,它利用中庭的高大空间,外围护结构为双层通风玻璃幕墙,在内部的热压和外表面太阳辐射作用下,即平常所讲的“烟囱效应”热空气上升,形成良好的自然通风。
对于一些大型体育馆、展览馆、商业设施等,由于通风路径(或管道)较长,流动阻力较大,单纯依靠自然的风压,热压往往不足以实现自然通风。而对于空气和噪声污染比较严重的大城市,直接自然通风会将室外污浊的空气和噪声带入室内,不利于人体健康,在上述情况下,常常采用一种机械辅助式自然通风系统。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(土壤预冷、预热、深井水换热等),并借助一定的机械方式来加速室内通风。
由于建筑朝向、形式等条件的不同,建筑通风的设计参数及结果会大相径庭;周边建筑,植被甚至还会彻底改变风速、风向;建筑的女儿墙,挑檐,屋顶坡度等也会在很大程度上影响建筑围护结构表面的气流。因此在处理建筑中庭通风时不能陷入教条,必须具体问题具体分析,并且要与建筑设计同步进行(而不是等到建筑设计完成之后再做通风设计)。我国目前在这方面的设计研究还比较落后,大部分建筑师尚缺乏相关意识,各工种之间的合作也有待改进,但随着我国建筑节能的迅速发展,随着可持续发展的设计理念得到越来越多的重视,建筑自然通风及相关技术必将成为建筑师关注的焦点。
因此,对于建筑中庭空间高大,一般应考虑在中庭上部的侧面开一些窗口或其他形式的通风口,充分利用自然通风,达到降低中庭温度的目的。必要时,应考虑在中庭上部的侧面设置排风机加强通风,改善中庭热环境。尤其在室外空气的焓值小于建筑室内空气的焓值时,自然通风或机械排风能有效地带走中庭内的散热量和散湿量,改善室内热环境,节约建筑能耗。

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