本文摘要：北京地區(qū)辦公建筑采用自然通風(fēng)的節(jié)能潛力較大，混合通風(fēng)的通風(fēng)節(jié)能潛力最大。這篇 建筑類論文 通過觀察ACSR與窗地面積比關(guān)系，窗地面積比越大ACSR越大，當(dāng)窗地面積比超過4%時(shí)，ACSR隨之的變化較少，可以忽略。《 建筑節(jié)能 》雜志，創(chuàng)刊于1973年，是由中國建
北京地區(qū)辦公建筑采用自然通風(fēng)的節(jié)能潛力較大，混合通風(fēng)的通風(fēng)節(jié)能潛力最大。這篇建筑類論文通過觀察ACSR與窗地面積比關(guān)系，窗地面積比越大ACSR越大，當(dāng)窗地面積比超過4%時(shí)，ACSR隨之的變化較少，可以忽略。《建筑節(jié)能》雜志，創(chuàng)刊于1973年，是由中國建筑東北設(shè)計(jì)研究院有限公司主辦，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑節(jié)能中心、清華大學(xué)建筑節(jié)能中心和中國建筑學(xué)會(huì)建筑材料分會(huì)協(xié)辦的國家級(jí)建筑節(jié)能專業(yè)技術(shù)期刊。
【摘要】近年來，在節(jié)約能源、保持良好的室內(nèi)環(huán)境空氣品質(zhì)雙重壓力下，自然通風(fēng)作為一項(xiàng)清潔、經(jīng)濟(jì)、簡單的節(jié)能技術(shù)，脫穎而出。本文對(duì)自然通風(fēng)進(jìn)行全面的闡述，并采用DEST軟件模擬及動(dòng)態(tài)耦合能耗分析法計(jì)算某地區(qū)辦公建筑三種通風(fēng)類型下的自然通風(fēng)與能耗關(guān)系。結(jié)果顯示自然通風(fēng)在一定條件下，最高減少建筑能耗達(dá)63%，建議自然通風(fēng)集合風(fēng)壓和熱壓的共同作用。
【關(guān)鍵詞】自然通風(fēng);DEST軟件;能耗分析法
1前言
自然通風(fēng)是指利用建筑物由于室內(nèi)和室外空氣的密度不同，引起的壓力差，造成空氣流動(dòng)，以達(dá)到通風(fēng)換氣[1]。自然通風(fēng)技術(shù)在流動(dòng)模擬、自然通風(fēng)熱舒適性等技術(shù)上取得了可期的成果，但我國自然通風(fēng)技術(shù)研究還不是很成熟，相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)也不全面。本文將詳細(xì)的介紹自然通風(fēng)，希望給予自然通風(fēng)利用提供參考。
2自然通風(fēng)的形成
空氣在壓差情況下的流動(dòng)稱為自然通風(fēng)。自然通風(fēng)形成的原理有兩種，因此可以分為兩種風(fēng)壓自然通風(fēng)和熱壓自然通風(fēng)[2]，風(fēng)壓與熱壓綜合通風(fēng)，另外還有機(jī)械輔助通風(fēng)。
2.1利用風(fēng)壓實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)
建筑物會(huì)阻擋風(fēng)的方向，這樣建筑物應(yīng)對(duì)面會(huì)產(chǎn)生正壓力，此時(shí)在建筑的各個(gè)側(cè)面及背面會(huì)形成負(fù)壓力。風(fēng)壓通風(fēng)是利用建筑物正壓力和負(fù)壓力之差達(dá)到空氣的流通。
2.2通過熱壓形成通風(fēng)
自然通風(fēng)是通過室內(nèi)的冷熱空氣造成的熱壓差即“煙囪效應(yīng)”。
2.3熱壓和風(fēng)壓共同作用通風(fēng)
利用自然通風(fēng)時(shí)，一般都是風(fēng)壓和熱壓兩種通風(fēng)相互結(jié)合，對(duì)于進(jìn)深淺的房屋大多是風(fēng)壓作用來通風(fēng)，對(duì)于進(jìn)深大的房屋一般都用風(fēng)壓作用通風(fēng)。
3風(fēng)作用下的建筑節(jié)能
通風(fēng)作用下，建筑物和人能夠得到三種基本功能:第一種功能稱為健康通風(fēng);第二種功能熱舒適通風(fēng);第三種功能是降溫通風(fēng)。
3.1健康通風(fēng)與節(jié)能
建筑通風(fēng)能更換房間內(nèi)空氣，更新新鮮健康的空氣，防止霉菌的生成。合理有效的對(duì)建筑物進(jìn)行自然通風(fēng)，能夠更好的滿足其要求，同時(shí)也能起到節(jié)能，降低能耗。
3.2熱舒適通風(fēng)與節(jié)能
人體活動(dòng)程度、衣服熱阻(衣著情況)、空氣溫度、空氣濕度、平均輻射溫度、空氣流動(dòng)速度這6個(gè)因素是影響人體熱舒適的主要因素，而通風(fēng)將產(chǎn)生很大作用幫助人體達(dá)到熱舒適。合理利用自然通風(fēng)能夠在不利用額外能耗的情況下，滿足人體熱舒適需求。
4充分利用自然通風(fēng)達(dá)到節(jié)能效果
自然通風(fēng)能夠降低氣溫達(dá)到人們對(duì)熱舒適的需求，不需要消耗能量，達(dá)到熱調(diào)節(jié)，對(duì)于節(jié)能和生態(tài)方面有很好的效益，因此要很好地利用自然通風(fēng)。
4.1建筑體型與建筑群的布局的設(shè)計(jì)
自然通風(fēng)效果的好壞依托于建筑群的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)注重建筑采暖和避免太陽輻射過多的時(shí)候，應(yīng)該是建筑更好的利用夏季主導(dǎo)風(fēng)，同時(shí)對(duì)于建筑部分應(yīng)該合理布置建筑之間的距離。
4.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)開口的設(shè)計(jì)
建筑物內(nèi)空氣流動(dòng)和通風(fēng)效果的好壞依托于建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)開口的設(shè)計(jì)，比如窗戶的類型和打開方式，門窗的面積比以及開口的各種設(shè)計(jì)等方面。
5工程應(yīng)用案例及分析
通過DeST軟件對(duì)某地區(qū)實(shí)地辦公建筑物進(jìn)行一次模擬，找出圖通形式的自然通風(fēng)所具有的潛力。根據(jù)自然通風(fēng)的形成條件，分為三種辦公建筑:(1)混合通風(fēng)建筑;(2)貫流通風(fēng)建筑;(3)單側(cè)通風(fēng)建筑。
5.1模型參數(shù)設(shè)定
為了使實(shí)驗(yàn)更具說服力，對(duì)三種類型的辦公室規(guī)格一樣都是6層，每層為3m，實(shí)驗(yàn)中對(duì)辦公區(qū)域和走廊設(shè)置為研究區(qū)域。模型參數(shù)設(shè)定如下:(1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。根據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189-2005)對(duì)于建筑物的遮陽系數(shù)和各種維護(hù)系數(shù)規(guī)范，研究對(duì)象外墻是混凝土加聚苯板，傳熱系數(shù)為0.42W/(m2•K);外窗，傳熱系數(shù)為1.4W/(m2•K)，遮陽系數(shù)為0.57;屋頂傳熱系數(shù)為0.306W/(m2•K)。(2)室內(nèi)放熱，活動(dòng)。認(rèn)定顯熱負(fù)荷為64W，濕負(fù)荷為0.084kg/h。(3)建筑物空調(diào)的設(shè)置。只有辦公區(qū)域設(shè)置空調(diào)度數(shù):屋內(nèi)溫度最高為27℃，最低溫度為17℃，相對(duì)濕度最高為78%，最低為28%。自然通風(fēng)條件下在屋外空氣溫度處于17～27℃，且相對(duì)濕度低于80%時(shí)進(jìn)行自然通風(fēng)。(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入。DeST軟件中找出門和窗的阻力模型。選擇四周空曠的建筑物，通過CFD模擬找出分布的風(fēng)壓系數(shù)。(5)控制指標(biāo)。采用窗地面積比作為建筑設(shè)計(jì)中自然通風(fēng)的控制指標(biāo)，取窗地面積比為3%～13%，分別計(jì)算三種自然通風(fēng)類型辦公建筑的全年節(jié)能率ACSR。
5.2模擬結(jié)果
圖1和圖2展示了三種自然通風(fēng)類型辦公建筑的全年節(jié)能率和全年冷負(fù)荷的模擬結(jié)果。采用混合通風(fēng)形式的辦公建筑的ACSR最大可達(dá)到66%，全年冷負(fù)荷從41kWh/m2降低到了13kWh/m2.
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