现代住宅通风整理.docx

室外自然通风：

2008.5
郑智娟
广州地区围合式住宅组团室外风环境研究
孟庆林
2008.5
丘子为
广州地区围合式及行列式居住组团室外热环境设计方法分析
孟庆林
2009.4
李琼
湿热地区规划设计因子对组团微气候的影响研究
孟庆林

室内自然通风：
2003.6
唐毅
住宅自然通风与窗户的关系
孟庆林
2009.11
秦翠翠
广州地区居住建筑自然通风节能效果与措施研究
赵立华
2010.4
粟烨岭
房间自然通风、电扇调风、空调器三联控节能方法的实验研究
孟庆林
2010.6
李跃群
遮阳构件对室内自然通风影响的研究
孟庆林
2012.6
杜巍
广州地区住宅机械通风技术的研究
赵立华
2013.6
秦翠翠
广州地区住宅通风技术研究
赵立华
2013.9
张卓鹏
广州地区围合式住区室内自然通风研究
赵立华

唐毅：住宅自然通风与窗户的关系（2003.6）
研究对象： 住宅室内通风效果与窗户面积、位置、室内外风速之间的关系
该研究中涉及了哪几个主要概念和主要问题：
1空调开启时段，室内新风量是否能满足最小新风量要求？
2空调间歇期，房间窗扇开启时是否能尽更换室内空气？
3夏季空调季节的间歇期以及全年的过渡季节房间窗户的开启可否达到一定的换气次数？
主要研究内容和流程：
1 模拟计算步骤——两步法：
模拟工作按两步进行。第一步，可以采用较粗的网格，对建筑物外部环境进行模拟；第二步，将第一步的计算结果作为第二步的初始条件，缩小模拟的区域，细化网格，这样可大大减小计算量和缩短计算时间。文献采用这种方式，并称之为两步法。模型主要包括两个大类：室外风场模型、室内风场模型。
2 模拟流程：

研究工具： PHOENICS 软件
评价指标：
1 我国现有的有关室内通风的标准和规范：
规范一、《住宅建筑设计规范》(GBJ50096-1999)[39]中：
5.1.4 卧室、起居室（厅）应有与室外空气直接流通的自然通风。单朝向住宅应采取通风措施。
5.1.5 采用自然通风的房间，其通风开口面积应符合下列规定：
1. 卧室、起居室（厅）、明卫生间的通风开口面积不应小于该房间地板面积的1／20。
2. 厨房的通风开口面积不应小于该房间地板面积的1/10， 并不得小于0.60㎡。
标准一、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》（征求意见稿2003 年2 月）相关条文：
4.0.11 可开启的外窗（或阳台门）面积与房间地面面积之比值不应小于0.08。
3.0.1 夏季空调室内热环境设计指标，应符合下列要求：卧室、起居室室内换气次数取1.0 次/h。
3.0.2 冬季采暖室内热环境设计指标，应符合下列要求：卧室、起居室室内换气次数取1.0 次/h。
2 我国节能规范中有关开窗面积的部分：
标准二、《民用建筑节能设计标准》[中：
4.0.5 窗户（包括阳台门上部）面积不宜过大。北向、东、西向和南向的窗墙面积比，应分别控制在20%、30%和35%左右。
标准一中：
4.0.5 外窗的面积不应过大，各朝向窗墙面积比控制如下：北向不大于0.45；东西向不大于0.30；南向不大于0.50。
研究结果：
一、 CFD 技术在建筑环境领域的应用已经成熟；
二、 室外风环境初步模拟结果
1 建筑物前后的风压差沿建筑本身高度的增加而增大。不同高度的建筑物相比，建筑物高度越大，在其下部相同高度处的风压差越大。因此楼层少的建筑物的风压差小，通风的前提条件相对较差。
2 建筑物迎风面前5m 处的风速沿迎风面的水平分布是中间小，两边大。与相同高度的未受干扰的气流风速的比值为0.5~1，因此可获得广州城区夏季室外平均风速为1.7m/s 时，住宅窗户室外前5m 处的风速为0.8～1.7m/s。
3 建筑物迎风面前5m 处建筑物中轴线垂直剖面上的风速，沿建筑物本身的高度方向增加，但与相同高度未受干扰的气流风速的比值基本上都在0.4～0.6 之间，与建筑物高度无关。
三、 室内通风量与窗户和室外风速的关系
1 本课题的室内模型的模拟结果显示，在相同的室外风速度作用下，窗户面积越大，室内通风量越大。模拟房间下风侧的出风口面积，无论出风口面积大小，当作为进风口的窗户的面积达到与出风口面积一致时，室内的通风量可达到窗户在外墙上最大可开启面积时所获得的通风量的80%以上。
2在相同的室内外设定条件下，窗户处于外墙上不同位置，室内通风量的变化不超过10%。窗户与门之间的距离越大，通风量越小。
3 窗户位置对通风量影响不大。窗户位置对室内流场分布影响较大，窗户处于外墙的中部以及距门较远侧墙之间的位置，室内流场相对较好。
四、 室内主流区最大风速与窗地面积比的关系
1 针对人在室内的热舒适感觉，首次提出室内主流区最大风速的概念，是对室内风速的不均匀分布的一种探讨方法。并将主流区最大风速与PMV 结合进行室内的热舒适度评价。室内主流区最大风速的最大值是出现在窗地面积比为0.06处。当窗地面积比超过0.06 时，室内主流区最大风速随之减小；
2 室内通风量（换气次数）随着窗地面积比的增加呈幂函数规律增加，并有极大值，当窗地面积比为0.1 时，通风量将达到极大值的80%以上；当窗地面积比为0.12 时，室内的自然通风量（换气次数）与室内主流区最大风速均较大。
3 合理地选择开窗面积，才能在保证足够的通风量的前提下，使室内大部分区域获得较好的舒适度。广州城区在室外温度为28℃时，室内风速达到0.5m/s，PMV可达到小于1.5 的较舒适的范围。广州应充分利用自然通风。

郑智娟：广州地区围合式住宅组团室外风环境研究（2008.5）
研究对象：广州地区围合式住宅组团
研究范围：住区内1.5m 高度舒适风分布情况（即0.5 m/s≤风速v≤5 m/s 的区域）作为主要的的风速考察指标，并关注可能产生风害的区域（即v≥5 m/s 的区域）。
该研究中涉及了哪几个主要概念和主要问题：影响围合式组团室外风环境的主要因素：风的流线、小区朝向、开口、以及迎风面建筑联体垂直于风向的投影面积和宽度。
建筑密度低、楼层高度矮、容积率小仅提供能够形成良好风环境的可能。
研究工具： PHOENICS 软件、采用标准k-ε模型，控制微分方程包括连续性方程、动量方
程和k 方程和ε方程 (考虑流体不可压缩，稳态后的简化)。
围合式组团风环境的评价指标：
指标的适用范围：适用于在规划设计初期，分析比较同一地块不同方案之间的风环境优劣，以及粗略估计改变某些设计参数后对小区风环境的影响。
引入的评价指标以及计算方法：
1）迎风面积S——S=Sr+Sc+Sn。Sr、Sc、Sn 分别为入口建筑、出口建筑、圈内建筑的迎风面积，单位㎡。其中：
Sr＝Σdri×相应层高+Σdrgi×相应层高(i=1,2,3…n)
Sc＝Σdci×相应层高+Σdcgi×相应层高(i=1,2,3…n)
Sn＝Σdni×相应层高+Σdngi×相应层高(i=1,2,3…n)
S 即所有建筑的迎风面积之和（包括住宅和低层裙楼的迎风面积之和，有架空时减去架空层的迎风面积）。
2）入口建筑迎风面积比Sin——Sin＝Sr/S。
3）出口建筑迎风面积比Sout——Sout＝Sc/S。
4）入口建筑宽度比Din——Din＝Σdri/Dr(i=1,2,3…n)。此数值不考虑低层裙楼。
5）出口建筑宽度比Dout——Dout＝Σdci/Dc(i=1,2,3…n)。此数值不考虑低层裙楼。
6）入口开口宽度比DKin——DKin＝Σkri/Dr(i=1,2,3…n)。
7）出口开口宽度比DKout——DKout＝Σkci/Dc(i=1,2,3…n)。
增加两个需统计的数据：考虑到建筑两边的压差是设计师关注的重点之一，是建筑是否具有通风潜力的表现。加入统计建筑两边压差的变化，以全面考察评价指标值的变化对小区风环境的影响。其中：
P——围合圈内建筑通风方向两边压差的平均值，单位pa。
Pm——围合圈内建筑通风方向两边压差大于1.5pa 的建筑所占比例，单位％。
研究结果：
1 分析由广州市规划局提供的近百个小区规划实例后，选择23 个围合特征明显的住宅组团，对其设计参数进行详细的总结和归纳，为后期寻找与风环境设计关系最密切的设计因子提供研究的数据基础。
2 对23 个围合式住宅组团进行初步的风环境模拟，分析后发现小区内风的流动与分布情况相当复杂，难以就此研究结果得出个别或几个小区规划因子与风环境设计的线性关系。此时，将与风环境优劣关系密切的因素定位于小区开口的位置和大小、围合圈的方位朝向、以及迎风面建筑联体垂直于风向的投影面积和宽度这几个设计因子上。
3 通过对鸣翠花园小区的深入分析，发现建筑密度低、楼层高度矮、容积率小仅提供能够形成良好风环境的可能。影响围合式组团室外风环境的主要因素，确实是风的流线、小区朝向、开口、以及迎风面建筑联体垂直于风向的投影面积和宽度。
4 通过增大模拟时的入射风风速，观察相应小区的室外风环境的情况。结果发现，入射风速的增大能够显著改善组团的风环境。然而随着入射风速的增大，围合圈最大风速Vmax 的增幅也相当大。因此得出合理的规划布局是形成良好的小区内外风环境的最重要因素。若是小区规划不合理，即使入射风速的增大能够改善围合圈内外风环境，同时也容易出现产生建筑风害的后果。
5 根据研究所得的结论，尝试引入风环境设计的评价指标，将影响风环境效果最明显的设计因子融于其中。评价指标有7 个，它们是——迎风面积S、入口建筑迎风面积比Sin、出口建筑迎风面积比Sout、入口建筑宽度比Din、出口建筑宽度比Dout、入口开口宽度比DKin、以及出口开口宽度比DKout。该评价指标适用于在规划设计初期比较同一地块不同方案间的风环境的优劣，以及粗略估计改变某些设计参数后对小区风环境的影响。
6 通过改变间距、大角度的改变风向、小角度的改变风向等方法，考察评价指标的变化对风环境的影响。发现只有当评价指标的数值变化较大时，小区室外风环境才有可能大为不同。然而只有不同的规划布局才能引起评价指标值产生较大的变化。
7 最后，总结评价指标的使用方法如下：
本文提出的评价指标，适用于横向比较同一地块、规划设计指标一定的情况下，圈内无建筑的不同围合式布局设计方案之间的风环境优劣。
评价指标分为三个等级，其中：
1）一级指标——Sin 值和Din 值
若对比方案中，上述二指标中有一个相差0.1，则Sin 或Din 小的方案风环境好。
2）二级指标——S
当不满足一级判定条件时，对比方案的迎风面积S 若相差10%以上（差值/S 较大值×00%），S 小的方案风环境较好。
3）三级指标——综合Sin 与Sout、Din 与Dout 值。
当不满足一、二级判定条件时，观察每个方案的Sin 与Sout 值。
① 若二值相差25%以上，Sin 小的方案风环境较好；
② 当 Sin 与Sout 相差不大时，
ⅰ.Din、Dout 小于1 的情况下，Din、Dout 越小的方案，风环境越好；
ⅱ.Din、Dout 大于1 的情况下，Din、Dout 越大，风环境越好；
ⅲ.DKin、DKout 越大越好；
ⅳ.当Din、Dout 接近1（0.95~1.05）时，风环境较差。
若 Din+DKin (或Dout+DKout)<1，风环境较好；
若 Din+DKin (或Dout+DKout)＝1，风环境较差；
若 Din+DKin (或Dout+DKout)>1，一般而言二者之和越大风环境越好。
当一、二级指标不适用时，使用三级指标会有一定的难度，此时往往需要结合风的流线进行分析。

秦翠翠：广州地区居住建筑自然通风节能效果与措施研究（2009.11）
研究对象：广州地区居住建筑
该研究中涉及了哪几个主要概念和主要问题：居住建筑的自然通风、节能效果、换气次数
研究工具：DeST-h 软件、PHOENICS 软件
评价指标：
1. 自然通风节能率（自然通风节能率为间歇空调运行模式下，自然通风的建筑能耗与基准建筑能耗相比的减少率），确定自然通风节能效果的定量评价指标。
2. 房间温度计算模块：房间的温度等于其各种热扰（包括非空调热扰和空调热扰）对其历史上的作用、本时刻投入该房间空调扰量的作用以及相邻房间通过导热和串风的作用的累加。该模块的任务即计算出房间在定义好的建筑及环控系统下的温度，这一温度体现的是房间的及时热状况。
3. 房间负荷估算模块：房间负荷是指该房间在某一时刻达到要求的温度状态所需投入的冷热量，该模块的任务即计算出房间在定义好对房间温度的控制要求时的逐时负荷，这一负荷体现的是要达到一定的房间温度控制要求所需要投入的冷量或热量。
4. 住宅常见空调（供暖）方式的能耗计算模块：该模块用于计算住宅常见的几种空调（供暖）方式的能耗，这种模块是对房间负荷估算模块的深化，负荷是形成能耗的基本因素，但能耗的大小还受系统形式的影响，该模块所计算的能耗即是考虑了几种住宅建筑常见的空调（供暖）方式所得到的。
研究结果：
1 针对卧室开窗关门通风效果较差这一问题，提出了机械通风措施，使用PHOENICS 软件对卧室加风机前后的通风情况进行了模拟分析，卧室装有风机后，通风换气次数增加了11 次/h，自然通风节能率可增加9.2%，通风效果增强。
2 用DeST-h 软件按照间歇空调运行模式模拟计算不同换气次数下的建筑基础室温，得出建筑在典型气象年中的通风节能时段及其必须的换气次数（理想换气次数），然后以通风节能时段内逐时的室外风向和风速为边界条件，使用PHOENICS 软件模拟建筑风环境计算实际通风换气次数，最后使用DeST-h 软件计算实际通风换气次数下的能耗，同基准建筑能耗对比，分析自然通风的节能效果。

秦翠翠：广州地区住宅通风技术研究（2013.6）
研究对象：
该研究中涉及了哪几个主要概念和主要问题：
评价指标：
研究结果：