人居与通风论文

中国矿业大学

力学与土木工程学院

“专业导论”课程

建筑环境与设备工程方向专题论文

论文题目:建筑风环境及其实现自然通风、建筑设计与建筑

布局格式

我姓杨小刚

土木工程09-65438级+0级

学号02090428

学期:10-11学年第一学期。

黄伟老师

2010 65438+二月

建筑风环境及其实现自然通风的建筑设计与布局形式

类别:土木工程09 -1类别编号:02090428姓名:杨小刚

建筑环境与设备工程新学科诞生的必然性，建筑环境的重要性，建筑的风环境，热压和风压的合理利用实现自然通风，自然通风在建筑设计中的应用，结论，参考文献。

关键词:建筑风环境，利用热压和风压实现自然通风，建筑的布局形式，建筑群落的布局方式，自然通风。

1.建筑环境与设备工程的诞生、发展和光明前景

听了半学期专业介绍的讲座，了解到土木工程在今天已经成为一门综合学科。分工细致，体系成熟。和比较完整的理论体系。自然科学和社会经济的快速发展为土木工程的发展提供了丰富的理论指导和专用设备。同时与更高质量、更高效率改善人们日常生活的目标相契合。在大环境下，它在不断发展经济的同时，在全球生态环境保护工作中发挥着越来越不可替代的作用和贡献。同时，经济文化的不断发展也扩大了土木工程的范围。社会信息化的进步，让工程师更容易保存、交流、传递经验。经验的积累也为理论突破创造了条件。随着时代的发展和城市的扩张，现代建筑日新月异。不再是过去那种结构死板的平房、低层建筑，大量新的建筑体系出现，也对内部设备提出了更多更高的要求。因此，迫切需要能适应现代建筑发展的高级工程技术人才。在我国，一些新建建筑的内部环境和设备还存在一些不尽如人意的地方，很多方面还处于探索和尝试阶段。比如一些高层写字楼和装饰华丽的建筑，存在明显的通风不畅导致空气质量下降，或者夏天制冷不充分，冬天供暖不充分等问题。建筑环境与设备工程作为一门新兴学科，是随着人们对生活品质的追求而诞生的。建筑环境与设备工程专业是教育部1998新制定的招生目录中新设立的专业，由原供热供气通风与空调工程专业和燃气输配专业合并重组而成。在国际上，这个专业发展非常迅速，体现在领域的拓宽，涉及的范围更广。这个专业已经发展成为生理学、心理学、气象学、生态学、城市规划、建筑设计、社会学、美学等综合知识。，并趋向于跨学科的学科。同时将计算机深度引入本专业，有利于本专业发展成为一门非常前沿的学科。在新世纪，健康、能源和环境成为人们关注的三大主题，建筑环境与设备专业和这三个方面密切相关。随着明天环保意识的日益增强，本专业具有重要的研究和应用前景。

1.1建筑环境的诞生和发展现状

人是自然的一部分。古往今来，在各种自然条件下，人类社会总是不断创造和改善神的生存环境。很久以前，人们面临着如何保护自己，如何在恶劣的环境中生存。潮剧、窑洞、钻木取火散于野外到聚落建房居住的过程，是人类努力适应自然、利用自然、改造自然，为改善生存环境而不懈努力的真实写照。

随着社会的进步，社会生产力和科学技术的发展，一方面，人类对建成环境的控制能力大大增强；另一方面，人类的生活越来越丰富多彩，这就要求从高层次上对建筑环境和安全技术进行主动控制，建筑环境与设备工程学科也相应发展起来，这也使得暖通空调逐渐形成和发展。

建筑环境与设备工程是一门理论与实践完美结合的新兴学科，内容丰富。具体来说，是为建筑使用者提供生活、生产和工作服务的各种设施设备系统的总称，是实现现代建筑功能不可或缺的重要条件。包括建筑内的给水、排水、消防、采暖、通风、空调、供电、照明等系统。是建筑学、建筑装饰、土木工程、建筑管理等专业的专业技术课，是一门综合性的工程学科，是理论与实践紧密结合的专业课。为了满足人们日常生活的需要，建筑设备在建筑行业中发挥着越来越重要的作用。我根据自己的知识和见识，通过查阅相关资料，简要分析建筑环境与设备工程中空调(风环境)和气流的设计原理以及相关建筑内外的布置格式。

建筑的风环境是空气在建筑内外空间的流动及其对建筑使用的影响。风也是现代建筑设计的重要内容。在以往的建筑设计中，建筑的风环境是被忽视甚至忽略的。在越来越重视自然环境和居住环境的今天，自然通风与人体舒适和建筑节能的关系越来越重要，并慢慢体现在建筑设计的实践中，尤其是住宅建筑设计中。

从设计上看，风环境有两种:自然通风和机械通风。机械通风是指利用机械通风设备实现室内空气流通。与自然通风相比，机械通风耗能较大，应用范围仅限于建筑物内部，而且还会产生噪声，在一定程度上给自然环境带来了舒适和污染。自然通风是指空气在自然界中通过居住组团和居住建筑中的功能空间自由流动。自然通风可以加速空气的流动，带来凉爽，带走污染，特别是在炎热的夏天，可以改善当地的气候。因此，从健康和节能的角度来看，自然通风更具有积极意义。

在建筑设计和规划中，不同的建筑形式和组合会产生不同的通风效果。通过科学的建筑群体布局和合理的室内功能空间组合，使自然空气在室内外以最顺畅的方式流动，从而达到最佳的自然通风效果。

自然通风是当今建筑普遍采用的一种通风方式，是一种改造建筑热环境、节约空调能耗的技术。采用自然通风方式的根本目的是为了替代部分空调制冷系统。这在新一代的换代过程中有两个重要的意义:感知，有效的被动制冷，自然通风可以在室内温度和湿度较低的情况下，在不消耗不可再生能源的情况下降低室内温度，带走超市的部分气体，达到人体舒适的热量和温度。即使室外空气温度和湿度适度超过舒适区，也需要消耗能量来降低温度和湿度，自然通风也可以用来运输处理后的围护结构，没有机械能的损失，也没有噪音。有利于降低能源消耗和空气污染，符合可持续发展的思想。第二是。它能提供清新洁净的自然空气，有益于人类的胜利和精神健康。室内空气质量差主要是由于缺乏足够的围护结构。空调造成的恒温环境也使人体抵抗力下降，引发“空调病”等各种疾病和其他亚健康副作用。自然通风可以消除室内污浊空气，也有利于满足人们与自然交流的心理需求。

一是热压和风压，实现自然通风

长期以来，通风作为一种传统的建筑散热技术，仅在世界各地的传统住宅建筑中得到广泛应用。在热带地区，人们经常看到传统居民经常住在这样外观的房子里:建筑物有敞开的窗户；采用轻质墙体；深深的悬突；一个高高的天花板，上面有通风口；建筑物往往是架空的。以避免地面上的过期和热空气。采用更凉爽的空气反映了劳动人民对自然通风技术的传统简单概念的理解。天然铜粉是一种很有潜力的通风方式，是人类现在和未来逐渐实现的一种更成熟、更环保的建筑理念的应用。

建筑自然通风的关键在于室内外空气的压差。气压差的原因可以分别是热压和风压。

1.利用风压实现自然通风

风压是指气流受阻时产生的静压。在外部风环境较好的地区，可以将风压作为实现自然通风的主要手段。当风吹过建筑物时，迎风气流被阻挡，静压因建筑物的阻挡而增大。侧风和背风面会产生局部涡流，静压降低。这样就在迎风面和背风面之间形成了一个压差，室内外空气在这个压差的作用下从高压侧流向低压侧。

另外，伯努利流体原理表明，流动空气的压力随着其速度的增大而减小，从而形成低压区。根据这个原理，可以在建筑内局部留一个横向通风通道。当风吹过通道时，通道内会形成负压区，带动周围空气的流动。这就是管状建筑的通风原理。通风管通道应在某一方向封闭，在其他方向开放，从而形成明确的通风方向。这种通风方式可以在大而深的建筑空间内达到良好的通风效果。

2.热压实现自然通风。

自然通风的另一个原理是利用建筑内部空气的热压差——俗称“烟囱效应”，实现建筑的自然通风。因为建筑内外空气的温差产生了空气密度的差异，形成了压力差，驱动内外空气流动。室内温度高的空气比重小，上升，从建筑物的上风口排出。此时，在低密度空气原来的地方会形成一个负压区，使室外温度低、比重大的新鲜空气从建筑底部被吸出，使室内外空气不断流动。热压的大小取决于两个通风口的高度差和室内外的空气密度差。在实际设计中，建筑师往往利用烟囱、通风塔、天井、中庭等为自然通风的利用提供有利条件，使建筑具有良好的通风效果。

3.风压和热压作用下的自然风* * *

在实际建筑设计中，自然通风是风压和热压的作用，但它们各自的作用有强有弱。因为风压受天气、室外空气、风向、建筑造型、周边环境等罂粟花的影响，典雅与热压的相互作用不是单线的线性叠加。因此，建筑师应充分考虑各种因素，即典雅与热压相辅相成，密切配合，实现建筑的有效自然通风。

4.机械辅助自然通风

在一些大型建筑中，由于通风路径长，流动阻力大，单纯依靠自然风压和热压来实现自然通风往往是不够的。第二，对于空气污染和噪音污染严重的城市，直接通风还会带来室外的污浊空气和室内的噪音，不会接触到人体健康。在这种环境下，经常使用机械辅助自然通风系统。该系统有一套完整的循环通道，辅以生态空气处理手段，如土壤冷却、预热、深井换热等。，并借助一定的方式给激素室通风。

5.屋顶的自然通风

通风保温通常有两种方式:1)在结构上部架设空保温层。通风层设置在不眠结构层上，热量被中间的空气夹层带走，达到冷却该层的目的。此外，架空板还保护了无眠防水层。2)利用屋顶本身的结构，在结构层中间设置通风隔热层，也能获得较好的隔热效果。

2.自然通风在住宅设计中的应用

影响自然通风的因素有建筑本身的高度、进深、长度和迎风方向；对于建筑群体，有建筑的间距、排列、组合以及建筑群体的迎风朝向；对于居住区的规划，居住区内有合理的选址和道路、绿地、水面的合理布局，以达到最佳的通风效果。下面将从几个方面进行说明。

2.1建筑朝向

确定建筑物的朝向，不仅要知道当地日照较多的方向，还要知道当地风的相关特征，包括冬季和夏季主导风的风向、风速和温度。每个区域都有自己的风特性，因为建筑迎风面的最大压力在垂直于风向的面上，所以在选择建筑朝向时，应尽量使建筑的主立面在夏季朝向主导风向，侧立面在冬季朝向主导风向；南向是太阳辐射量最大的方向。此外，我国大部分地区夏季主导风向为偏南或东南风。因此，无论从改善夏季自然通风、调节房间热环境，还是降低冬夏采暖空调负荷的角度来看，南向都是建筑朝向的最佳选择。而且选择南向也有利于避东避西，两者可以兼顾。对于那些朝向不理想的建筑，应采取有效措施妥善解决上述两个问题。

2.2建筑间距

南北向建筑间日照距离小时，前部建筑遮挡后部建筑，风压小，通风效果差；另一方面，当建筑之间的日照间距较大时，后排建筑的风压较强，自然通风效果较好。因此，在居住组团设计中，增加部分居住建筑的间距形成组团绿地，对改善绿地背风面居住建筑的自然通风有很好的作用，同时可以为人们提供一个良好的休息和交流场所。

同时，在条件允许的情况下，尽量增加山墙间距。因为当室外气流吹过行列式布局的建筑时，会在建筑的山墙之间形成空气射流。当采用交错布置时，可以利用住宅山墙间的空气射流来改善下风向住宅和自然通风，效果显著。山墙间距取决于住宅间距。房子之间的距离越大，山墙之间的距离就越大，这样就可以有足够的空气射流吹到后面的房子。居住建筑山墙间距过小，对消防、绿化、道路交通都有不利影响。

2.3建筑物的布局

建筑布局与自然通风的关系可以从平面和空间两个方面来考虑

2.3.1从平面规划来看，建筑的布局有决定型、外围型和分散型。

行列式是建筑最基本的布局，是条形单元住宅或联排住宅按一定朝向、合理间距成排排列的方式，其布局有平行、交错、斜向等；平行布局是交错的，这样就形成了交错的、斜的、外围的布局。

平行建筑的布局虽然因为风向投影角度的不同而发生了很大的变化，但整体上受风面较小；交错斜排可以将风从斜方向导入建筑群内部，顺风建筑的风面较大，风场分布合理，通风良好。

外围居民楼沿街坊或庭院布置，形成封闭或半封闭的内庭院空间，风的投影面很小，引风困难。这种布置只适用于冬季寒冷地区；分散式住宅布局包括低层独栋住宅、多层点式和高层塔式住宅布局。分散的居住建筑自行组团或围绕居住组团的中心建筑、公共绿地和水体。同时，路网的设计也在进行。有时，方形住宅地块一改以往住宅道路的规划模式，大胆采用以直代直的规划方式，人为制造出不同的建筑群体布局方式，从而创造出”。同时，住宅区内主要道路设计有主通风管道，沿通风廊道流向各住宅组团，再从组团内的庭院空间分流至住宅，加速自然风的流动。本来建筑和路网布局中规中矩，小区规划有点平淡。建筑物的确定性布局使得居住区自然通风分布不均匀，部分建筑物通风较差。通过调整路网，建筑布局不再是简单的行列关系，而是相互作用形成群体，密集和稀疏的地方设计成群体间的绿化。自然风通过主干道流向各个组团，再通过组团之间的绿地流向各个住宅。因此，在规划设计中，可以充分利用自然风，达到节约能源、优化小区风环境的目的。

建筑物的布局对自然风的引入有很大影响，风向与建筑物的关系对自然风的引入也有很大影响。风向投影角是指风向投影线与建筑墙体法线的夹角。对于单体建筑来说，风向投射角越小，房间越好。但对于建筑群，要考虑前面建筑形成的风影面积对后面建筑的影响。住宅小区等典型住宅一般为平行布置的多排建筑。如果是吹的话，屋后的风影面积大，影响自然通风效果。因此，应避免住宅长轴垂直于夏季主导风向，以减少前排住宅对后排住宅通风的不利影响，形成良好的通风对流。一般来说，最好的通风效果是保持房屋与风向的入射角在30°和60°之间。

2.3.2从立面设计的角度来看，要使单体建筑井然有序。

要使气流通过小区时不形成旋涡、下冲等不良高速气流。建筑群组合时，当一栋建筑远高于其他建筑或建筑间距相近时，两栋建筑之间的距离突然增大，然后下沉气流增大，形成高速风，导致热量散失增加，居民不适。

同样，在设计中，尽量避免建筑之间的挡风。建筑的布局应尽量遵循夏季主导风向，主导风向附近的建筑宜为低层、多层，处于小区边缘。远离主导风向的建筑宜采用小高层和高层建筑，这样一方面可以将自然风引入小区，另一方面可以阻挡冬季的东北风。

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自然通风是一种廉价的生态节能技术。建筑设计师应从建筑规划、建筑单体设计到结构设计的全过程，仔细考虑自然通风的适用性和效果，有效利用自然通风解决住宅内热舒适和空气质量问题，在不增加家庭投资的情况下，创造健康舒适的居室环境。建筑环境与设备工程涉及的科技面广，知识含量高，专业要求高。我无法在短时间内对其有更深入的了解，但我相信通过自己的不断努力，我会学到越来越多的相关知识。

参考资料:

建筑物理学，中国建筑工业出版社；

《建筑自然通风设计分析》，重庆建筑大学学报；

采暖通风与空调，亲大出版社；

通风与空调工程，机械工业出版社，徐勇；

暖通空调自动化控制，北京工业大学出版社，李延峰；

供热、风机空调、化学工业出版社；

李百战，采暖通风与空调制冷工程，重庆大学出版社。