关于人居环境与通风的论文

关于人居环境与通风的论文
关于人居环境与通风的论文

关于人居环境与通风的论文
成 绩
　　中 国 矿 业 大 学
　　力学与建筑工程学院
　　《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的建筑设计和建筑的
　　布局格式
　　姓 名 杨小刚
　　班 级 土建09-1班
　　学 号 02090428
　　学 期 10-11学年第一学期
　　任课教师 黄炜
　　2010年12月
　　建筑风环境及其实现自然通风的建筑设计和布局格式
　　班级：土建09 -1班 学号：02090428姓名：杨小刚
　　摘要：新型的学科建筑环境与设备工程诞生的必然性,建筑环境的重要性,建筑的风环境,合理利用热压和风压实现自然通风,自然通风在建筑设计当中的应用,结语,参考文献.
　　关键词：建筑风环境,利用热压与风压实现自然通风,.物布局格式,建筑群落布局方式与自然通风.
　　1.建筑环境与设备工程的诞生发展和美好前景
　　随着半学期而来对专业导论讲座聆听,了解到土木工程发展到今天已经成为了一门综合集成的学科.具有详细的分工和成熟的制度.和比较完备的理论体系.自然科学和社会经济的飞速发展为土木工程的发展提供了丰富的理论指导和专门设备.同时也向着更高质量和更高效率的改善人们的日常生活的目标相和谐,再大的环境下,在不断发展经济的同时也正在外全球的生态环境保护工作中扮演着越来越不可替代的作用和贡献.同时不断地经济和文化发展也拓展了土木工程的范围.社会信息化的进步让工程师们的经验可以更加容易的保存,交流和传承.经验的大量积累也为理论的突破创造了条件.随着时代发展和城市扩大,现代建筑日新月异,已不再是过去的平房或低楼层、格局死板的建筑,出现了大量新型建筑体系,对内部的设备也提出了更多和更高要求.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,目前有一些新型建筑内部的环境与设备尚存在不尽人意之处,许多方面仍然处在探索和尝试的阶段.如某些高层写字楼和外观华丽的建筑物内部,明显的存在通风不好导致的空气质量下降,或者夏季制冷、冬天供暖不到位等问题.建筑环境与设备工程作为一门新型的学科,伴随着人们对生活质量的布段追求而诞生了.建筑环境与设备工程专业是1998年教育部新制定的招生目录中的新组建专业,由原来的供热供燃气通风空调工程专业和燃气输配专业合并重组而成.在国际上,该专业发展十分迅速,反映在领域的拓宽,涉及的范围越来越广,该专业已发展成为以工科为主,涉及生理学、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,愈来愈趋向交叉领域学科.同时将计算机深入引入该专业,便利该专业发展成为一个很前沿的学科.新世纪里,健康、能源、环境已成为倍受人类关注的三大主题,建筑环境与设备专业和这三个方面有着密切的关系.在环保意识不断增强的明天,本专业有着重要的研究和应用前景 .
　　1.1建筑环境的诞生和发展现状
　　人类是自然界的一份子.亘古及今,人类社会在各种自然条件下,总是不断地创造、改善自神的生存环境.很久以前人们面对的是如何在恶劣的环境中保护自己、求得生存.潮剧、穴居、钻木取火野外散居到建房造屋聚落而居的历程是人类力图适应自然的,利用自然,改造自然,不懈的改善生存环境的真实写照.
　　随着社会的进步,社会生产力和科学技术不段的发展,一方面,人类对建筑环境控制的能力已经大大的增强；另一方面人类的生活日趋丰富多彩这就要求从高层次上能动地控制建筑环境与保障技术,建筑环境与设备工程这门学科到了相应的发展,同时这也使得供暖通风与空气调节势将逐步的形成和发展起来.
　　建筑环境与设备工程是一门将理论和实际完美结合的新型学科,内容博大精深,具体说它就是为建筑物的使用者提供生活、生产和工作服务的各种设施和设备系统的总称,是现代建筑功能得以实现的不可缺少的重要条件.它包括建筑中的给水、排水、消防、供暖、通风、空调、供电、照明等系统.是建筑学、建筑装饰、土木工程、建筑管理等专业的一门专业技术课,是一门综合性工程学科,也是一门理论和实践密切结合的专业课程.为了满足人们在日常生活中的各种需要,建筑设备在建筑行业中的地位越来越发重要的作用.本人就自己的认识和所学所知,通过查阅相关的资料,浅析一下建筑环境与设备工程当中的空气调节（风环境）及气体流动部分的设计原理和相关建筑内外的布局格式.
　　建筑的风环境是空气气流在建筑内外空间的流动状况及其对建筑使用的影响.风同时也是现代建筑设计的一项重要内容,在以前的建筑设计当中,建筑的风环境被忽略甚至被忽视,在自然环境与生活环境日益受到重视的今天,自然通风与人体舒适度的联系以及与建筑节能的关系显得越来越重要,并且慢慢的被反映到建筑设计的实践中来,尤其是在住宅建筑设计中.
　　在设计的角度看,风环境有自然通风和机械通风两种类型.机械通风是指利用机械通风设备实现室内空气的流通,相对于自然通风来讲,机械通风要耗费大量的能源,其应用范围也仅局限在建筑物内部,而且还会产生噪音,在带来舒适的同时,对自然环境又造成一定程度的污染.自然通风是指大自然中的空气通过住宅组群和住宅内各个功能空间自由流动.自然通风可以加速空气的流动,带来清凉,带走污染,尤其在炎热的夏季,能够改善局部气候.因此从健康与节能的角度来讲,自然通风具有更积极的意义.
　　在进行建筑设计规划时,不同的建筑形式和组合会产生不同的通风效果,通过科学的建筑群布局,合理的室内功能空间组合,使自然空气能够在室内外以最畅通的方式流动,从而实现最佳的自然通风效果.
　　自然通风是当今建筑普遍采取的一种通风方式,式一项改革建筑热环境、节约空调能耗的技术,采用自然通风方式的根本目的就是取代部分空调制冷系统.而这在新一代的取代过程中有两点重要的意义：意识,实现有效的被动式制冷,当室内的温度湿度比较低时自然通风可以在不消耗不可再生能源的前提下降低室内温度,带走部分超市的气体,达到人体舒适的热度和温度,即使室外的空气温度和适度超过舒适区,需要消耗能源降低温度和湿度,也可以利用自然通风输送处理后的信封,而省去机械能的损耗,并且没有噪音.着有利于减少耗能,降低空气污染,符合可持续发展的思想.二是.可以提供新鲜的清洁的自然空气,有利于人体的胜利和心理健康.室内空气品质的低劣在很大程度上由于缺少充足的信封.空调所造成的恒温环境也使得人体的抵抗力下降,引发各种疾病如“空调病”等亚健康的副作用病.而自然的通风可以排除室内污浊的空气,同时还有利于满足人和大自然的交往的心理需求.
　　一、热压和风压来实现自然通风
　　长久以来,通风作为一项传统的建筑散热技术,在世界各地的传统居民建筑只能够得到了广泛的应用.再热带地区人们常常看到传统的居民往往居住在有这样的外表的房子：建筑都有开阔的窗户；采用轻便的墙体；深远的挑檐；高高在上的顶棚并且设置有通风口；建筑往往外架空.以避开地面的超期和热气.采用更多的凉风,这些都体现着劳动人民对自然通风技术的传统的朴素观念的认识,自然铜粉是一种有很大潜力的通风方式是人类现在,以及将来在慢慢的逐步实现的更加成熟更加环保的建筑理念的应用.
　　建筑物中的自然通风,关键在于室内、外空气之间存在着压力差.形成空气压力差的原因分别可以为热压作用和风压作用.
　　1.利用风压实现自然通风
　　风压是指空气流受到阻挡时产生的静压.在具有良好外部风环境的地区,风压可作为实现自然通风的主要手段.当风吹过建筑物时,由于建筑物的阻挡,迎风面气流受阻,静压增高；侧风面和背风面将产生局部涡流,静压降低.这样便在迎风面与背风面之间形成压力差,室内外的空气在这个压力差的作用下由压力高的一侧向压力低的一侧流动.
　　另外,伯努利流体原理显示,流动空气的压力随其速度的增加而减小,从而形成低压区.根据这种原理,可以在建筑中局部留出横向的通风通道,当风从通道吹过时,会在通道中形成负压区,从而带动周围空气的流动,这就是管式建筑的通风原理.通风的管式通道要在一定的方向上封闭,而在其他方向开敞,从而形成明确的通风方向.这种通风方式可以在大进深的建筑空间中达到较好的通风效果.
　　2.利用热压实现自然通风
　　自然通风的另一原理是利用建筑内部空气的热压差——即通常讲的“烟囱效应”来实现建筑的自然通风.由于建筑物内外空气的温度差产生了空气密度的差别,于是形成压力差,驱使室内外的空气流动.室内温度高的空气比重小而上升,并从建筑物上部风口排出,这时会在低密度空气原来的地方形成负压区,于是,室外温度比较低而比重大的新鲜空气从建筑物的底部被吸入,从而室内外的空气源源不断地进行流动.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.而在实际设计中,建筑师多采用烟囱,通风塔,天井中庭等形式为自然通的利用提供有利的条件,使得建筑物能够具有良好的通风效果.
　　3.风压和热压共同作用下的自然风
　　在实际的建筑设计当中自然通风实在风压和热压共同作用下的效果,只是在各自的作用有强有弱.由于风压作用时受到天气、室外空气、风向、建筑物的形状、周围环境等罂粟的影响,风雅与热压的共同作用时候并不是单线的线性的叠加.因此建筑师要充分的考虑各种因素,是风雅和热压的作用相互补充,密切的配合使用,实现建筑物的有效自然通风
　　4.机械辅助式的自然通风
　　在一些大型的建筑中,由于通风路径较长,流动的阻力较大,单纯的依靠自然风压和热压往往不足以实现自然通风.二对于空气污染和噪音污染比较严重的城市,直接通风还会将室外的污浊的空气和噪音带到室内,不露于人体的健康,在这种环境下,常常采用机械的辅助式的自然通风系统.该系统有一套完整的循环通道,辅助以符合生态思想的空气处理手段,如土壤遇冷、预热、深井换热等,并且借助一定的加些方式激素室内的通风.
　　5. 屋顶的自然通风
　　通风隔热层面通常有两种方式：1）在结构上部架设空隔热层.这中设置吧通风层设置在无眠结构层上,利用中间的空气间层带走热量,达到层面降温的目的,另外架空板还保护了无眠的防水层.2）利用屋顶的自身结构,在结构层中间设置通风隔热层,也可以得到较好的隔热效果.
　　2、然通风在住宅设计中的运用
　　影响自然通风的因素对于建筑本身而言,有建筑物的高度、进深、长度和迎风方位；对于建筑群体而言,有建筑的间距、排列组合方式和建筑群体的迎风方位；对于住宅区规划而言,有住宅区的合理选址以及住宅区道路、绿地、水面的合理布局等,以便达到最佳的通风效果.以下就几方面加以说明.
　　2.1建筑物的朝向
　　要确定建筑物的朝向,不但要了解当地日照量较多的方向,还要了解当地风的相关特性,包括冬季和夏季主导风的方向、速度以及风的温度.每一个地区有自己风的特点,由于建筑物迎风面最大的压力是在与风向垂直的面上,因此,在选择建筑物朝向时,应尽量使建筑主立面朝向夏季主导风向,而侧立面对着冬季主导风向；南向是太阳辐射量最多的方向,加之我国大部分地区夏季主导风向都是南或南偏东,故无论从改善夏季自然通风、调节房间热环境,还是从减少冬季、夏季的房间采暖空调负荷的角度来讲,南向都是建筑物朝向最好的选择.而且选择南向这样的朝向也有利于避免东、西晒,两者都可以兼顾.对于那些朝向不够理想的建筑,就应采取有效措施妥善解决上述两方面问题.
　　2.2建筑物的间距
　　建筑物南北向日照间距较小时,前排建筑遮挡后排建筑,风压小,通风效果差；反之,建筑日照间距较大时,后排建筑的风压较强,自然通风效果愈好.所以在住宅组团设计中,加大部分住宅楼的间距,形成组团绿地,对改善绿地下风侧住宅的自然通风,有较好的效果,同时还能为人们提供良好的休息和交流的场所.
　　同时在条件许可的时候,尽量加大山墙的间距.因为室外气流吹过呈行列式布局的建筑群时,在建筑物的山墙之间将形成一条空气射流.当采用错列式布置方式,可以利用住宅山墙间的空气射流,改善下风方向住宅和自然通风,效果显着.山墙间距的大小,取决于住宅间距.住宅间距越大,山墙的间距也应越大,以便使足够的空气射流能吹到后排住宅上.过小的住宅楼山墙间距,对消防、绿化和道路交通有不利的影响.
　　2.3建筑群的布局
　　建筑群的布置和自然通风的关系,可以从平面和空间两个方面来考虑.
　　2.3.1从平面规划的角度来分析,建筑群的布局有行列式、周边式和散点式.
　　行列式是最基本的建筑群布局,是条式单元住宅或联排式住宅按一定朝向和合理间距成排布置的方式,其布局包含并列式,错列式和斜列式；并列式布局发生错动,从而形成错列式和斜列式以及周边式的布局
　　并列式的建筑布局虽然由于建筑群内部的流场因风向投射角不同而有很大变化,但总体说来受风面较小；错列和斜列可使风从斜向导入建筑群内部,下风向的建筑受风面大一些,风场分布较合理,所以通风好.
　　周边式住宅建筑沿街坊或院落周边布置的形式,这种布置形式形成封闭或半封闭的内院空间,风的投射面非常小,风很难导入,这种布置方式只适于冬季寒冷地区；散点式住宅布局包括低层独院式住宅,多层点式及高层塔式住宅布局,散点式住宅自成组团或围绕住宅组团中心建筑、公共绿地、水在进行建筑群规划的同时,路网的设计也同时在进行,有时方正的住宅小区地块通过改变小区道路以往“横平竖直”的规划模式,大胆采用以曲代直的规划方法,人为地创造出建筑群的不同布局方式,从而创造出“虽由人做,宛自天开”的自然环境和良好的自然通风来.同时将居住区主要道路设计主通风道,沿通风廊道流向各个住宅组团,然后再从组团内庭院空间分流到住宅,加速自然风的流动.原先为中规中矩的建筑群和路网布局方式,小区规划略显呆板,行列式的建筑群布局使得小区内的自然通风分布的不够均匀,有些楼体的通风较差.通过调整路网,使得建筑布局之间不再是简单的行列关系,而是互动起来,形成组团,疏密有致,疏的地方设计成组团之间的绿化.自然风通过主干道流向各组团,又通过组团之间的绿化空间流向个住宅.从而在规划设计中,充分地利用自然风,达到节能和优化小区风环境的目的.
　　建筑群的布局对自然风的引入有很大影响,同时风向与建筑的关系也对自然风的引入有很大影响.风向投射角是指风向投射线与房屋墙面法线的交角,对单体建筑来讲,风向投射角愈小,对房间愈有利.但对建筑组团来讲,要考虑前排建筑形成的风影区对后排建筑的影响.比较典型的如居住小区中的住宅,一般都是平行排列的多排建筑.如果正吹,屋后的风影区较大,从而影响了自然通风效果.因此,应避免住宅长轴垂直于夏季主导风向,从而减少前排房屋对后排房屋通风的不利影响,形成很好的通风对流.一般来说,房屋与风向入射角保持30°、60°通风效果最好.
　　2.3.2从立面设计的角度来分析,应使建筑单体间高低有序
　　要使气流通过小区时不形成漩涡、下冲气流等不良高速气流.在建筑群体组合时,当一栋建筑远远高于其他建筑或楼间距相近的建筑群体中有两栋建筑间距突然加大,这时下冲气流加大,形成高速风,造成热损失加大和居住者的不舒适.
　　同样,在设计时尽量避免建筑之间风的遮挡.建筑群的布局尽可能沿夏季主导风向,临近主导风向建筑宜为低层和多层,处于小区边缘,远离主导风向的建筑宜采用小高层和高层,这样一方面可以把自然风引入小区内,一方面又起到阻隔冬季东北风的作用.
　　结语
　　自然通风是一种廉价的生态节能技术,建筑设计者应该从建筑物的规划、建筑单体设计到构造设计的整个过程中都对自然通风的可应用性和效果仔细考虑,有效地利用自然通风解决住宅中热舒适性和空气质量问题,在不增加住户投资的情况下,就能营造一个健康、舒适的居室环境.建筑环境与设备工程涉及到的科学技术面广泛,知识含量高,同时专业化要求高,我在短短的时间内还不足以对其进入更深的了解,但相信在静候的学习当中,通过自己的不断努力我会学到更多的更广的相关知识的.
　　参考文献：
　　.建筑物理,中国建筑工业出版社；
　　建筑的自然通风设计浅析,重庆建筑大学学报；
　　供暖通风与空气调节,重亲大学出版社；
　　通风与空气调节工程,机械工业出版社,徐勇；
　　暖通自动化控制,北京工业大学出版社,李炎峰；
　　供暖、通风机空气调节,化学工业出版社；
　　李百战,供热、通风、空调和制冷工程,重庆大学出版社.