解读自然通风原理,告诉你台湾设计师如何设计土袋房自然风向对流降温

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建筑物普遍地使用空调冷气來改善室内环境,但是使用机械通风的设备,亦会耗损大量的能源。若能有效地利用自然通风维持室内居住环境,将可达到建筑物节能、减碳之目的。

随着绿色生态建筑设计理念的发展,自然通风技术在建筑设计中逐渐得到了广泛利用。保持良好的自然通风,可以增加室内空气质量,有效减少细菌、病毒在室内的浓度和停留时间,从而降低人们染病的机率,因此在建筑设计中,不能忽视自然通风的设计。

本期特别为大家推荐一组由美国自然建筑设计师约翰安德森博士发表于2016年《自然通风》杂志博文:

米尔杜拉和墨尔本的风图形

气流受阻 & 自由气流

相对窗口开口尺寸

大房间可能需要在每个活动区域安装一个风扇

将风扇直接置于待冷却区域的上方

窗户应该以正确的方式铰接,以引导微风进入室内

平行于微风的墙壁有助于交叉通风

捕捉微风的良好方位示例

设计良好的单人房住宅

一个设计糟糕的家庭,将创造热停滞区

增加房屋和屋顶空间对流的多种方式

在右侧,热空气通过屋顶通风口逸出,并通过对流吸入冷空气。

左侧缺乏通风导致热空气停滞

下图是台湾数学老师何俊贤设计的土袋房,何老师在土袋房中采用了自然通风设计。感兴趣的朋友可以阅读:我的房子会呼吸——台湾土袋房设计师现身说法

何俊贤:自然风向对流

推开质朴的木门,双脚踏进度咕屋,立刻能感受到一阵凉风袭来,室内温度明显比室外低了许多。何俊贤指着窗户骄傲的说:「秘密就在这里!我让窗户开的方向顺着西南风,夏天的时候凉风就能自然被引进来,所以大家一进来这间房子,马上就会想『度咕』!」

另外,何俊贤还在房子的高低处分别设置了一些通气孔,利用空气对流的原理,让热空气从高处排出,冷空气从下方进入,所以室内完全不需要使用空调,甚至连电风扇也没用过。夏天时,室外气温若有35度,室内可以维持在26∼28度;冬天时,即使室外不到10度,室内依然有接近20度的气温。也因为这样,何俊贤把度咕屋当成他冬天「避寒」的地方。

自然通风百度百科:

自然通风是指利用建筑物内外空气的密度差引起的热压或室外大气运动引起的风压来引进室外新鲜空气达到通风换气作用的一种通风方式。它不消耗机械动力,同时,在适宜的条件下又能获得巨大的通风换气量,是一种经济的通风方式。自然通风在一般的居住建筑,普通办公楼、工业厂房(尤其是高温车间)中有广泛的应用,能经济有效的满足室内人员的空气品质要求和生产工艺的一般要求。

降低能耗;提高空间利用率;提高舒适度;经济且无设备噪音;依靠自然力;受室外空气品质制约。

自然通风是一项古老的技术,与复杂、耗能的空调技术相比,自然通风是能够适应气候的一项廉价而成熟的技术措施。通常认为自然通风有三大主要作用:

(1)提供新鲜空气;

(2)生理降温(舒适自然通风);

(3)释放建筑结构中蓄存的热量。

风压作用下的自然通风

当风吹向建筑时,因受到建筑的阻挡,会在建筑的迎风面产生正压力。同时,气流绕过建筑的各个侧面及背面,会在相应位置产生负压力。风压通风就是利用建筑的迎风面和背风面之间的压力差实现空气的流通。

影响风压通风的气候因素包括:空气温度、相对湿度、空气流速。影响风压通风效果的有建筑物进出风口的面积、开口位置以及风向和开口的夹角。

热压作用下的自然通风

热压是室内外空气的温度差引起的。由于温度差的存在,室内外密度差产生,沿着建筑物墙面的垂直方向出现压力梯度。如果室内温度高于室外,建筑物的上部将会有较高的压力,而下部存在较低的压力。当这些位置存在孔口时,空气通过较低的开口进入,从上部流出。如果室内温度低于室外温度,气流方向相反。即利用室内外空气温差所导致的空气密度和进出风口的高度差来实现通风。

风压和热压共同作用下的自然通风

在实际建筑中的自然通风,是风压和热压共同作用的结果,两种作用,有时相互加强,有时相互抵消。由于风压受到天气、室外风向、建筑物形状、周围环境等因素的影响,风压与热压共同作用时,并不是简单的线性关系。

-额外福利-

自然通风基础

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信仰制造

愿世界上所有相同磁场的人都可在这里相逢。我是Jane,谢谢你的阅读。

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