典型圍合式建筑室內外空氣環(huán)境特征的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、庭院式建筑(即圍合式建筑)是一種具有悠久歷史的建筑布局形式。因其圍合空間具有較好的自然通風利用潛力,并易于營造相對獨立的戶外微氣候,因而被越來越多地應用在城市現(xiàn)代建筑結構中。許多公共建筑中的庭院被當成中心或主要公共活動場所。經(jīng)過幾十年的不斷優(yōu)化,很多庭院建筑已經(jīng)能夠與當?shù)貧夂蛱卣鬟M行有機結合以實現(xiàn)充分利用能源和節(jié)能的目的。如在北方地區(qū),利用庭院作為防風建筑以及吸收太陽能;而南方氣候下,庭院式建筑則可以減少太陽輻射并有效地降低庭院內和室內

2、平均氣溫。
  然而,在冬季寒冷氣候條件下,圍合式建筑所具有的自然通風優(yōu)勢是否會造成冬季室內通風熱損失過大;在為人們戶外活動需求營造出良好庭院微氣候的同時,是否有足夠的能力移走內部污染物。這些問題是圍合式建筑的節(jié)能效應能否充分發(fā)揮的關鍵。為此本文針對圍合式建筑室內外空氣環(huán)境特征展開了實測與數(shù)值模擬研究,同時對非圍合式建筑(行列式布局)也進行了對比實測與數(shù)值計算分析。
  本文先針對具有高人員密度特征的高校宿舍建筑,對非圍合式

3、建筑的冬季和夏季室內空氣品質和熱舒適狀況進行了長時間現(xiàn)場實測和調查。在這一基礎上,分別對圍合式建筑與非圍合式建筑的室內空氣環(huán)境進行了對比測量。結果表明,相同室外氣象條件下,圍合式建筑的房間通風量大于非圍合式建筑,因而降低了圍合式建筑冬季非供暖房間對太陽能的利用效果;但在高人員密度房間中,這雖然導致了較低的室內氣溫,但另一方面卻改善了室內空氣品質。
  通過對不同的圍合式庭院空氣環(huán)境的實測分析發(fā)現(xiàn),若圍合式建筑中設置有空調系統(tǒng),則空

4、調房間在夏、冬兩季滲透出的冷空氣或熱空氣對庭院空氣環(huán)境和通風量的影響明顯。特別是供暖季節(jié),即使在微風情況下,本文實測結果均表明,熱浮力誘導的庭院通風量大約相當于室外背景風速為4.5~5.9m/s時形成的風壓通風量,因此,可以有效地避免污染物在庭院內的滯留和積聚;同時,由于庭院內氣溫高于環(huán)境空氣溫度,可使實測建筑的圍護結構熱損失減少11%~20%。自然通風對庭院熱環(huán)境的影響在不同的窗戶開閉和太陽輻射條件下效果不同,合理控制窗戶開啟狀態(tài)可有

5、效改善庭院內熱環(huán)境的舒適性。
  根據(jù)圍合式建筑的結構特點,本文利用數(shù)值方法對建筑庭院內的氣流流動和污染物濃度分布進行了不穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬,以考查其基本規(guī)律和特征,并以行列式建筑為基準,分析和比較了不同風向時,圍合式建筑形式對污染物擴散的影響。結果表明,對于不穩(wěn)態(tài)過程,污染源散發(fā)期間,圍合式建筑比行列式建筑附近污染物濃度高,但污染物停止散發(fā)后,前者迅速衰減而后者衰減較慢。不同于行列式布局,圍合式建筑庭院內污染物濃度對背景風向的變

6、化不敏感。
  穩(wěn)態(tài)條件下,大多數(shù)風向時,庭院下部區(qū)域的排污能力與行列式布局基本相當,且庭院上部空間的排污能力好于行列式布局;降低庭院進口的開口高度對庭院內2m以下空間空氣品質的影響較小。由于減小庭院進口面積可使庭院微氣候的獨立性更好,因此,庭院建筑采用高度較低的進口(即交通口),比高開口更易與當?shù)貧夂蛱卣飨嘟Y合,緩解庭院微氣候獨立性與空氣品質對通風量要求恰好相反的矛盾;同時發(fā)現(xiàn),庭院迎風面開口的高度對庭院內污染物濃度隨建筑高度增

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