4.3.2 风压通风在线视频

大家好

在学习了自然通风中

热压通风形式的基础上

下面

我们进一步

学习自然通风中风压通风的方式

学习的内容跟热压通风一样

首先

介绍风压通风的原理

我们用图1给出了一个建筑设施

在室外有自然风作用的条件下

周围气流及静压分布的

平面和剖面示意图

从图中我们可以看出

室外自然风气流

遇到建筑物

会发生绕流现象

建筑周围呈现变化的气流和压力分布

其中建筑迎风面静压会升高

侧面和背风面静压会下降

由于风的作用

在建筑物表面形成了

远比未受扰动处

升高或降低的空气静压

我们将之称之为风压

这就是实现风压通风的动力

我们定义风压

以气流静压升高为正压

降低为负压

所以位于迎风面的通风口为进风口

位于背风面的风口为排风口

在室外有自然风的条件下

如果打开进排风口

在风压的驱动下

就会形成贯通室内空间的气流

这就是我们所说的风压通风

风压的大小

与气流动压成正比

而风压在建筑各表面的分布

与建筑体型部位

室外风向等因素有关

在风向一定的时候

建筑外表面上某处的风压pv

可以表示为公式（1）

式中ρao为室外空气密度

vo为室外风速

c为建筑物的风压体型系数

风压体型系数C的大小

与建筑外形

及其

具体部位以及风向有关

参考建筑结构荷载规范

我们可以通过表1

给出大家一些风压体型系数的数值

来供大家参考

第2部分我们来分析风压通风量

风压通风量的基本计算方法

与热压通风量的计算分析方法一样

即仍然是通过流速乘以通风口面积来计算

再通过通风口的流量系数加以修正

如公式（2）所示

对于公式（2）中的未知变量

流速v

我们仍然通过通风口内外压差

与

通过通风口的空气流速关系

即公式（3）来计算

下面我们开始通风量的计算分析

首先也是一种典型的情况为例来分析

即假定所有进风口的风压体型系数

和流量系数均相等

分别为

即进风口编号为小写字母a

所有排风口的风压体型系数

和流量系数也均相等

分别为

即排风口编号为小写字母b

在上述假定的情况下

我们来计算通风量

根据前面的分析

首先要写出风口内外压差

与通风口流速之间的关系

我们知道进风口a为迎风面

所以进风口的压差为pva-pi

即室外风压减去室内空气压力

而排风口b

位于背风面

所以它的压差为pi-pvb

即室内空气压力减去室外风压

如果进排风口的空气流速分别为va和vb

室内外空气密度分别为ρai和ρao的话

那么我们就可以

写出公式（4）这样的一种关系

写出公式（4）这样的一种关系

我们讲公式4的左右分别相加

然后根据公式（1）

用通风口的风压体型系数c的形式

来表达迎风面和背风面的风压

这样就可以得到公式（5）

在公式（5）中

vo是室外风速

Ca和Cb

分别是进风口和排风口的风压体型系数

我们可以看出

在公式中

有两个未知变量

即通风口的空气流速Va和Vb

所以我们还需要另一个方程来进行求解

根据流动的连续性

进入和流出设施的空气质量流量相等

所以我们引入公式（6）

这样

将两个方程联立

我们就可以求出Va或者是Vb

如果我们以求Va为目标的话

那么我们就可以先用Va来表示Vb

即公式（7）

然后

将其代回公式（5）

就可以求出进风口的空气流速va

室内外空气密度虽然有差异

但是其比值接近于1

所以如果我们假设

室内外空气密度之比为1的话

那么就可以得到公式（8）的计算方法

最后将公式（8）的流速代回公式（2）

我们就可以得到进风口的风量了

如公式（9）所示

用同样的方法

我们也可以得到排风口的通风量的计算公式

如公式（10）所示

无论是公式（9）还是公式（10）

我们看它的分母的部分

都是与前面热压通风公式是相同的

其中仅包含了流量系数

和风口面积两个表征通风口特性的参数

所以我们仍然引入一个系数k

这样我们就可以把进风口和排风口的风量

都写成公式（11）的形式

从公式（11）我们可以看出

在风压通风条件下

进排风口的风量是相等的

而且还可以看出

风压通风条件下

进排风口的通风量

与通风口面积大小及流量系数有关

与进排风口所处的位置

即风压体型系数有关

最主要的是与室外风速成正比

所以说

室外具有自然风速

是实现风压通风的基础

前面我们分析了热压通风和风压通风的形式

但是我们知道

自然界中

有时是热压和风压是同时存在的

所以第三部分我们再来分析一下

热压和风压同时作用的情况

这里呢

计算公式都是前面讲过的公式

但是计算方法会稍有不同

首先我们假设排风为正

进风为负

并假设一个中和面的高度

根据前面讲的余压公式和风压公式

我们就可以求出各个通风口

内外空气的压差

如公式（12）所示

在公式（12）中

右侧的第一项是余压

第二项是风压

对于右侧的第一项余压

其中的ρao和ρai

分别是室外和室内空气密度

g是重力加速度

hj是任意通风口中心

距离假定中和面的高度

当通风口位于中和面

以上时

取正值

以下时取负值

右侧第二项是风压

其中vo是室外风速

Cj是各个通风口的风压体型系数

当位于迎风面的时候

是进风口

所以风压体型系数是正值

位于背风面的时候是排风口

所以风压体型为系数为负值

将公式（12）中的压差代入到

空气质量流量公式（13）中

就可以求出各个通风口的空气质量流量

仍然取排风量为正

进风量为负

根据进排风口的质量流量相等的原则

我们知道

所有的通风口的质量流量的总和

相加应该是等于0的

如果累的加结果不等于0

说明我们开始假设的中和面的高度

不很合适

需要调整

如此经过反复试算

直到中和面的高度满足

所有空气质量流量的累加之和等于0

那么这个时候求得的进风量或者是排风量

就是在热压和风压同时作用下的自然通风量

当然这种情况计算比较复杂

最简单的办法

就是通过编程的方式用计算机来计算

下面我们总结一下今天这次课程的内容

今天呢我们主要讲了

风压通风的原理和风压通风量的计算方法

以及热压和风压同时作用下的

自然通风量的计算方法

我们给出了这样一组

风压通风量的计算公式

这个公式呢

跟热压通风在形式上非常相似

但是需要强调的是

为了获得良好的风压通风效果

在满足室外具有风速的条件下

需要保证足够的通风孔面积

还要保证

其迎风面

与主导风向成

60度至90度角

一般不能低于45度角

另外在热压和风压同时作用的时候

还应该

特别注意二者之间的协调

比如

我们可以将进风口设置于迎风面的下部

排风口设置于背风面的上部

对于今天所学的知识

我希望大家能够掌握风压通风的原理

熟悉风压通风量的工程算法

了解影响风压通风效果的因素

以及热压和风压通风的计算的基本思路

好

这节课就讲到这里

谢谢大家