传统民居的自然通风设计探讨.pdf

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1、第38卷第2期四川建筑科学研究2012年4月SichuanBuildingScience283传统民居的自然通风设计探讨王沛，曹跃君(武汉科技大学城市建设学院，湖北武汉430065)摘要：通过建立村落建筑风环境模型，进行CFD数值模拟分析，对传统民居的自然通风设计进行了探讨。关键词：传统民居；风环境；自然通风；CFD中图分类号：TU14文献标识码：B文章编号：1008—1933(2012)02—283—04村落的选址，到建筑群体的布局，甚至建筑周围树种1传统民居与气候影响的选植，都有一套成熟的形制。我国传统民居和村传统民居中的聚落选址

2、和布局具有一定的科学落在选址上按风水的布局原则是以负阴抱阳、背山性，在被动地适应自然环境和气候环境的同时，也充面水为最佳选择(图1)。具有上述特征的自然环境分的利用了自然和气候环境，有效的改善了聚落环能顺应气候的季节变化，十分有利于形成相对稳定境。随着现代人们生活质量的不断提高，使得对于舒适的小气候。生活环境和舒适性的要求也大大提高，套用传统模式的民居形式对于多变的环境而言，已经很难达到人们期望的效果。并且，经过人类几千年的开拓，尤其是近百年的人口膨胀和过渡开发，现代的建筑环境，适合传统的纯粹且封闭的自然环境已经极少，更多地考虑已建成

3、人工环境和社会文化的影响。现代图1古人追随的符合风水原则的小气候技术的发展在改善生活环境方面的能力大大超过了传统手段，但同时也加重了人类活动对自然环境的3基于CFD的传统民居通风分析不利影响。3．1CFD技术简介传统民居是人类与其所处的自然环境抗争和协计算流体力学(ComputationalFluidDynamics，调的建筑形式。受风压或热压驱动、风压与热压耦CFD)是集流体力学、数值计算方法以及计算机图形合驱动的零机械能消耗的古老的通风方式成了改善学于一体，实现对含有流体流动和传热等相关物理室内空气品质与降低建筑能耗的有效途径之一

4、，然现象系统进行分析的先进技术。目前，CFD技术主而由于自然通风影响因素的多样性和复杂性，以及要应用在航天航空、环境污染、生物医学、电子技术各种研究方法的局限性，特别是忽略了地形特征对等各个领域。应用较多的商用CFD软件有FLU．自然通风的影响，综合气象条件、建筑所处地理条ENT，STAR—CD，PHOENICS等，它们的功能较全面，件、建筑构造形式与自然通风相关性的研究对于建实用性强，可以求解工程界中的各种复杂问题。筑设计及改善通风特性具有一定的意义。本文在分析过程中，采用CFD模拟分析软件2自然地形对民居通风的影响PHOENICS

5、进行探讨。PHOENICS软件是目前国际上流行的大型商用计算流体力学和计算传热学软地表形态对小气候的影响，我国的古代人就已件。它的全称为ParabolicHyperbolicorEllipticNu—经有了一定的认识。东汉时期王充在《论衡·寒mericalIntegrationCodeSeries。它是由英国CHAM温》篇中写到：“夫近水则寒，近火则温，远则渐微。公司在SpaldingDB教授的带领下同许多人经过多则何?气之所布的差异也”。受低级的建造手段的年精心研制和开发而推出的软件。此软件功能强限制，古人根据自然地表如水文、植被等

6、分布的差大，可用于求解零维、一维、二维和三维空间内可压异，把改善微气候的努力拓展到更大的空间范围，从缩或不可压缩，单相或多相流体的稳态或非稳态流动，确定流体空间内的质量、动量、热量、浓度的传收稿日期：2011-09—13递与分布。目前，主要应用在工程设备、机械压力作者简介：王沛(1970一)，男，河南商城人，讲师，硕士，主要从事建筑设计、民居建筑研究。流、核反应中的两相流动、环境保护中的大气湍流研E—mail：wustwp@163．COrn究及生物工程等多个学科领域。286四川建筑科学研究第38卷间狭窄的露天通道，后者有人称之为“青云

7、巷”，此可以通风又可以防御。种巷道高宽比较大，受太阳照射的面积小，日晒时间天窗也是民居中较多采用的一种良好的形成自短而长波辐射少，空气温度较低而形成“露天冷然通风形式(图1O)。在民居中，天窗通常设置在大巷”。冷巷是截面面积较小的风道，其风速会增大，厅的上空屋面上，又被称为气窗，可以开闭，自由灵风压降低，与冷巷接通的房间较热的空气会被带出活。天窗有拉开式气窗和撑开式气窗，也有做成风冷巷，较冷空气会进人室内，而达到通风效果。兜的。当大门关闭时，因天井甚小，风可以从屋顶气窗吹人，出风口则是后窗或楼梯口，形成良好的通风效果。由于天窗位置往往

8、接近屋脊，开口比前后天井要高，且处于主导风向的背风面，经常处于气流的负压区，所以无论在风压通风和热压通风时，都起着出风口的作用。图8冷巷通风内外廊式建筑是传统民居中又一种常用的平面布局形式。早期的廊式建筑，风从外廊门的上