【摘要】：隨著中國城市化進程的加劇和經(jīng)濟的快速增長,高層住宅建筑已經(jīng)成為了城鎮(zhèn)住宅的主要形式。自然通風(fēng),作為一種“零能耗”的通風(fēng)方式,一直廣受人們的喜愛,它對于改善室內(nèi)空氣品質(zhì)、提高室內(nèi)空間舒適性有著重要的作用。但高層住宅外部的風(fēng)環(huán)境與熱環(huán)境較為復(fù)雜,住戶往往更傾向于利用空調(diào)等其他手段來創(chuàng)造一個穩(wěn)定的、舒適的室內(nèi)居住環(huán)境。于是打造一種樂于被人們接受的、健康的、環(huán)保的居住生活空間,利用自然通風(fēng)降低建筑能耗,提高室內(nèi)空氣品質(zhì)已成為當今建筑設(shè)計師關(guān)注的焦點。本文首先結(jié)合西安市獨特的地域氣候特征,針對西安市高層住宅現(xiàn)狀及高層住宅室內(nèi)自然通風(fēng)效果滿意度進行調(diào)研與問卷調(diào)查,得到西安市高層住宅室內(nèi)自然通風(fēng)存在的問題和影響自然通風(fēng)效果的最主要因素。根據(jù)調(diào)查結(jié)果,本文利用CFD數(shù)值模擬的方法,采用室內(nèi)平均風(fēng)速和空氣齡作為評價標準,對西安市高層住宅在不同小區(qū)建筑密度、不同開窗面積下的室內(nèi)自然通風(fēng)效果進行研究,并借助現(xiàn)場實測的方法對模擬結(jié)果進行驗證。模擬與實驗結(jié)果表明:高層住宅室內(nèi)自然通風(fēng)效果并非隨建筑密度的增加而惡化,而當PAD=15%時,室內(nèi)通風(fēng)效果最佳;單側(cè)開窗的主臥室內(nèi)自然通風(fēng)效果與外窗開窗面積呈正相關(guān),且當PAD=15%時,主臥內(nèi)通風(fēng)情況受外窗開啟面積影響效果最小。表明選擇最佳的小區(qū)建筑密度,可以在節(jié)約土地資源的前提下保證房間內(nèi)最佳的自然通風(fēng)效果。最后,文章借助DeST-VentPlus能耗模擬軟件研究小區(qū)建筑密度、室外風(fēng)速對住宅建筑能耗的影響,并利用IBE指數(shù)量化能耗預(yù)估的準確性。模擬結(jié)果表明,西安市高層住宅具有良好的自然通風(fēng)潛力,月能耗節(jié)約率最高可達87.8%;在夏季建筑周圍微環(huán)境對高層住宅能耗的影響最為顯著;高層住宅的建筑能耗與小區(qū)建筑密度成正相關(guān),而建筑能耗預(yù)估的準確性隨之降低,其不準確性最高可達75.5%;高層住宅建筑能耗與室外來流風(fēng)速呈負相關(guān),但西安市全年室外風(fēng)速均值為2m/s,此時建筑能耗的IBE指數(shù)值較大,準確性較低。因此,若未考慮建筑周圍微環(huán)境對建筑能耗的影響,建筑能耗預(yù)估的準確性將大大降低。以上研究成果可以為住宅小區(qū)的規(guī)劃設(shè)計以及建筑能耗的預(yù)估提供參考,起到一定的指導(dǎo)作用。
【圖文】：

圖 2.1 風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)熱壓作用下的自然通風(fēng)于室內(nèi)外溫度差引起的空氣密度差異而產(chǎn)生的空氣流動現(xiàn)象叫做熱壓通風(fēng)或過渡季節(jié)，若室內(nèi)溫度高于室外，則此時室內(nèi)空氣密度較低，室外溫度較大的空氣會從建筑下部的門窗進入室內(nèi)，室內(nèi)空氣將通過建筑物上排出室外，，以實現(xiàn)自然通風(fēng)，這種類型的通風(fēng)也叫做“煙囪效應(yīng)”。由于熱自然通風(fēng)相對于由風(fēng)壓引起的自然通風(fēng)需要空氣的密度差，以及建筑開差，因此，通風(fēng)條件苛刻，通風(fēng)效果較差。是，熱壓作用下室內(nèi)自然通風(fēng)的通風(fēng)量便可以用以下公式表示：001hd2() ghQ CA（2中，Qh為熱壓作用下自然通風(fēng)量，m3/s

a. 北風(fēng)風(fēng)向下建筑室外風(fēng)速云圖 b. 東北風(fēng)風(fēng)向下建筑室外風(fēng)速云圖圖 2.2 西安市行列式布局住宅室外風(fēng)速云圖（2）自由式布局的影響自由式建筑布局方式是近些年才興起的一種靈活的建筑平面布局方式。設(shè)計人員根據(jù)當?shù)氐牡貏�，小區(qū)周圍環(huán)境以及當?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向來確定建筑群的布局，自由排列，錯落無序。這種建筑的布局方式可以最大限度的滿足建筑室內(nèi)自然通風(fēng)及采光的需求，但該布局方式的占地面積較大，建筑排序無規(guī)律可循。若設(shè)計不合理，相鄰建筑之間局部的風(fēng)環(huán)境將會惡化，導(dǎo)致在室內(nèi)、室外活動的人的舒適感降低。（3）錯列式布局的影響
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU834.1;TU111.195

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本文編號：2681476