海南省建筑自然通风设计导则
主编单位：中国建筑科学研究院
参编单位：中国建筑科学研究院天津分院
天津大学
中国建筑科学研究院海南分院
前 言
为推动海南省建筑节能技术发展，指导海南省建筑自然通风设计，编制组进行广泛调查研究，认真总结海南省气候条件下自然通风设计要点，参照国内相关标准与规范，广泛征求意见，反复讨论修改，制定本导则。
本导则主要内容为：1.总则、2.术语、3.一般规定、4.场地规划设计、5.建筑设计五部分。
本导则由海南省建筑节能协会负责管理，由中国建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。在执行过程中如有修改或补充之处，请将意见或有关资料寄送中国建筑科学研究院（地址：北京市北三环东路30号，邮编：100013），以便修订时参考。
主编单位：中国建筑科学研究院
参编单位：中国建筑科学研究院天津分院
天津大学
中国建筑科学研究院海南分院
主要起草人：尹波 杨彩霞 李晓萍 吴承敏 李以通 吕石磊 周海珠 胡家僖 魏慧娇 丁宏研 吴雄
目 录
1 总则
1.0.1 为推动海南省建筑节能技术发展，落实海南省建筑发展目标，
本导则基于海南地区气候特点及建筑使用习惯，制定建筑自然通风设计策略，在进一步提高室内人员的热舒适性的基础上，降低建筑能耗。
1.0.2 本导则适用于新建、扩建和改建的民用建筑自然通风工程的设计。
1.0.3 建筑自然通风工程的设计除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语
2. 1 自然通风 natural ventilation
自然通风是依靠室内热压或者室外风压，使房间内外的空气进行交换，从而改善室内的空气环境。
2. 2 热压通风 thermal pressure ventilation
由于室内外温差而造成空气密度不一样，在建筑物垂直方向出现压力梯度，而产生的空气流动现象。
2. 3 风压通风 wind pressure ventilation
由于建筑物的阻挡，迎风面气流受阻形成正压区，背风面及屋顶形成负压区，气流从正压区流向室内，再从室内向外流至负压区，形成风压通风。
2. 4窗墙比 window-wall ratio
某一朝向的外窗（包括透光幕墙）总面积，与同朝向墙面总面积（包括窗面积在内）之比。
2.5冷巷 cold alley
通常在亚热带地区传统聚落中，房屋排列组合而成的窄巷道或在建筑一侧留出的小通道。
2.6平台建筑 platform building
在高层建筑主体投影范围外，与高层建筑相连的建筑高度不超过24m的附属建筑，类似裙房。
2.7“文丘里管”效应 venturi tube effect
通过渐缩断面设计，使气流通过缩小的过流断面时，气体流速增大，静态压力变小，在高速流动的气体附近产生低压，从而产生吸附作用。
2.8建筑透风度 building ventilate degree
建筑表面可使空气穿过的透空区域面积占整个建筑表面积的比例。
3 一般规定
3.1建筑的自然通风设计应贯穿于项目策划、设计及使用的各阶段，包括规划、建筑、结构、通风与空气调节等各专业。
3.2以自然通风为主要降温方式的建筑物，建筑方位的确定应根据主要进风面和建筑物形式，按夏季南或东南风向布置。
3.3居住建筑的卧室、起居室（厅）、厨房应能自然通风，每户至少应有一个居住房间通风开口和通风路径的设计满足自然通风的要求。
3.4公共建筑中庭夏季应利用自然通风降温，必要时设置机械排风装置。
3.5自然通风时应采用阻力系数小，易于操作和维修的进出风口或可开启面。
3.6自然通风场地设计宜充分利用海南地区良好的生态环境及历史性景观和资源，减少建设活动对生态系统的破坏。
3.7场地设计宜充分结合海南地区特有的自然地理、环境气候特征。
4场地规划设计
4.1.1建筑场地设计应适应海南地区热带海洋性季风气候特征、旅游城市发展特征和社会人文状况。
4.1.2场地微环境设计应采取以下策略：
（1）合理设置自然水面、凉亭及廊道等，结合园林绿化植被的布置，营造良好的自然通风环境，避免出现风速过大的廊道或风死角；
（2）利用植被和水体的冷却效应，营造区域局部风环境。
（3）利用不同高度的树木植物控制空气的流动，将气流引向建筑内部；
4.1.3利用建筑周围绿化进行导风（见附图1）。
1沿来流方向在单体建筑两侧的前、后设置绿化屏障，使得来流风受到阻挡进入室内；
2利用绿化后方的负压作用，设计合理的建筑开口进行导风。
4.1.4坡地建筑与滨海建筑规划设计应与环境的协调一致，最大限度减少对生态的影响，同时充分利用场地条件，营造良好的自然通风条件。
（1） 规划设计中应留出通风通道，并保留原生水系及其走向；
（2） 分析坡地和滨海场地季节与昼夜的风环境变化特征，结合建筑功能布局，进行场地设计；
（3） 合理利用地形高差，进行场地建筑布局，可将主要公共功能空间设置在地形高处，达到良好的视觉和通风效果；
（4）不同的风向、地形坡度及坡向会对建筑产生不同的影响，在建筑布置时，应充分利用这种地形微气候，以获得良好的通风效果，可
参考附图2。
4.1.5为改善空气流通状况，可沿主要盛行风向辟设通风廊，增设与通风廊交接的风道，使空气能够有效地流入建筑群内部，改善局部地区的微气候。
4.1.6通风廊应以主要道路、相连的休憩用地、主要绿地、非建筑用地等大型空旷地带连成；通风廊应沿盛行风的方向伸展，应保持或引导其他天然气流，包括海陆风和山谷风，吹向建筑群内部。
4.1.7坡地建筑群通风设计时，在山谷风来风方向上应避免建造密集高楼建筑群。
4.1.8合理规划海边用地，海边地区建筑应避免阻挡海陆风及盛行风（见附图3）。
4.2建筑群布局设计
4.2.1建筑群布局，应减少前排建筑风影区对后排建筑的覆盖及影响，以使建筑获得更多的穿堂风。
（1）建筑群宜采用错列式、斜列式平面布置形式以替代行列式、周边式平面布置形式；
（2）建筑物位置与来风方向呈错动关系，利用穿堂风时，其迎风面与夏季东南风宜成60°~90°，且不应小于45°，当建筑物与夏季东南风垂直时，建筑宜呈错列式排列；
（3）建筑物在主导风向上呈前低后高或高低错落布置；
（4）结合地形地貌，同时与城市交通干线或绿地系统结合，留出开敞的空地作为规划风道。
4.2.2应避免平台建筑覆盖整个地面或地面的大部分面积，阻碍建筑底部空气流通。应在平台建筑的迎风面营造更多通风空间，减少平台的顶部面积，在地面提供更多休憩用地（见附图4）。
4.2.3建筑密集区域应采用梯级式的平台设计，将气流从上空引导至地面的人行道路（见附图5）。
4.2.4在建筑物之间、平台与其上层楼宇之间，以及同座建筑物的不同楼层之间保留空间（见附图6），增加建筑物的透风度。
4.2.5对于低层建筑群应合理设计建筑间距，适当避开前面建筑的涡流区，以利于组织风压通风，不同风向投射角下的建筑间距可参考表4-2中的建筑背风面涡流区长度合理设计。
表4-2 不同风向投射角（见附图7）对自然通风的影响
|
风向投射角 |
室内风速降低（%） |
建筑背风面涡流区长度 |
|
0° |
0 |
3.75H |
|
30° |
12 |
3 H |
|
45° |
30 |
1.5 H |
|
60° |
50 |
1.5 H |
注：H为建筑高度，其中建筑的尺寸（高×宽×深）为1：8：2
4.2.6建筑长立面宜与夏季主导风向呈锐角，以利于夏季和过渡季自然通风。
4.2.7当建筑呈一字平直排开而体形较长时（超过30m），宜在前排住宅底部位置设置过街楼以加强自然通风（见附图8）。
4.2.8建筑群高度的错落分级有助改变风向，避免空气滞留不动。区内建筑群的高度应朝着盛行风的方向逐渐降低，以促进空气流动（见附图9）。
4.2.9合理设计通风冷巷：
（1）廊道型冷巷：建筑外侧墙宜减少开窗或密布柱廊，加强围护结构隔热，建筑两端设计开启窗或留有开口，获得夜间通风，走道两端连接开敞空间，如天井、庭院等，组成建筑通风系统，（见附图10）。
（2）竖高型冷巷：将横向的冷巷空间竖向化，形成竖向窄长的腔体，以热压通风为主，与横向腔体或开口相连，灵活地布置竖井的开口，使其在夜间能较大面积开启，增加其夜间通风效率，竖高型冷巷高：长：宽为5:3:1及以上（见附图11）。
（3）切口型冷巷：在大体量建筑的上部切出顶面开敞的水平向窄天井空间，在切口两端设置开口，与外部环境保持空气流通，保持夜间开口以散热蓄冷，开口应迎合夏季主导风向，与走廊、中庭等空间连接，组成建筑通风系统（见附图12）。
（4）线型庭院冷巷：将冷巷空间进行适当的尺度放大，形成一种窄天井，以恰当的高宽比融入建筑，起热压通风作用，同时在两端设置开口进行换气通风，建筑内部的线型庭院需要与横向的通风通道相连接，线型庭院可适用于各类公共建筑，特别是办公与教育建筑（如宿舍等）（见附图13）。
5 建筑设计
5.1.1建筑平面布局的功能分区上，主要用房安排在迎风面，辅助用房安排在背风面，若房间进深太大，可在合适位置设计天井。
5.1.2通过建筑合理布局控制建筑进深：
（1）当建筑进深不超过层高的5倍时，可将建筑设计成“一”字形平面组合，如“L”型、“C”型、“口”型等，可兼顾自然通风和采光；
（2）在住宅建筑的平面单元组合中，可采用正Y型、凹口型、曲尺型、扇型等；
（3）为减小建筑进深，建筑设计应尽量减少东西向面积，当设计为长方体时，使东西向与南北向比例1：3左右较为合适。
5.1.3当建筑高度较矮、建筑群密度较大时，合理采用挑檐、导风墙（见附图14）、捕风窗、拔风井、太阳能拔风道等诱导气流的措施。
5.1.4 应考虑采用“下大上小”的倾斜面造型以及预留出贯通整个建筑的洞口，缩减高层建筑背面风影区的范围，加强空气流动。
5.1.5对于单一朝向的房间，在剖面的空间设计上，合理安排中央楼梯间的位置，结合楼梯间出屋面的设计，形成“文丘里管”效应（见附图15）。
5.2.1甲类公共建筑外窗（包括透光幕墙）应设可开启窗扇，其有效通风换气面积不宜小于所在房间外墙面积的10%；当透光幕墙受条件限制无法设置可开启窗扇时，应设置通风换气装置。乙类公共建筑外窗有效通风换气面积不宜小于窗面积的30%。
5.2.2住宅的平面空间组织、剖面设计、门窗的位置、方向和开启方式的设置，应有利于组织室内自然通风，单朝向住宅宜采取改善自然通风的措施。
5.2.3采用自然通风的房间，其直接或间接自然通风开口面积应符合下列规定：
1卧室、起居室（厅）的直接自然通风开口面积不应小于该房间地板面积的1/10；当采用自然通风的房间外设置阳台时，阳台的自然通风的开口面积不应小于采用自然通风的房间和阳台地板面积总和的1/10；
2 对于厨房、卫生间、户外公共区域的外窗，其通风开口面积应按不小于外窗面积的45%设计。
5.2.4自然通风的进风口的位置尽可能低，其下缘距室内地面的高度不宜大于1.2m。
5.2.5门窗采用利于自然通风的构造设计：
1选用中轴旋转的窗扇，可以任意调节开启角度，必要时可以拿掉；
2对于开口较高的窗户，可以设置竖向开启的窗扇；
3在内隔断或外廊处设置百叶窗、镂空窗、折门等；
4在门窗外部适当的地方增加垂直挡风版或水平挡风板；
5建筑内部房门上方应设计气窗（见附图16）；
6室内门窗开口宜呈对角线设置；
7内廊式建筑的通风路径利于自然通风（见附图17）。
5.3.1合理设计底层架空或空中花园改善后排建筑的自然通风。当不能做到全架空时，尽量保证架空率不小于40%。
5.3.2对于采用通风屋顶的建筑，应符合下列规定：
（1）通风屋顶檐口的形式应有利于将风引入通风间层，间层内表面不宜过分粗糙，以降低摩擦阻力；
（2）进出风口的面积与通风间层横截面的面积比要大，在架空层周边应设置一定数量的通风孔，并朝向夏季主导风向，以便利用风压来增加间层内的气流速度，强化自然通风降温效果。
（3）通风间层要有一定的架空高度，架空高度一般应按照屋面宽度和坡度的大小确定，如果无特殊设计要求，以 130~260 mm为宜。
5.3.3对于不注重朝向的单身公寓小户型、大型建筑进深超过30m的项目，宜在中间布置绿化内庭或天井，利用热压通风原理组织被动式通风。
5.3.4高层建筑宜设置“空中庭院”作为凹进的开敞空间，并且空间上部覆以百叶式屋顶。
5.3.5合理利用各种被动式通风技术强化自然通风。
1当常规自然通风系统不能提供足够风量的时候，可采用捕风装置加强自然通风；
2当采用常规自然通风难以排除建筑内的余热、余湿和污染物时，可采用屋顶无动力风帽装置，无动力风帽的接口直径宜与其连接的风管管径相同；
3当建筑物不能很好的利用风压或者浮升力不足以提供所需风量的时候，可采用太阳能诱导等通风方式。
5.4.1对建筑进行自然通风潜力分析，自然通风设计时应充分利用CFD模拟，或利用理论计算手段。
5.4.2自然通风量的计算应同时考虑热压及风压的作用，当建筑形体复杂时，必须进行CFD模拟。
5.4.3热压作用的通风量，宜按以下原则确定：
（1）室内发热量较均匀、空间形式较简单的单层建筑民用建筑，可采用简化计算方法确定，其室内设计温度宜控制在12~30℃；
（2）住宅和办公建筑中，考虑多个房间之间或多个楼层之间的通风，可采用网络法进行计算；
（3）建筑体型复杂或室内发热量明显不均的建筑，可按CFD数值模拟方法确定。
简化计算方法如下：
式中： ——热压作用的通风量，（kg/h）；
——室内的全部余热，（kW）；
——空气比热，1.01kJ/（kg·℃）；
——排风温度，℃；
——夏季通风室外计算温度，℃。
以上计算方法是在下列简化条件下进行的：
1）空气在流动过程中是稳定的；
2）整个房间的空气温度等于房间的平均温度；
3）房间内空气流动的路途上，没有任何障碍物；
4）除进风口外的缝隙所渗入的空气量不予考虑。
5.4.4风压作用的通风量，宜按以下原则确定：
（1）应分别计算过渡季及夏季的自然通风量，并按其最小值确定；
（2）室外风向应按计算季节的东南风确定；
（3）室外风速应按基准高度室外最多风向的平均风速确定，当采用CFD数值模拟时，应考虑当地地形条件下的梯度风影响；
（4）仅当建筑迎风面与计算季节东南风成45°~90°时，该面上的外窗或开口可作为进风口计算。
1 绿化导风
2 山地风向分区及布局示意
3 滨海建筑导风设计
4 平台建筑设计
5 梯级式平台设计
6 透风度设计
7 风向投射角
8 建筑架空设计
9 建筑高度梯级设计
10 廊道型冷巷
11 竖高型冷巷
12 切口型冷巷
13 线型庭院冷巷
14导风墙样例
15 “文丘里管”设计
附图16 气窗设计
附图17 通风路径示意
|
