開(kāi)窗形式對(duì)居室通風(fēng)的影響（下）

吳思佳 周 通

（河北大學(xué)建筑工程學(xué)院 河北保定 071000）

3 計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)

從理論分析來(lái)看，外開(kāi)窗會(huì)阻擋部分方向的風(fēng)進(jìn)入，故內(nèi)開(kāi)窗的通風(fēng)效果要比外開(kāi)窗好，因此我選取了內(nèi)開(kāi)平開(kāi)窗、推拉窗、內(nèi)開(kāi)上懸窗、內(nèi)開(kāi)下懸窗和正反中懸窗這幾種開(kāi)窗形式通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬的方法來(lái)比較窗戶(hù)的不同開(kāi)啟方式對(duì)室內(nèi)通風(fēng)效果的影響。

我在計(jì)算機(jī)上建立了一個(gè)尺寸為5m×3m×3m的房間模型，將室外水平自然進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)定為28℃，風(fēng)速設(shè)定為1.5m/s，其中外窗的尺寸為2m×1.5m，在這種環(huán)境下來(lái)模擬室外空氣遇到不同的窗戶(hù)開(kāi)啟方式后的氣流組織形式變化圖。

3.1 內(nèi)開(kāi)平開(kāi)窗的通風(fēng)分析

由圖1可以看出，由于窗洞無(wú)阻擋使窗口區(qū)域風(fēng)速最大達(dá)到1.7m/s左右，進(jìn)到室內(nèi)后風(fēng)速突然減小并趨于平穩(wěn)。圖2反映了窗扇完全開(kāi)啟后進(jìn)風(fēng)口的狀態(tài)，室內(nèi)水平和豎直方向均有氣流流動(dòng)，維持了較為舒適的空氣流速。

圖2內(nèi)開(kāi)平開(kāi)窗速度矢量圖

3.2 左右推拉窗的通風(fēng)分析

圖3 反映出由于推拉窗只能開(kāi)啟一半，對(duì)空氣的阻擋使進(jìn)風(fēng)有效面積減小，空氣從室外到窗口先增大后逐漸減小，到達(dá)室內(nèi)風(fēng)速基本保持在0.3m/s，說(shuō)明推拉窗沒(méi)有任何導(dǎo)風(fēng)性能。圖4反映出室內(nèi)氣流基本處于平行流動(dòng)的狀態(tài)且室內(nèi)的大部分區(qū)域內(nèi)氣流流速慢。

圖3 左右推拉窗速度場(chǎng)云圖

3.3 內(nèi)開(kāi)上懸窗的通風(fēng)分析

圖5 能看出由于窗戶(hù)的阻擋作用，氣流沿窗的邊緣進(jìn)入室內(nèi)，在窗洞處進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速達(dá)到最大0.9m/s，室內(nèi)的流速則處于0.1m/s的穩(wěn)態(tài)，上懸窗雖引導(dǎo)氣流但室內(nèi)風(fēng)速較低。圖6看出室內(nèi)靠近窗洞處水平豎直均有氣流，但遠(yuǎn)離窗洞處基本沒(méi)有水平氣流，一定程度上通風(fēng)效果不理想。

圖5 內(nèi)外開(kāi)上懸窗速度場(chǎng)云圖

圖6內(nèi)開(kāi)上懸窗速度矢量圖

3.4 正反中懸窗的通風(fēng)分析

圖7 反映出這種開(kāi)啟方式使房間空氣流速較大，氣流進(jìn)入房間先減小后增大，室內(nèi)流速可達(dá)到0.3m/s。圖8能看出正反中懸窗引導(dǎo)氣流充滿(mǎn)房間，同時(shí)它可開(kāi)啟角度增大，窗的有效面積大，在是一種理想的開(kāi)窗方式。

圖7 正反中懸窗速度場(chǎng)云圖

圖8 正反中懸窗速度矢量圖

3.5 內(nèi)開(kāi)下懸窗的通風(fēng)分析

由于窗的阻擋使窗有效面積減少，氣流沿窗扇邊緣進(jìn)入在窗洞處達(dá)到最大0.9m/s，之后在室內(nèi)迅速減小到0.1m/s并維持平衡。遠(yuǎn)離房間處水平豎直方向氣流均較少，不太利于自然通風(fēng)。

4 結(jié)論

通過(guò)理論分析和對(duì)房間模型的通風(fēng)實(shí)驗(yàn)的分析，能得到以下結(jié)論：

（1）對(duì)于室內(nèi)通風(fēng)來(lái)講窗洞的尺寸不是越大越好，當(dāng)窗戶(hù)寬度是房間寬度的1/3～2/3，開(kāi)口面積是房間地板面積的15～20%的時(shí)候室內(nèi)通風(fēng)效率最好。

（2）就開(kāi)窗的平面位置而言，錯(cuò)對(duì)位側(cè)面開(kāi)窗和直接對(duì)側(cè)開(kāi)窗都是理想的組織自然通風(fēng)的開(kāi)窗形式。

（3）從窗戶(hù)的立面位置考慮，進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在房間中下可以讓風(fēng)流經(jīng)房間的大部分區(qū)域，從而獲得良好的通風(fēng)效果。

（4）五種模擬使用的窗扇開(kāi)啟形式中，正反中懸窗可以獲得最大的通風(fēng)量，得到室內(nèi)滿(mǎn)意的速度分層現(xiàn)象，是最有利的通風(fēng)方式；內(nèi)開(kāi)下懸窗使氣流吹向房間上部，而室內(nèi)氣流很小，是最不利的組織自然通風(fēng)的方式。

在進(jìn)行住宅設(shè)計(jì)時(shí)，不同的建筑開(kāi)窗形式的組合會(huì)產(chǎn)生不同的通風(fēng)效果，應(yīng)該綜合考慮各種開(kāi)窗形式對(duì)居室自然通風(fēng)的影響，合理地組合室內(nèi)開(kāi)窗，使自然空氣能夠在室內(nèi)外以最暢通的方式流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)最佳的自然通風(fēng)效果。

[1]柳孝圖.建筑物理.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

[2]楊雪峰.窗口形式使用實(shí)態(tài)及對(duì)室內(nèi)通風(fēng)效果影響研究——以北京為例[D].北京建筑工程學(xué)院，2011.