吳思佳 周 通

（河北大學(xué)建筑工程學(xué)院 河北保定 071000）

1 研究背景

現(xiàn)如今人類(lèi)正面臨著繼“煤煙污染”、“光化學(xué)煙霧污染”之后的以“室內(nèi)空氣污染”為主的第三次環(huán)境污染。室內(nèi)環(huán)境是人們生活、工作和學(xué)習(xí)的主要場(chǎng)所，據(jù)統(tǒng)計(jì)人一生中大約有2/3的時(shí)間是在居室內(nèi)度過(guò)的，因此室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的好壞直接影響我們的身體健康。

室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞除了與室外氣象條件有關(guān)還與居室能否得到足夠的通風(fēng)換氣有著直接的影響，建筑通風(fēng)分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)，對(duì)于住宅來(lái)講，自然通風(fēng)節(jié)能環(huán)保，是提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的主要方法。住宅的自然通風(fēng)主要是通過(guò)窗戶通風(fēng)，開(kāi)窗形式直接影響著通風(fēng)效果，下面通過(guò)理論和計(jì)算機(jī)模擬的方法來(lái)研究開(kāi)窗形式對(duì)居室通風(fēng)的效果。

2 開(kāi)窗形式的影響因素

窗戶的形式對(duì)于自然通風(fēng)有著決定性的作用，主要體現(xiàn)在窗戶洞口大小、窗戶位置以及開(kāi)啟方式這三方面。

2.1 窗戶洞口大小

想讓室內(nèi)氣流形成風(fēng)感，窗戶必須得有一定的可開(kāi)啟面積，測(cè)試表明：當(dāng)窗戶寬度是房間寬度的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。當(dāng)風(fēng)穿過(guò)房間，其出、入口尺寸會(huì)影響風(fēng)速的變化，分為兩種情況：進(jìn)風(fēng)口大于出風(fēng)口，房間氣流速度相對(duì)下降，反之增強(qiáng)。氣流速度影響著人體舒適度，在住宅設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到這些，通風(fēng)口應(yīng)朝向主風(fēng)向且出風(fēng)口面積應(yīng)比進(jìn)風(fēng)口面積大，這樣室內(nèi)通風(fēng)效果較好。

2.2 窗戶位置

住宅設(shè)計(jì)中良好的室內(nèi)通風(fēng)包括空氣流動(dòng)較均勻，并盡量使其流經(jīng)室內(nèi)更廣的區(qū)域，同時(shí)通風(fēng)口應(yīng)該設(shè)置在有利于通風(fēng)風(fēng)速的位置。這涉及到了窗戶在平面和立面上的分布。

2.2.1 開(kāi)窗平面位置

根據(jù)窗戶在平面上的位置，將其分為四類(lèi)：?jiǎn)蝹?cè)開(kāi)窗、垂直開(kāi)窗、錯(cuò)位對(duì)側(cè)開(kāi)窗和直接對(duì)側(cè)開(kāi)窗，下面是對(duì)它們的分析。

a、b為單側(cè)開(kāi)窗，是自然通風(fēng)中最簡(jiǎn)單的方式，這種方式室外對(duì)房間通風(fēng)干擾小，室內(nèi)氣流流動(dòng)小，是不利于通風(fēng)的形式。c是垂直面開(kāi)窗，指在房間互相垂直的面上開(kāi)窗，風(fēng)從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入遇到很大的阻力直角轉(zhuǎn)彎穿過(guò)房間，這種方式造成房間局部通風(fēng)不佳，不算理想的通風(fēng)方式。d為錯(cuò)對(duì)位開(kāi)窗，是理想的通風(fēng)方式，風(fēng)流經(jīng)區(qū)域廣且流線順暢，易形成穿堂風(fēng)，給人體帶來(lái)舒適感。e、f都為直接對(duì)側(cè)開(kāi)窗，通風(fēng)直接、流暢，但e通風(fēng)覆蓋面少造成局部通風(fēng)不良，f相對(duì)e通風(fēng)面積更廣，是較為理想的組織自然通風(fēng)的方式。

圖1 開(kāi)窗的平面位置

2.2.2 開(kāi)窗立面位置

進(jìn)風(fēng)口的豎向位置對(duì)于室內(nèi)的氣流流動(dòng)路線也有一定的影響，根據(jù)窗戶的豎向位置分為兩種情況：進(jìn)風(fēng)口在房間中上部和進(jìn)風(fēng)口在房間中下部。

圖2為房間剖面示意圖，（a）為進(jìn)風(fēng)口在房間中上部，氣流幾乎以直線吹過(guò)房間，影響范圍較??；（b）為進(jìn)風(fēng)口在房間的中下部，氣流可以吹過(guò)房間的大部分區(qū)域，利于通風(fēng)。

圖2 開(kāi)窗的立面位置

2.3 窗戶開(kāi)啟方式

窗戶開(kāi)啟兼導(dǎo)風(fēng)和擋風(fēng)的作用，根據(jù)窗戶的開(kāi)啟方式我們將窗戶分為四種：平開(kāi)窗（內(nèi)開(kāi)、外開(kāi)）、懸窗（上中下）、推拉窗（水平、垂直）、轉(zhuǎn)窗。

2.3.1 平開(kāi)窗

平開(kāi)窗可以完全開(kāi)啟，是理想的開(kāi)窗形式，應(yīng)用范圍最廣，分內(nèi)開(kāi)和外開(kāi)兩種。平開(kāi)窗可根據(jù)開(kāi)啟角度的變化來(lái)影響導(dǎo)風(fēng)，外開(kāi)式不占用室內(nèi)空間，但會(huì)阻擋部分斜向氣流進(jìn)入室內(nèi)；內(nèi)開(kāi)式則能將室外風(fēng)完全引入室內(nèi)，通風(fēng)效果更好。

2.3.2 推拉窗

推拉窗的窗戶沿軌道向兩邊開(kāi)啟，分為水平推拉窗和垂直推拉窗。推拉窗不占用室內(nèi)外空間，可以隨意控制開(kāi)啟面積，操作輕便，但沒(méi)有任何導(dǎo)風(fēng)性能，最大開(kāi)啟面積只有窗洞的一半，不利于通風(fēng)。

圖3

2.3.3 懸窗

懸窗根據(jù)窗戶開(kāi)啟轉(zhuǎn)動(dòng)橫軸位置的不同分為上懸窗、中懸窗和下懸窗。

上懸窗有一定的導(dǎo)風(fēng)作用，外開(kāi)式可以將風(fēng)導(dǎo)入窗洞上側(cè)，由于開(kāi)啟位置一般高于人體，風(fēng)可以流經(jīng)人體從而帶來(lái)舒適感，但窗戶對(duì)風(fēng)有部分遮擋，會(huì)減弱風(fēng)速。內(nèi)開(kāi)式可以將風(fēng)導(dǎo)向地面吹向人體，這種方式可以加快風(fēng)速，更利于通風(fēng)。

中懸窗可開(kāi)啟角度比上懸窗和下懸窗要大，導(dǎo)風(fēng)性能明顯，不存在遮擋，是理想的組織通風(fēng)方式。逆反方式將風(fēng)引向窗洞下側(cè)，正反方式將風(fēng)引向窗洞上側(cè)，因此從人體舒適性的角度考慮，逆反式適合窗洞較低的房間而正反式更適合窗洞較高的房間。

下懸窗有一定的導(dǎo)風(fēng)作用，內(nèi)開(kāi)式將風(fēng)導(dǎo)入窗洞上側(cè)，可以加快氣流的進(jìn)入；外開(kāi)式將風(fēng)導(dǎo)入窗洞下側(cè)，對(duì)風(fēng)有一定遮擋而減弱了風(fēng)速。所以內(nèi)開(kāi)式下懸窗更利于通風(fēng)。

2.3.4 立轉(zhuǎn)窗

立轉(zhuǎn)窗是中心固定，旋轉(zhuǎn)開(kāi)啟的窗戶，其導(dǎo)風(fēng)性和中懸窗相似，是較理想的組織通風(fēng)方式，它可以將不同方向的風(fēng)導(dǎo)入室內(nèi)，且導(dǎo)入的風(fēng)能較均勻地在窗口周?chē)植肌?/p>

[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.

[3]王亮，盧軍.窗戶開(kāi)啟方式對(duì)居室內(nèi)部自然通風(fēng)的影響分析[A].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，2011.