吳思佳 周 通

（河北大學(xué)建筑工程學(xué)院 河北保定 071000）

3 計算機(jī)模擬實驗

從理論分析來看，外開窗會阻擋部分方向的風(fēng)進(jìn)入，故內(nèi)開窗的通風(fēng)效果要比外開窗好，因此我選取了內(nèi)開平開窗、推拉窗、內(nèi)開上懸窗、內(nèi)開下懸窗和正反中懸窗這幾種開窗形式通過計算機(jī)模擬的方法來比較窗戶的不同開啟方式對室內(nèi)通風(fēng)效果的影響。

我在計算機(jī)上建立了一個尺寸為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)境下來模擬室外空氣遇到不同的窗戶開啟方式后的氣流組織形式變化圖。

3.1 內(nèi)開平開窗的通風(fēng)分析

由圖1可以看出，由于窗洞無阻擋使窗口區(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，維持了較為舒適的空氣流速。

圖2內(nèi)開平開窗速度矢量圖

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啟一半，對空氣的阻擋使進(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，說明推拉窗沒有任何導(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 左右推拉窗速度場云圖

3.3 內(nèi)開上懸窗的通風(fēng)分析

圖5 能看出由于窗戶的阻擋作用，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)離窗洞處基本沒有水平氣流，一定程度上通風(fēng)效果不理想。

圖5 內(nèi)外開上懸窗速度場云圖

圖6內(nèi)開上懸窗速度矢量圖

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)氣流充滿房間，同時它可開啟角度增大，窗的有效面積大，在是一種理想的開窗方式。

圖7 正反中懸窗速度場云圖

圖8 正反中懸窗速度矢量圖

3.5 內(nèi)開下懸窗的通風(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

通過理論分析和對房間模型的通風(fēng)實驗的分析，能得到以下結(jié)論：

（1）對于室內(nèi)通風(fēng)來講窗洞的尺寸不是越大越好，當(dāng)窗戶寬度是房間寬度的1/3～2/3，開口面積是房間地板面積的15～20%的時候室內(nèi)通風(fēng)效率最好。

（2）就開窗的平面位置而言，錯對位側(cè)面開窗和直接對側(cè)開窗都是理想的組織自然通風(fēng)的開窗形式。

（3）從窗戶的立面位置考慮，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)滿意的速度分層現(xiàn)象，是最有利的通風(fēng)方式；內(nèi)開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)計時，不同的建筑開窗形式的組合會產(chǎn)生不同的通風(fēng)效果，應(yīng)該綜合考慮各種開窗形式對居室自然通風(fēng)的影響，合理地組合室內(nèi)開窗，使自然空氣能夠在室內(nèi)外以最暢通的方式流動，從而實現(xiàn)最佳的自然通風(fēng)效果。

[1]柳孝圖.建筑物理.中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[2]楊雪峰.窗口形式使用實態(tài)及對室內(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.