開窗形式對居室通風的影響（上）

吳思佳 周 通

（河北大學建筑工程學院 河北保定 071000）

1 研究背景

現(xiàn)如今人類正面臨著繼“煤煙污染”、“光化學煙霧污染”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、工作和學習的主要場所，據(jù)統(tǒng)計人一生中大約有2/3的時間是在居室內(nèi)度過的，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換氣有著直接的影響，建筑通風分為自然通風和機械通風，對于住宅來講，自然通風節(jié)能環(huán)保，是提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的主要方法。住宅的自然通風主要是通過窗戶通風，開窗形式直接影響著通風效果，下面通過理論和計算機模擬的方法來研究開窗形式對居室通風的效果。

2 開窗形式的影響因素

窗戶的形式對于自然通風有著決定性的作用，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)氣流形成風感，窗戶必須得有一定的可開啟面積，測試表明：當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)通風效率最好。當風穿過房間，其出、入口尺寸會影響風速的變化，分為兩種情況：進風口大于出風口，房間氣流速度相對下降，反之增強。氣流速度影響著人體舒適度，在住宅設(shè)計中應(yīng)考慮到這些，通風口應(yīng)朝向主風向且出風口面積應(yīng)比進風口面積大，這樣室內(nèi)通風效果較好。

2.2 窗戶位置

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

2.2.1 開窗平面位置

根據(jù)窗戶在平面上的位置，將其分為四類：單側(cè)開窗、垂直開窗、錯位對側(cè)開窗和直接對側(cè)開窗，下面是對它們的分析。

a、b為單側(cè)開窗，是自然通風中最簡單的方式，這種方式室外對房間通風干擾小，室內(nèi)氣流流動小，是不利于通風的形式。c是垂直面開窗，指在房間互相垂直的面上開窗，風從進風口進入遇到很大的阻力直角轉(zhuǎn)彎穿過房間，這種方式造成房間局部通風不佳，不算理想的通風方式。d為錯對位開窗，是理想的通風方式，風流經(jīng)區(qū)域廣且流線順暢，易形成穿堂風，給人體帶來舒適感。e、f都為直接對側(cè)開窗，通風直接、流暢，但e通風覆蓋面少造成局部通風不良，f相對e通風面積更廣，是較為理想的組織自然通風的方式。

圖1 開窗的平面位置

2.2.2 開窗立面位置

進風口的豎向位置對于室內(nèi)的氣流流動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：進風口在房間中上部和進風口在房間中下部。

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

圖2 開窗的立面位置

2.3 窗戶開啟方式

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

2.3.1 平開窗

平開窗可以完全開啟，是理想的開窗形式，應(yīng)用范圍最廣，分內(nèi)開和外開兩種。平開窗可根據(jù)開啟角度的變化來影響導(dǎo)風，外開式不占用室內(nèi)空間，但會阻擋部分斜向氣流進入室內(nèi)；內(nèi)開式則能將室外風完全引入室內(nèi)，通風效果更好。

2.3.2 推拉窗

推拉窗的窗戶沿軌道向兩邊開啟，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，可以隨意控制開啟面積，操作輕便，但沒有任何導(dǎo)風性能，最大開啟面積只有窗洞的一半，不利于通風。

圖3

2.3.3 懸窗

懸窗根據(jù)窗戶開啟轉(zhuǎn)動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)風作用，外開式可以將風導(dǎo)入窗洞上側(cè)，由于開啟位置一般高于人體，風可以流經(jīng)人體從而帶來舒適感，但窗戶對風有部分遮擋，會減弱風速。內(nèi)開式可以將風導(dǎo)向地面吹向人體，這種方式可以加快風速，更利于通風。

中懸窗可開啟角度比上懸窗和下懸窗要大，導(dǎo)風性能明顯，不存在遮擋，是理想的組織通風方式。逆反方式將風引向窗洞下側(cè)，正反方式將風引向窗洞上側(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)風作用，內(nèi)開式將風導(dǎo)入窗洞上側(cè)，可以加快氣流的進入；外開式將風導(dǎo)入窗洞下側(cè)，對風有一定遮擋而減弱了風速。所以內(nèi)開式下懸窗更利于通風。

2.3.4 立轉(zhuǎn)窗

立轉(zhuǎn)窗是中心固定，旋轉(zhuǎn)開啟的窗戶，其導(dǎo)風性和中懸窗相似，是較理想的組織通風方式，它可以將不同方向的風導(dǎo)入室內(nèi)，且導(dǎo)入的風能較均勻地在窗口周圍分布。

[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)通風效果影響研究——以北京為例[D].北京建筑工程學院，2011.

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