相邻住户开窗对室内通风的影响★

徐张武 羊青园 胡世威 周亚刚

(温州大学建筑工程学院，浙江 温州 325005)



相邻住户开窗对室内通风的影响★

徐张武 羊青园 胡世威 周亚刚

(温州大学建筑工程学院，浙江 温州 325005)

建立了以9个盒子单元相互叠加的模型，并以此作为研究对象，运用STAR-CCM+模拟软件，探讨相邻住户是否开启窗户对室内风环境的影响，结果显示：左右相邻住户开启窗户会使得室内风速加快并扰乱室内的风向，上下相邻住户开启窗户会导致室内风速的滞缓但并不影响室内风向，当同时开启时，干扰效果不明显。

相邻住户，室内风环境，开窗

在中国古代，由于建筑材料的限制，当时材料多为木材，这种材料满足不了建造高层的需要，因此当时民居多为低层，比较典型的是北京的四合院。随着时代发展，四合院出现了不同的类型：一进院落、二进院落、三进院落、四进及四进以上院落、一主一次并列式院落、两组或多组并列式院落、主院带花园院落等。但不管怎么发展，四合院的居住模式是比较独立，一般是“一户一住”的居住模式。改革开放后的住宅形式多样化，随着国民经济的高速发展，城市人口大量增加，城市住宅发生了大变化。城市用地的日渐紧促，导致了并联式、连排式、公寓式住宅和高层住宅的迅速发展。这类高层住宅可以容纳多家的住户，这也导致中国以前“一户一住”的居住模式改变成”多户一住”的居住模式。居住模式从一户一住到多户一住，这种改变导致了室内通风不仅仅受到室外风环境变化的影响，还受到了其他住户窗户开启情况的影响。高层建筑对于风来说是一个阻挡物，因为高楼的存在，气流会在高楼立面上产生比较复杂的变化，进而造成下冲、缩流、渠化、涡漩、角流乃至尾流、遮蔽、穿堂风等等效应与现象[3,4]。当高层建筑立面上开启窗户后，就会改变高层建筑周围的风环境，从而影响了室内的通风组织。基于这种现象，运用计算流体软件STAR-CCM+，定量化地来研究相邻住户开启窗户对本室内风环境的影响。

1 研究方法

基于室内通风影响的多因素性，将邻家开窗与否作为唯一的变量，并且设计了便于研究的盒子模型，每个盒子代表一个住户,盒子的开启与否则代表了是否开窗，通过研究盒子内部风环境的变化情况，探讨相邻住户开启窗户对本室内通风组织的影响。夏季通风室内所需气流的速度大约为0.5 m/s～1.5 m/s，下限为人体在夏季可感气流的最低值，上限为室内作业的最高值。一般夏季户外平均风速为3 m/s，室内所需风速是室外风速的17%～50%。而风速和人体舒适度之间有一定的关系，表1中显示了人体的舒适度以及对应的风速，从表1反映出人体的舒适度良好时，需要保持室内的风速为0.8 m/s～2.0 m/s左右。

表1 风速值及相对应的人体舒适度

2 模型的建立和参数的设置

2.1 几何建模及网格划分

以模拟盒子单元代替房间作为研究对象，盒子尺寸为：长×宽×高=4.5 m×3.6 m×3 m，模型为9个盒子相互叠加而成，盒子单元前后开通风口，风口尺寸2.16 m×1.2 m，风口离地高度1.1 m。在模型计算时，将盒子单元内部划分空间网格，网格尺寸为0.1 m×0.1 m，通过STAR-CCM+等软件计算得到室内风速云图。

2.2 边界条件的设定

边界设定：定义前通风口为进风口，后通风口为出风口，进风口的风速为2.0 m/s。室内研究区域为成人静坐的高度，取1.2 m，计算高度1.2 m处风在室内的流动情况。

2.3 研究方案组的设立

为了能更好反映研究结果，针对风口开启和不开启的情况设计了6组不同实验方案，并对盒子进行编号：A-1,A-2，A-3，B-1，B-2，B-3，C-1，C-2，C-3，如图1所示，确定B-2盒子为研究对象。方案一：模拟四周相邻盒子都不开启情况下盒子内部的风环境；方案二:模拟左右相邻盒子中一个开启情况下盒子内部的风环境；方案三：模拟上下相邻盒子中一个开启情况下盒子内部的风环境；方案四：模拟左右相邻两个盒子都开启情况下盒子内部的风环境；方案五：模拟上下相邻盒子都开启情况下盒子内部的风环境；方案六：模拟四周相邻盒子全开启情况下盒子内部的风环境。

3 盒子内部的风环境模拟

方案一：模拟四周相邻盒子都不开启情况下盒子内部的风环境。只开启B-2盒子的风口，关闭其他所有编号盒子的风口，研究结果如表2所示。

表2 实验数据统计表(一)

方案二：模拟左右相邻盒子中一个开启情况下盒子内部的风环境。开启B-1，B-2盒子的风口，关闭其他所有编号盒子的风口，研究结果如表3所示。

表3 实验数据统计表(二)

方案三：模拟上下相邻盒子中一个开启情况下盒子内部的风环境。开启A-2，B-2盒子的风口，关闭其他所有编号盒子的风口，研究结果如表4所示。

表4 实验数据统计表(三)

方案四：模拟左右相邻两个盒子都开启情况下盒子内部的风环境。开启B-1，B-2，B-3盒子的风口，关闭其他所有编号盒子的风口，研究结果如表5所示。

表5 实验数据统计表(四)

方案五：模拟上下相邻盒子都开启情况下盒子内部的风环境。开启A-2，B-2，C-2盒子的风口，关闭其他所有编号盒子的风口，研究结果如表6所示。

表6 实验数据统计表(五)

方案六：模拟四周相邻盒子全开启情况下盒子内部的风环境。开启A-2，B-1，B-2，B-3,C-2盒子的风口，关闭其他所有编号盒子的风口，研究结果如表7所示。

表7 实验数据统计表(六)

4 模拟结果分析

模拟结果分析如下：1)方案二和方案一对比,当B-1单元盒子风口开启后，B-2盒子风速相对增大，而且风向偏向B-1盒子方向。2)方案三和方案一对比，当A-2单元盒子风口开启后，B-2盒子风速相对变小。3)方案四和方案一对比，当B-1，B-3单元盒子风口开启后，B-2盒子风速明显增大，比只开启B-1单元盒子的影响更大。4)方案五和方案一对比，当A-2，C-2单元盒子风口开启后，B-2盒子风速相对变小。5)方案六和方案一对比，当A-2，B-1，B-3，C-2单元盒子风口开启后，风速没有太大变化。综上所述：当左右相邻的住户中一户开启窗户后，会使室内的风速加快，而且风向会偏向开启窗户的住户方向，而当左右两户住户都开启窗户后，会使室内的风速加快更明显，但风向基本无变化。当上下相邻的住户中有一户开启窗户或者都开启窗户时，都会使室内的风速变小，但是两者的影响程度相差无几，不会影响风向。当上下左右相邻的住户都开启窗户时，对室内的风速和风向的影响程度很小。

[1]肖大威，肖 群.论中国古代建筑技术与艺术的辩证关系.华南理工大学学报(自然科学版),1994(4)：124-129.

[2]顾 军.北京四合院的基本类型和文化象征.文史知识,2007(8)：73-74.

[3]姜瑜君，桑建国，张伯寅.高层建筑的风环境评估.北京大学学报(自然科学版),2006(1):25-26.

[4]袁秀岭，于小平，付 强.高层建筑风环境探析.工业建筑,2007,37(sup):4-7.

[5]柳孝图.建筑物理.第3版.北京：中国建筑工业出版社,2012：120-127.

Influence of neighbouring tenants’ windowing conditions to the room ventilation★

Xu Zhangwu Yang Qingyuan Hu Shiwei Zhou Yagang

(CollegeofArchitectureandEngineering,WenzhouUniversity，Wenzhou325005，China)

Constructed a model made of nine boxes as an object of study. In this study, used the computational fluid dynamics software STAR-CCM+ to discuss the influence of the neighbouring tenants’windows open or not to the wind environment indoor. The results showed that opening the left and right side windows will speed up the wind and change the wind direction, opening the upstairs and downstairs’ windows will slow down the wind speed but don’t change the wind direction, when we opening all, the interference is not obvious.

neighbouring tenants， wind environment indoor， open the window

1009-6825(2015)01-0121-02

2014-10-25 ★：浙江省大学生科技创新活动计划(新苗人才计划)基金项目(项目编号：2013R424006)；2010年度温州市建筑节能财政专项资金资助项目

徐张武(1992- )，男，在读本科生； 羊青园(1992- )，男，在读本科生； 胡世威(1990- )，男，在读本科生； 周亚刚(1975- )，男，讲师

TU834

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