风压作用下的自然通风

风的形成是由于大气中的压力差。 如果风在通道上遇到了障碍物，如树和建筑物，就会产生能量的转换。 动压力转变为静压力，于是迎风面上产生正压（为风速动压力的0．5～0．8倍），而背风面上产生负压（为风速动压力的0．3～0．4倍）。 由于经过建筑物而出现的压力差促使空气从迎风面的窗缝和其他空隙流入室内，而室内空气则从背风面孔口排出，就形成了全面换气的风压自然通风。 某一建筑物周围风压与该建筑的几何形状、建筑相对于风向的方位、风速和建筑周围的自然地形有关。

如果室外风速为vw，作用于房屋如图6．2所示。则室外气流首先冲击房屋的迎面风，然后转折绕过房屋，过一段距离后，又恢复未受扰动时的流动状况。 气流由于受到房屋的阻挡，受扰部分的气流压力分布将发生变化。 在房屋迎风面，由于气流受房屋正面的阻挡，动压降低而静压增高。 在气流受阻后，则转折绕过房屋而流动。 由于房屋占据了部分空间断面，风速提高，动压增加，而气流的总能量不变，因而动压的增加，静压必然相应地减小，因此在房屋的两侧和背风面是负压区。 为了利用风压作用而进行自然通风，设计时应注意：①把进风口位置布置设于迎风面的正压区；②出风口的位置应布设于迎风面的对边背风面、迎风面毗连的各低压区、跃风所形成的屋顶低压区。

图6．2 风压作用在建筑物上的压力分布示意图

风压室外气流与建筑物相遇时，将发生绕流，经过一段距离后，气流才恢复平行流动，由于建筑物的阻挡，建筑物四周室外气流的压力分布将发生变化，迎风面气流受阻，动压降低，静压增高，侧面和背风面由于产生局部涡流，静压降低。 和远处未受干扰的气流相比，这种静压的升高或降低统称为风压。 静压升高，风压为正，称为正压，静压下降，风压为负，称为负压。

某一建筑物周围风压的分布与该建筑物的几何形状和室外风向有关。 风向一定时，建筑物外围结构上某一点的风压Pf可用下式计算：

式中 Pf——风压，Pa。

K——空气动力系数，迎风面为正值，背风面为负值；不同形状建筑在不同方向的风力作用下，空气动力系数是不同的。 空气动力系数一般是通过风洞试验求得。

v——风速，m／s。

ρ——室外、内空气的密度，kg／m3。

从上式可看出，风压的大小与风速的平方成正比，厂房的迎风面为正压，背风面为负压，故空气从厂房迎风面的门窗进入而从背风面的门窗流出形成自然通风。 但由于室外的风速风向经常变化，不是一个可靠的稳定因素，故通常设计时只考虑热压作用下的自然通风。