川西民居外窗不同开启方式的通风效果分析★

南艳丽 钟辉智

(中国建筑西南设计研究院有限公司，四川 成都 610042)

川西民居外窗不同开启方式的通风效果分析★

南艳丽 钟辉智

(中国建筑西南设计研究院有限公司，四川 成都 610042)

介绍了川西传统民居常见外窗开启类型，借助科学化分析手段，探讨了平开窗、推拉窗及中悬窗三种外窗开启方式对室内通风效果的影响，以期对民居传统节能技术进行继承与改良。

外窗，开启方式，通风效果

川西民居具有川西地区独特的风味特点，民居与周围环境融合一体，建筑用材因地制宜、就地取材，因材设计。门窗作为民居立面的主要表现形式，种类花样很多，一般为木窗，在木框内加上各种木条，形成不同样式的花纹，有的窗采用镂空的形式，门窗玻璃除镂空外通常采用单层玻璃。川西民居中门窗的主要特点就是开敞通透，通风采光功能相结合。门窗作为气流通道，其开敞的大小、位置形式等对于室内通风质量有着重要的影响。外窗的开启有挡风或导风作用，如果开启方式得当，能有效增强室内的通风效果，达到改善室内热环境的目的[1]。本文针对外窗不同开启方式对室内通风效果的影响进行模拟对比分析，对传统节能技术加以继承改良。

1 外窗开启方式

调研显示，川西传统民居中外窗开启方式有固定、平开、推拉以及悬开等形式，见图1。

传统民居中固定窗，开窗面积小，室内热环境与室外相近，随着人们对室内环境的要求越来越高，该类窗逐渐被替代；平开窗构造简单，开启灵活，便于清理，开启面积大，而且闭合时密封性能较好，考虑不对室内空间造成影响，外开平开窗是民居中采用广泛的窗户种类；推拉窗依靠窗扇插入窗框上的滑道进行开启或者关闭，窗户开启面积只能达到窗户面积的一半，且不对室内空间造成侵占，操作方便，但气密性能差，湿气、灰尘容易进入；悬开窗根据铰链和转轴的位置不同，分为上悬窗、中悬窗、下悬窗，这类窗户闭合式密封性能强，能通过对窗扇自身角度的调节来达到调节室外风的入射角度，从而对自然风有很好的引导和牵制作用，具有很强的灵活性[1]，传统民居中中悬窗的应用较为常见。除此之外，民居中门窗一般为木框，绝大部分镂空或采用单层玻璃，热工性能差。

2 外窗不同开启方式的通风效果分析

2.1 建筑模型及边界条件

建筑朝向为南北向，建筑尺寸为4.8 m×3.0 m×3.6 m(长×宽×高)。南向为不同窗户开启方式对比的朝向。南向窗户尺寸1.5 m×1.8 m(长×高)；北向窗户尺寸1.2 m×0.9 m(长×高)。不同开启形式外窗模型分别如图2，图3所示。中悬窗开启角度分为30°，60°，90°，120°及150°。风向为东南风，风速2 m/s。借助PHOENICS通风模拟软件对不同外窗开启方式的通风效果进行对比分析。

2.2 数值模拟结果分析

2.2.1 平开窗对室内通风效果的影响

窗扇的左右两部分向外开启形成一定的夹角，窗扇能够完全敞开形成进风口，从而形成较为平稳的气流组织形式。平开窗竖直方向风速分布图、平开窗人员活动区域1.5 m处风速图分别见图4，图5。

由图4,图5可以看出，平开窗南向窗户的中心最大风速可以达到2 m/s，在垂直方向的涡流不明显。平开窗由于其外开窗扇可以起到一定的导风作用，所以通过窗户进入到室内平均风速可以达到1.8 m/s，总风量为4.86 m3/s。

2.2.2 推拉窗对室内通风效果的影响

窗扇由左右两部分组成，不需要向外或者向内推出占用额外的空间，但是由于窗扇的重叠导致室内自然通风进风口的有效面积至多能占到窗户的一半。推拉窗竖直方向风速分布图、推拉窗人员活动区域1.5 m处风速图分别见图6,图7。

由图6,图7可以看出，推拉窗南向窗户的中心最大风速可以达到3.2 m/s，在垂直方向的分布较均匀，推拉窗通过窗户进入到室内平均风速可以达到3.2 m/s，总风量为4.32 m3/s。

2.2.3 中悬窗对室内通风效果的影响

中悬窗的窗扇能有效引导气流向下部人员活动区域流动，并能够对室内的速度产生较为明显的分层现象，并取得较好的通风效果。不同开启角度的中悬窗竖直方向风速分布图、中悬窗人员活动区域1.5 m处风速图分别见图8,图9。

由图8,图9可以看出，中悬窗南向窗户的中心最大风速可以达到3.1 m/s，但是平均风速不是很大，不过由于中悬窗可以调整垂直方向的角度，可以在室内形成大的漩涡，从而形成较好的气流，对室内环境有利。中悬窗人员活动区域的风速与窗户的开启角度有关，开启角度最大时，风速最大。

3 结语

在室外风环境相同的前提下，对比分析了外开平开窗、推拉窗、中悬窗三种外窗开启方式对室内自然通风效果的影响，得出：

1)平开窗由于其外开窗扇可以起到一定的导风作用，平开窗南向窗户的中心最大风速基本可以达到室外风速，在垂直方向的涡流不明显，是一种较为理想的开启方式。

2)推拉窗通过窗户进入的平均风速远大于室外风速，但室内总通风量小于平开窗，室内局部风场不均匀，对自然通风不利。

3)中悬窗南向窗户的中心最大风速同推拉窗相近，但平均风速不是很大，由于中悬窗可以调整垂直方向的角度，可以在室内形成大的漩涡，从而形成较好的气流，对室内环境有利。中悬窗人员活动区域的风速与窗户的开启角度有关，开启角度最大时，风速最大，是一种理想的外窗开启方式。

4)考虑外窗自身热工性能，玻璃采用中空玻璃。

[1] 杜 晋.房间悬开窗通风性能的实验研究[D].西安：长安大学，2011.

[2] 王 亮，卢 军，赵 娟，等.窗户开启方式对居室内部自然通风的影响分析[J].重庆大学学报，2011(S24)：75-79.

Ventilation analysis on different window opening modes of residential buildings in west Sichuan province★

Nan Yanli Zhong Huizhi

(ChinaSouthwestArchitecturalDesignandResearchInstituteCorp.Ltd,Chengdu610042,China)

The common window opening modes of traditional residential buildings in west Sichuan province are first introduced. Then the impact of different opening modes, such as casement window, sliding window and horizontally pivoted window, on the indoor ventilation is discussed by analytical method, which is an inheritance and improvement of traditional energy-saving technology in residential buildings.

exterior window, opening modes, ventilation effect

2015-01-14

★：国家“十二五”科技支撑计划课题“山地传统民居统筹规划与保护关键技术与示范”资助(课题编号：2013BAJ11B04)

南艳丽(1981- )，女，工程师; 钟辉智(1980- )，男，高级工程师

1009-6825(2015)09-0112-02

TU111.195

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