专利摘要

本发明公开了一种基于最小新风量与风压热压分布的自然通风控制方法，其特征在于以下步骤：A.预测最小新风量：根据房间功能和用途，使用人均最小新风量与该房间人数的乘积作为该房间所需的新风量值；B.收集参数值：参数值包括当地气象站平均风速、室外计算平均温度、室内空气平均温度、该房间窗户尺寸；C.理论开窗面积计算：根据步骤A‑B计算出理论开窗面积值；D.通过人工或自控装置对套窗开度大小进行调节，从而实现自然通风的合理利用。本发明通过窗户开窗面积的通用关联式预测出套窗的理论开窗面积大小，并通过人工或自控装置控制其开度大小，保证高层建筑中自然通风和采光的合理利用，尺寸小且设置灵活，便于使用和更换。

权利要求

1.一种基于最小新风量与风压热压分布的自然通风控制方法，其特征在于以下步骤：

A.预测最小新风量：根据房间功能和用途，使用人均最小新风量与该房间人数的乘积作为该房间所需的新风量值；

B.收集参数值：参数值包括当地气象站平均风速、室外计算平均温度、室内空气平均温度、该房间窗户尺寸；

C.理论开窗面积计算：根据步骤A-B计算出理论开窗面积值；

D.通过人工或自控装置对套窗开度大小进行调节，从而实现自然通风的合理利用。

2.按权利要求1所述一种基于最小新风量与风压热压分布的自然通风控制方法，其特征在于所述理论开窗面积值，其基本计算公式(预测公式)如下：

1)仅开窗时

公式中：A是理论开窗面积值，单位为m²；n是该房间人数；q是人均最小新风量，单位为m³/h；C_d是流量系数；H是该套窗高度，单位为m；T_i、T_o分别是室内、室外空气的温度平均值，单位为K；C_pi、C_po分别是进、出风口的风压系数；v₀是室外空气流速，单位为m/s；g是重力加速度，单位为m/s²。

2)同时开窗开门时，有

其中，

通过式(2)解出A_a值，即为所求理论开窗面积。

公式中：A_a是理论开窗面积值，单位为m²；n是该房间人数；q是人均最小新风量，单位为m³/h；A_c是开门面积，单位为m²；A_b是房间中心断面积，单位为m²；C_d1、C_d2分别是进、出口的流量系数；C_p1、C_p2分别是进、出口的风压系数；H是该套窗高度，单位为m；T_i、T_o分别是室内、室外空气的温度平均值，单位为K；v₀是室外空气流速，单位为m/s；ρ₀是室外空气密度，单位为kg/m³；g是重力加速度，单位为m/s²。

说明书

技术领域

本发明涉及一种门窗自然通风控制方法，尤其涉及一种基于最小新风量与风压热压分布的自然通风控制方法。

背景技术

自然通风是指在热压和风压共同作用下利用室外温度较低的新鲜空气对工业、民用建筑进行通风换气冷却的通风方式，这种通风方式在工业、民用建筑中得到广泛的应用，它是通过建筑的窗户和门，利用自然的手段引进室外新鲜空气来达到通风换气作用的一种通风方式，合理的自然通风不仅能带走热湿量，保持室内热舒适性，同时又能带入新风，保持室内空气品质；现代建筑中主要通过简单的开窗、开门等人为的主动行为进行自然通风，往往导致无法合理利用自然通风，从而增加空调能耗、浪费能源，甚至于室内空气品质恶化，威胁人体健康等一系列问题；对于高层建筑，窗户兼具采光和通风作用，窗户开口大且窗外风速较大，仅依靠人为随意控制开窗大小，难以合理利用自然通风。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于最小新风量与风压热压分布的自然通风控制方法；在高层建筑中，安装于窗户上的套窗用于满足室内自然通风需求，通过预测最小新风量计算出在理论风压与热压下的理论开窗面积，控制套窗开度大小，从而提供一种高层建筑的窗户理论基本开度调节方法，保证自然通风的合理利用，满足室内空气品质需求。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于最小新风量与风压热压分布的自然通风控制方法，其特征在于以下步骤：

A.预测最小新风量：根据房间功能和用途，使用人均最小新风量与该房间人数的乘积作为该房间所需的新风量值；

B.收集参数值：参数值包括当地气象站平均风速、室外计算平均温度、室内空气平均温度、该房间窗户尺寸；

C.理论开窗面积计算：根据步骤A-B计算出理论开窗面积值；

D.通过人工或自控装置对套窗开度大小进行调节，从而实现自然通风的合理利用。

所述理论开窗面积值，其基本计算公式(预测公式)如下：

仅开窗时

公式中：A是理论开窗面积值，单位为m²；n是该房间人数；q是人均最小新风量，单位为m³/h；C_d是流量系数；H是该套窗高度，单位为m；T_i、T_o分别是室内、室外空气的温度平均值，单位为K；C_pi、C_po分别是进、出风口的风压系数； v₀是室外空气流速，单位为m/s；g是重力加速度，单位为m/s²。

同时开窗开门时，有

其中，

通过式(2)解出A_a值，即为所求理论开窗面积。

公式中：A_a是理论开窗面积值，单位为m²；n是该房间人数；q是人均最小新风量，单位为m³/h；A_c是开门面积，单位为m²；A_b是房间中心断面积，单位为m²； C_d1、C_d2分别是进、出口的流量系数；C_p1、C_p2分别是进、出口的风压系数；H是该套窗高度，单位为m；T_i、T_o分别是室内、室外空气的温度平均值，单位为K；v₀是室外空气流速，单位为m/s；ρ₀是室外空气密度，单位为kg/m³；g是重力加速度，单位为m/s²。

本发明的有益效果：本发明能够根据室内外温度对自然通风窗进行控制，利用热压风压的作用，通过窗户开窗面积的通用关联式预测出套窗的理论开窗面积大小，并通过人工或自控装置控制其开度大小，保证高层建筑中自然通风的合理利用，同时，高层建筑窗户用于采光作用，套窗用于满足室内自然通风需求，尺寸小且设置灵活(可设置在安全高度以上)，既保证了在安全条件下对自然通风的合理利用，又便于使用和更换。

附图说明

说明书附图

图1为仅开窗时房间自然通风计算模型图；

图2为同时开门开窗时房间自然通风计算模型图；

图3为本发明的基于最小新风量与风压热压分布的自然通风控制结构示意图；

图中：1—理论开窗面积，2—套窗，3—高层建筑窗户，4—墙体，5—柱体。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明及其具体实施方式作进一步详细说明。

参见图3，本发明的特征在于以下步骤：

A.预测最小新风量：根据房间功能和用途，使用人均最小新风量与该房间人数的乘积作为该房间所需的新风量值；

B.收集参数值：参数值包括当地气象站平均风速(即距地面高度10m处的气象站平均风速)、室外计算平均温度、室内空气平均温度、该房间窗户尺寸等；

C.理论开窗面积计算：根据步骤A-B计算出理论开窗面积值；

D.通过人工或自控装置对套窗开度大小进行调节，从而实现自然通风的合理利用。

按步骤A-C，计算出理论开窗面积值，其基本计算公式(预测公式)如下：

仅开窗时

公式中：A是理论开窗面积值，单位为m²；n是该房间人数；q是人均最小新风量，单位为m³/h；C_d是流量系数；H是该套窗高度，单位为m；T_i、T_o分别是室内、室外空气的温度平均值，单位为K；C_pi、C_po分别是进、出风口的风压系数； v₀是室外空气流速，单位为m/s；g是重力加速度，单位为m/s²。同时开窗开门时，有

其中，

通过式(2)解出A_a值，即为所求理论开窗面积。

公式中：A_a是理论开窗面积值，单位为m²；n是该房间人数；q是人均最小新风量，单位为m³/h；A_c是开门面积，单位为m²；A_b是房间中心断面积，单位为m²； C_d1、C_d2分别是进、出口的流量系数；C_p1、C_p2分别是进、出口的风压系数；H是该套窗高度，单位为m；T_i、T_o分别是室内、室外空气的温度平均值，单位为K；v₀是室外空气流速，单位为m/s；ρ₀是室外空气密度，单位为kg/m³；g是重力加速度，单位为m/s²。

以下给出本发明的实施例。

现以长沙市某综合楼为例进行说明，该综合楼第七层至第二十一层为办公楼，层高为3.5m，各层办公室布局相同，分别计算第七层某办公室在夏季和冬季工况下利用自然通风时的理论开窗面积；

该办公室的楼层高度为22.1m，面积为36.7m²，人数为4人，人均最小新风量为30m³/h，窗户尺寸为3.7m×1.5m，套窗尺寸可取为0.2m×0.2m，流量系数可取为0.8；进风口、出风口的风压系数分别取为0.8、-0.5。

实施例1

夏季工况下：

查得相关气象参数为：室外计算干球温度为36.5℃；室内设计温度为25℃；室外平均风速为2.2m/s；

在高度为22.1m时，室外风速为：(c＝0.35，a＝0.25)

v＝CH^av₀＝0.35×22.1^0.25×2.2＝1.67m/s

代入公式(1)得，

由结果可知，在夏季工况下，该办公室在套窗开窗面积为0.022m²时，即可满足室内新风需求。

套窗开度大小可根据该开窗面积进行调节，由于套窗尺寸为0.2m×0.2m，即当套窗开度约为0.11m时即可满足室内新风需求。

实施例2

冬季工况下：

查得相关气象参数为：室外计算干球温度为-0.8℃；室内设计温度为20℃；室外平均风速为2.2m/s；

在高度为22.1m时，室外风速为：(c＝0.35，a＝0.25)

v＝CH^av₀＝0.35×22.1^0.25×2.2＝1.67m/s

代入公式(1)得，

由结果可知，在冬季工况下，该办公室在套窗开窗面积为0.022m²时，亦可满足室内新风需求。

套窗开度大小可根据该开窗面积进行调节。由于套窗尺寸为 0.2m×0.2m，即当套窗开度约为0.11m时即可满足室内新风需求。

对于高层建筑而言，随着建筑高度的增加，室外风速增加，理论开窗面积依次减小,相比于人为随意控制高层建筑窗户开度来进行自然通风，该方法更具有柔性灵活特点，亦可称为一种柔性控制方法,该柔性控制方法更加科学合理，避免了自然通风无法满足室内需求或过度利用的情况；同时在该柔性控制方法中，同时，高层建筑窗户用于采光作用，套窗用于满足室内自然通风需求，尺寸小且设置灵活(可设置在安全高度以上)，既保证了在安全条件下对自然通风的合理利用，又便于使用和更换。

以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

一种基于最小新风量与风压热压分布的自然通风控制方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。