摘要：隨著空調(diào)技術(shù)的不斷發(fā)展， 人們?cè)絹碓侥苤鲃?dòng)的控制室內(nèi)環(huán)境，創(chuàng)造前所未有的室內(nèi)舒適氣候要求， 從而使人們逐漸淡化了對(duì)自然通風(fēng)這種氣候適宜性技術(shù)的應(yīng)用。然而， 在今天全球能源緊張、 節(jié)能壓力增大、空氣品質(zhì)惡化以及建筑綜合征等發(fā)生的情況下， 人們不得不從新審視和重視自然通風(fēng)這一傳統(tǒng)的氣候適宜性技術(shù)。自然通風(fēng)是當(dāng)今節(jié)能建筑所普遍采用的一項(xiàng)比較成熟而廉價(jià)的技術(shù)措施。本文從節(jié)能的角度探討了建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)需關(guān)注的一些問題。

　　關(guān)鍵詞：節(jié)能;建筑;通風(fēng)設(shè)計(jì)

　　Abstract: As the air conditioning technology continues to develop, more and more people can actively control the indoor environment, create a hitherto unknown indoor comfort climatic requirements, thereby enabling people to gradually weaken the on natural ventilation of this climate suitability technology application. However, in today's global energy shortage, energy saving pressure increases, air quality deterioration as well as building syndrome occurring situations, people have to re-examine and natural ventilation to the traditional climate suitability technology. Natural ventilation is the energy-saving building by the widespread use of a relatively mature and inexpensive technique measures. This paper from the viewpoint of energy saving of building ventilation design and some problems need to be noticed.

　　Key words: energy-saving building; ventilation design;

　　中圖分類號(hào)：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

　　.自然通風(fēng)是一項(xiàng)古老的技術(shù)， 與復(fù)雜、 耗能的空調(diào)技術(shù)相比， 自然通風(fēng)是能夠適應(yīng)氣候的一項(xiàng)廉價(jià)而成熟的技術(shù)措施，與空調(diào)系統(tǒng)相比， 其可以在降低能源消耗的同時(shí)為室內(nèi)引入新風(fēng)，有利于人體生理和心理健康。通常認(rèn)為自然通風(fēng)具有三大主要作用：提供新鮮空氣、生理降溫、 釋放建筑結(jié)構(gòu)中蓄存的熱量。隨著建筑技術(shù)水平的進(jìn)步和提升、城市人口的迅速增長、不同使用性質(zhì)的建筑組合,建筑的體量和規(guī)模逐漸膨脹,同時(shí)部分建筑師忽視自然通風(fēng),完全依賴于機(jī)械通風(fēng)。然而城市風(fēng)由于城市街道、河流、建筑高度、布局、以及太陽輻射、溫濕度的不同,會(huì)發(fā)生很大的變化,繼續(xù)利用城市主導(dǎo)風(fēng)向作為建筑自然通風(fēng)分析的邊界條件,會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。所以造成大量的建筑用房自然通風(fēng)不暢,因而建筑的耗能增加,室內(nèi)空氣質(zhì)量惡化,形成“建筑綜合癥”和“空調(diào)病”,產(chǎn)生“病態(tài)建筑”。在發(fā)達(dá)的國家,近40%的能源是在建筑中消耗的,據(jù)專家估算,其中2/3~3/4可通過正確的、理想的建筑措施節(jié)省下來。近年來,在對(duì)節(jié)能技術(shù)廣泛和深入研究的基礎(chǔ)上,一些建筑師們?cè)谝幌盗薪ㄖ?chuàng)作中做出了探索和實(shí)踐,其中自然通風(fēng)是一項(xiàng)成熟而低廉的技術(shù)措施,在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)充分、合理地加以使用。

　　一、自然通風(fēng)的實(shí)現(xiàn)方式

　　自然通風(fēng)作為一項(xiàng)改善建筑熱環(huán)境、節(jié)約空調(diào)能耗的技術(shù)已經(jīng)得到了建筑界的普遍認(rèn)可。采用自然通風(fēng)可以取代或者部分取代空調(diào)制冷系統(tǒng),一方面降低能耗,另一方面可以提供新鮮清潔的自然空氣,有利于人的身心健康。自然通風(fēng)的原理在很早的時(shí)候就被利用。人們常說的“傳堂風(fēng)”,就是利用風(fēng)壓在建筑內(nèi)部產(chǎn)生空氣流動(dòng)。在一些濕熱地區(qū),自然通風(fēng)的重要性甚至影響了建筑的外部形象。如西雙版納傣族民居。目前, 常規(guī)建筑自然通風(fēng)設(shè)計(jì)均是基于城市尺度的主導(dǎo)風(fēng)向和風(fēng)速,并未考慮建筑所處地區(qū)的地理位置對(duì)主導(dǎo)風(fēng)速和風(fēng)向產(chǎn)生的影響,而建筑中常用的自然通風(fēng)實(shí)現(xiàn)方式主要有以下幾種:

　　1、利用風(fēng)壓實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)

　　風(fēng)壓是自然通風(fēng)最基本的動(dòng)力之一。在我國大量的非空調(diào)建筑中,利用建筑的室內(nèi)空氣流通,改善室內(nèi)的空氣環(huán)境質(zhì)量,是一種常用的建筑處理手段。風(fēng)洞試驗(yàn)表明:當(dāng)風(fēng)吹向建筑時(shí),因受到建筑的阻擋,會(huì)在建筑的迎風(fēng)面產(chǎn)生正壓力。同時(shí),氣流繞過建筑的各個(gè)側(cè)面及背面,會(huì)在相應(yīng)位置產(chǎn)生負(fù)壓力。風(fēng)壓通風(fēng)就是利用建筑的迎風(fēng)面和

　　背風(fēng)面之間的壓力差實(shí)現(xiàn)空氣的流通。

　　壓力差的大小與建筑的形式、建筑與風(fēng)的夾角以及建筑周圍的環(huán)境有關(guān)。如果希望利用風(fēng)壓來實(shí)現(xiàn)建筑自然通風(fēng),首先建筑要有理想的外部風(fēng)環(huán)境(平均風(fēng)速一般不小于3~4m/s)。建筑要選擇適宜的朝向和布局的形式,建筑布局方式在平面上有并列式、錯(cuò)列式、斜列式(統(tǒng)稱為行列式)、周邊式和自由式,一般來說,建筑的朝向應(yīng)與當(dāng)?shù)?/p>

　　夏季主導(dǎo)風(fēng)向保持合適的角度,更有利于自然通風(fēng)。建筑進(jìn)深不應(yīng)過大(一般宜小于14m),這樣易形成“傳堂風(fēng)”。其次要組織好建筑平面和開口的位置及面積,為了引風(fēng)入室,爭取穿堂風(fēng),要從平面、剖面及建筑細(xì)部來考慮,如內(nèi)外建筑構(gòu)件要盡量通透,盡可能把門窗對(duì)齊布置在一條直線上,這樣可以減少氣流阻力、保證風(fēng)速,使通風(fēng)流暢;開口面積應(yīng)大,減小開口邊緣阻力。相比之下外推窗比推拉窗好,圓滑漸縮的開口比銳緣開口好。

　　另外，地下空間可以作為城市空間的一個(gè)整體,在城市發(fā)展的過程中起到越來越重要的作用。空氣環(huán)境是困擾地下建筑發(fā)展的一個(gè)難題。為了改善地下建筑室內(nèi)空氣環(huán)境,大多采用機(jī)械通風(fēng)的方式,這將使整個(gè)地下建筑中的運(yùn)行能耗費(fèi)用大幅度提高。在提倡可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)建筑的今天,地下建筑的生態(tài)化和綠色化成為一個(gè)不可回避的話題。應(yīng)該提出相應(yīng)的解決方案,研究形成一套地下建筑生態(tài)化自然通風(fēng)的基本模式的可能性。

　　2、利用熱壓實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)

　　自然通風(fēng)的另一原理是利用建筑內(nèi)部空氣的熱壓差———即通常所說的“煙囪效應(yīng)”———來實(shí)現(xiàn)建筑的自然通風(fēng)。利用熱空氣上升的原理,在建筑上部排風(fēng)口可將污濁的熱空氣從室內(nèi)排出,而室外新鮮

　　的冷空氣則從建筑底部被吸入。

　　熱壓作用與進(jìn)、出風(fēng)口的高差和室內(nèi)外的溫差有關(guān),室內(nèi)外溫差和進(jìn)、出風(fēng)口的高差越大,則熱壓作用越明顯。在建筑設(shè)計(jì)中,可利用建筑物內(nèi)部的貫穿多層的豎向空腔———如樓梯間、中庭、拔風(fēng)井等滿足進(jìn)排風(fēng)口的高差要求,并在頂部設(shè)置可以控制的開口,將建筑各層的熱空氣排出,達(dá)到自然通風(fēng)的目的。與風(fēng)壓式自然通風(fēng)不同,熱壓式自然通風(fēng)更能適應(yīng)常變的外部風(fēng)環(huán)境和不良的外部風(fēng)環(huán)境。

　　3、風(fēng)壓與熱壓相結(jié)合實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)

　　在建筑的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)中,利用風(fēng)壓和熱壓進(jìn)行自然通風(fēng)往往是互為補(bǔ)充,密不可分的。由于室外的風(fēng)速和風(fēng)向是經(jīng)常變化的,不是一個(gè)穩(wěn)定的因素。為了保證自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)效果,根據(jù)我國采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定,在實(shí)際計(jì)算時(shí)僅考慮熱壓的作用,風(fēng)壓一般不予考慮。但是必須定性地考慮風(fēng)壓對(duì)自然通風(fēng)地影響。一般說來,在建筑進(jìn)深較小的部位多利用風(fēng)壓來直接通風(fēng),而進(jìn)深較大的部位則多采用熱壓來達(dá)到通風(fēng)效果。

　　二、與自然通風(fēng)節(jié)能有關(guān)的建筑構(gòu)造

　　1、“呼吸”幕墻

　　利用雙層玻璃作為圍護(hù)結(jié)構(gòu),玻璃之間留有一定寬度的通風(fēng)道并設(shè)有可調(diào)節(jié)角度的百頁是當(dāng)今生態(tài)建筑界普遍采用的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù),他們被稱作“雙層皮”幕墻。夏季,打開上下進(jìn)排風(fēng)口,通風(fēng)道內(nèi)的空氣被加熱,在煙囪效應(yīng)和一定的風(fēng)壓作用下,熱空氣上升,冷空氣從下層進(jìn)入通道,形成自然通風(fēng);冬季,關(guān)閉進(jìn)排風(fēng)口,減小風(fēng)速,利用雙層玻璃之間的空間形成的附加陽光間,貯存熱量用以采暖。

　　2、雙層屋面通風(fēng)

　　傳統(tǒng)的建筑平屋頂屋面使用磚架空的隔熱層隔熱,無法利用熱壓主動(dòng)通風(fēng)。設(shè)于坡屋頂?shù)母魺釆A層,在屋面受太陽輻射時(shí),夾層內(nèi)空氣溫度升高,熱空氣沿著傾斜屋面上升,冷空氣從屋面下檐補(bǔ)充,在熱壓及風(fēng)壓的作用下形成自然通風(fēng),帶走了太陽對(duì)屋面的輻射熱量。

　　3、風(fēng)帽

　　風(fēng)帽是自然進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)的入口或出口,它利用風(fēng)力或溫度差造成的正壓或負(fù)壓,加強(qiáng)進(jìn)排風(fēng)能力的一種裝置。風(fēng)帽可以裝在需要局部通風(fēng)的地方,也可以裝在屋頂上,促進(jìn)全面進(jìn)排風(fēng)。進(jìn)風(fēng)型風(fēng)帽是在外界風(fēng)壓的作用下,能向內(nèi)部空間引風(fēng)的風(fēng)帽。特點(diǎn)是能利用任何方向吹來的風(fēng),將室外氣流導(dǎo)向內(nèi)部空間。排風(fēng)型風(fēng)帽是在外界風(fēng)壓的作用下,風(fēng)帽本身產(chǎn)生負(fù)壓,從空間內(nèi)部向外排風(fēng),特點(diǎn)是從任何水平方向吹來的風(fēng)作用在風(fēng)帽上,風(fēng)帽都產(chǎn)生吸力,向外排風(fēng)。

　　4、附加通風(fēng)窗

　　這是一種靈活的解決自然采光與自然通風(fēng)矛盾的方法。有時(shí)建筑表面上開的采光窗的面積雖然滿足室內(nèi)自然采光的要求了,但在某個(gè)時(shí)間段如夏季即使將窗戶完全打開也無法滿足室內(nèi)自然通風(fēng)的要求,這時(shí)可以設(shè)計(jì)一些附加通風(fēng)窗。他們是不透光的保溫隔熱材料制成的,可以自由開閉,平時(shí)關(guān)閉不用,在室內(nèi)無法滿足自然通風(fēng)要求

　　時(shí)才打開使用。

　　三、與建筑的自然通風(fēng)相關(guān)的幾個(gè)問題

　　1、自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合

　　并不是所有建筑都將自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)作為設(shè)計(jì)考慮的重點(diǎn)。對(duì)于一些大型的體育場館、展覽館、商業(yè)建筑等,由于通風(fēng)路徑較長,空氣流動(dòng)阻力較大,單純依靠自然通風(fēng)不足以實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。同時(shí),某些建筑環(huán)境、建筑功能可能對(duì)建筑通風(fēng)有特殊的要求,如研究所或?qū)嶒?yàn)室,這時(shí)需要考慮機(jī)械通風(fēng)。因此,當(dāng)我們?yōu)榻ㄖ淖匀煌L(fēng)設(shè)計(jì)尋找合適的策略時(shí),要清楚它可能產(chǎn)生的不足。自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)結(jié)合設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)使自然通風(fēng)取得盡可能大的成效,從而節(jié)省能源,保護(hù)環(huán)境。

　　2、風(fēng)的垂直分布帶來的問題

　　風(fēng)的垂直分布特性使中庭、天井等空間比較容易實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。但在建筑內(nèi)部,如果設(shè)計(jì)有高度較高的中庭,煙囪效應(yīng)使得下層熱空氣上升,往往導(dǎo)致下部空間的采暖效率變低,采暖效果變差。對(duì)于高層建筑的中庭、天井等空間,還會(huì)出現(xiàn)風(fēng)速過大造成紊流的現(xiàn)象。

　　3、建筑通風(fēng)與遮蔽物

　　綠化樹木、圍墻、隔斷或拱廊等設(shè)在建筑易產(chǎn)生氣流剝離的角度及周圍,會(huì)產(chǎn)生遮蔽作用。建筑周圍的樹木種類、布置方式在一定程度上都會(huì)影響自然通風(fēng)的效果。一邊或兩邊行列式布置的樹木有利于建筑物的通風(fēng),但如果三面都圍以樹木,房間的通風(fēng)效果便會(huì)受到影響;當(dāng)房屋迎風(fēng)面的窗前種植樹木時(shí),如果樹叢把檐口擋住,則會(huì)把風(fēng)引向頂棚,若樹叢距外墻有一定距離,那么吹來的風(fēng)很有可能大部分越過窗戶從屋頂穿過;在窗臺(tái)前4.5~5m以內(nèi)種植的灌木,則可引導(dǎo)風(fēng)吹向室內(nèi)。

　　四、結(jié)束語

　　自然通風(fēng)是當(dāng)今生態(tài)建筑所普遍采取的比較容易接受而廉價(jià)的技術(shù)措施， 它具有節(jié)能、 清潔的優(yōu)點(diǎn)， 體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的理念。 作為一種解決室內(nèi)空氣溫度、 潔凈度和舒適度的傳統(tǒng)方式， 其優(yōu)勢在新建筑的運(yùn)用中具有強(qiáng)大的生命力。傳統(tǒng)民居合理的布局經(jīng)驗(yàn)給了我們很多啟示，有利于我們今天更好地學(xué)習(xí)、 運(yùn)用現(xiàn)代構(gòu)造知識(shí)， 使我們有可能結(jié)合現(xiàn)代的技術(shù)和材料, 為以后的建筑創(chuàng)作道路指出了更好的方向。建筑設(shè)計(jì)者應(yīng)該從規(guī)劃、建筑單體設(shè)計(jì)到構(gòu)造設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中,仔細(xì)考慮自然通風(fēng),確保良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)和舒適的熱環(huán)境,節(jié)約不可再生資源。通過結(jié)合我國目前建筑空調(diào)技術(shù)對(duì)環(huán)境和能源造成巨大壓力的情況,指出了自然通風(fēng)的重要性，以期加強(qiáng)人們對(duì)自然通風(fēng)的重視。

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