小議如何設(shè)計實現(xiàn)建筑物的自然通風(fēng)

龐軍勝 倪進勇

【摘要】本文以分析建筑物的通風(fēng)設(shè)計為出發(fā)點，引出實現(xiàn)自然通風(fēng)的重大意義，并說明了自然通風(fēng)的原理，重點提出了幾點實現(xiàn)建筑物通風(fēng)設(shè)計的措施，期望對同行有借鑒作用，以起拋磚引玉，以達共同進步之效。

【關(guān)鍵詞】機械通風(fēng)、自然通風(fēng)、意義、風(fēng)壓、熱壓、原理、措施

【 abstract 】 this paper analysis of building ventilation design as the starting point, leads to realize the significance of the natural ventilation, and illustrates that natural and ventilated principle, key put forward several measures to realize the ventilation design buildings, expectations for colleagues have reference to the author, with a common progress effect.

【 key words 】 mechanical ventilation, natural ventilation, significance, air pressure and hot pressing, principle, the measures

中圖分類號：S611文獻標(biāo)識碼：A文章編號：

一、建筑通風(fēng)設(shè)計分析

通風(fēng)是長久以來人類歷史上賴以調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的原始手段。隨著歷史的延續(xù)，在如今科技發(fā)達的年代通風(fēng)被引申為自然通風(fēng)和機械通風(fēng)兩種。所以對建筑物的通風(fēng)設(shè)計來講，可分為自然通風(fēng)設(shè)計和機械通風(fēng)設(shè)計。機械通風(fēng)是指利用機械通風(fēng)設(shè)備實現(xiàn)室內(nèi)空氣的流通。自然通風(fēng)是指大自然中的空氣通過建筑群或建筑內(nèi)各個功能空間進入室內(nèi)自由流動，實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境流暢。由于機械通風(fēng)要消耗大量的能源，應(yīng)用范圍又局限在建筑物內(nèi)部，且會產(chǎn)生噪音，給住戶帶來困擾的同時，給自然環(huán)境也帶來了一定程度的污染。而自然通風(fēng)在無污染且不耗能的情況下，只需適當(dāng)?shù)馗淖兘ㄖ问?，使之更好地與大自然融合，便可更加生態(tài)地加速室內(nèi)空氣的自然流動，解決建筑物的通風(fēng)換氣問題，給人們帶來清涼，帶走污染；給環(huán)境帶來改善，帶走能耗浪費。 故在自然環(huán)境與生活環(huán)境日益受到重視的今天，自然通風(fēng)因與人體舒適度的聯(lián)系以及對建筑節(jié)能環(huán)保的重要性，在建筑通風(fēng)設(shè)計中顯得越來越重要，被放在了設(shè)計的首選地位。

二、設(shè)計建筑自然通風(fēng)的意義

由上述分析可知:自然通風(fēng)是當(dāng)今建筑通風(fēng)設(shè)計廣為青睞的一種設(shè)計方式，它比通過應(yīng)用空調(diào)、制冷等設(shè)備實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)的機械通風(fēng)更能環(huán)保節(jié)能的改革建筑熱環(huán)境、節(jié)約空調(diào)帶來的能耗，所以個人認(rèn)為：采用建筑自然通風(fēng)設(shè)計從根本性上來講就是科學(xué)經(jīng)濟的取代部分空調(diào)制冷系統(tǒng)。這一取代的意義非同小可，不但為住戶提高新鮮的空氣，減少了空調(diào)帶來的疾病，還釋放了建筑結(jié)構(gòu)中蓄存的熱量，起到改善生態(tài)環(huán)境的作用。具體來講：當(dāng)室內(nèi)的溫度或濕度比較低時，自然通風(fēng)可以在不消耗不可再生能源的前提下降低室內(nèi)溫度，帶走部分潮濕或煩熱的氣體，使得室內(nèi)環(huán)境達到人體舒適的熱度和溫度，即使室外的空氣溫度超過舒適區(qū)，需要消耗能源降低溫度或濕度，也可以利用自然通風(fēng)輸送處理后的新風(fēng)，而省去風(fēng)機能耗且沒有噪音和污染，非常符合城市環(huán)保戰(zhàn)略可持續(xù)發(fā)展的思想。而且通過自然通風(fēng)提供給室內(nèi)的空氣新鮮且清潔，非常有利于人體生理和心理健康，避免了采用空調(diào)等制冷設(shè)備提供恒溫環(huán)境造成人體的抵抗力下降，引發(fā)人體出現(xiàn) “空調(diào)病”等亞健康性的副作用病，同時還更有利于滿足人和大自然互動的心理向往。

三、自然通風(fēng)設(shè)計的原理

既然我們知道了自然通風(fēng)的意義，那么在進行通風(fēng)設(shè)計時一定要明白其原理，應(yīng)用科學(xué)有效地手段，才能實現(xiàn)建筑物的自然通風(fēng)。

自然通風(fēng)是一項原始的調(diào)節(jié)室溫的技術(shù)，與功能復(fù)雜且耗能的空調(diào)技術(shù)相比，更是一項廉價且成熟的技術(shù)。它是在壓差推動下實現(xiàn)空氣流動的，依據(jù)壓差形成的原理，可將其分為熱壓自然通風(fēng)和風(fēng)壓自然通風(fēng)。前者原理是當(dāng)室內(nèi)存在熱源時，室內(nèi)空氣溫度上升，密度降低，且向上浮動，造成建筑內(nèi)上部空氣壓力比建筑外高，致使室內(nèi)空氣向外流動，而于此同時在建筑下部，不斷有空氣流入，以填補上部流出的空氣所讓出的空間，這樣形成持續(xù)不斷的空氣流實現(xiàn)自然通風(fēng)。后者的原理是當(dāng)有風(fēng)吹向建筑物時，建筑的迎風(fēng)面將受到空氣的推動作用形成正壓區(qū)，推動空氣進入建筑，而建筑的背風(fēng)面，由于受到空氣繞流影響形成負(fù)壓區(qū)，吸引建筑內(nèi)空氣流出，形成綿延不斷的空氣流，實現(xiàn)風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)。

然而在實際中，建筑物的自然通風(fēng)不是單獨受風(fēng)壓和熱壓其中的一種實現(xiàn)的，而是兩者共同作用的結(jié)果，只是在不同的時候各自的作用有強有弱罷了。設(shè)計師們都清楚風(fēng)壓與天氣、風(fēng)向、建筑物形狀以及周圍環(huán)境等有關(guān)，熱壓與室內(nèi)熱源有關(guān)，兩者共同作用時也不是簡單的線性疊加，所以在實際設(shè)計中要充分考慮各方面的因素，使兩者相互協(xié)調(diào)相互補充密切配合，才能實現(xiàn)建筑物的自然通風(fēng)， 那么具體如何考慮周全，實現(xiàn)自然通風(fēng)成為設(shè)計的重點與難點。

四、實現(xiàn)建筑物自然通風(fēng)設(shè)計的措施

眾所周知在進行建筑設(shè)計時，建筑物的不同形式和組合會產(chǎn)生不同的通風(fēng)效果，所以在設(shè)計時要科學(xué)的布置建筑的朝向、間距，合理建筑室內(nèi)功能空間的組合，采用有效的措施，才能達到自然空氣暢通無阻于室內(nèi)外，實現(xiàn)最佳的自然通風(fēng)效果。

1、合理建筑物的朝向。選擇合理的建筑物朝向，首先要了解當(dāng)?shù)厝照樟枯^多的方向，其次要了解當(dāng)?shù)仫L(fēng)向、風(fēng)速特性以及風(fēng)溫和氣候條件。通常建筑物迎風(fēng)面最大的壓力是在與風(fēng)向垂直的面上，故設(shè)計時應(yīng)盡量使建筑主立面朝向夏季主導(dǎo)風(fēng)向，側(cè)立面對向冬季主導(dǎo)風(fēng)向；就以河南來講，四季氣候分明，夏季多盛行溫暖濕潤的偏南季風(fēng)，冬季多盛行干燥的偏北風(fēng)，所以太陽輻射量最多的是南向，不管是改善夏季自然通風(fēng)、調(diào)節(jié)房間熱環(huán)境，還是減少室內(nèi)采暖空調(diào)負(fù)荷，南向都是建筑物朝向最好的選擇。

2、適當(dāng)加大建筑物的間距。建筑物的距離也是影響通風(fēng)效果的因素之一。當(dāng)南北向日照間距較小時，前排的建筑物遮擋住后排的建筑，形成的風(fēng)壓較小，通風(fēng)效果就會差點。所以在住宅建筑群設(shè)計中，適當(dāng)加大部分樓棟的間距，規(guī)劃形成組團綠地，不但對改善綠地下風(fēng)側(cè)住宅的自然通風(fēng)，會有較理想的效果，還能為居民提供良好的休息和交流的場所。

3、優(yōu)化建筑群的布局。建筑物的布局有很多形式：并列式的布局總體上受風(fēng)面較小，設(shè)計時多采用錯列或斜列可使風(fēng)從斜向?qū)虢ㄖ簝?nèi)部，下風(fēng)向的建筑受風(fēng)面就會大一些，風(fēng)場分布較合理,通風(fēng)效果就比較好。當(dāng)然現(xiàn)實生活中建筑的布局是需要根據(jù)周邊建筑、地形、環(huán)境，因地制宜選用布置方式的，比如方正的住宅小區(qū)地塊可通過改變傳統(tǒng)的“橫平豎直”規(guī)劃模式，采用以曲代直的規(guī)劃方法，創(chuàng)造出“雖由人做，宛自天開”的自然環(huán)境和良好的自然通風(fēng)來，具體可將居住區(qū)主要道路設(shè)計主通風(fēng)道，沿通風(fēng)廊道流向各個住宅組團，然后再從組團內(nèi)庭院空間分流到住宅，加速自然風(fēng)的流動。這種通過調(diào)整路網(wǎng)，優(yōu)化建筑群布局，讓其疏密有致，疏的地方設(shè)計成組團綠化，讓自然風(fēng)通過主干道流向各組團，又通過組團之間的綠化空間流向各住宅的方法，不但順利實現(xiàn)建筑物自然通風(fēng)，還有效地優(yōu)化小區(qū)的環(huán)境，起到一箭雙雕的作用。

4、風(fēng)向投射角對自然通風(fēng)的影響。風(fēng)向投射角是指風(fēng)向投射線與房屋墻面法線的交角。對單體建筑來講，風(fēng)向投射角愈小，對房間愈有利，但對建筑群來講，就要考慮前排建筑形成的風(fēng)影區(qū)對后排建筑的影響，如果風(fēng)向正吹，屋后的風(fēng)影區(qū)較大，就會影響自然通風(fēng)的效果。所以設(shè)計時應(yīng)避免住宅長軸垂直于夏季主導(dǎo)風(fēng)向，目的是為了讓前排建筑和后排建筑形成很好的通風(fēng)對流。個人認(rèn)為建筑物與風(fēng)向入射角保持30°、60°通風(fēng)效果最佳。

5、設(shè)計建筑物要高低有序。在設(shè)計時要盡量避免建筑高的高低的低，要做到高低有序避免建筑間風(fēng)向的遮擋。總體設(shè)計建筑群的布局盡可能沿夏季主導(dǎo)風(fēng)向，臨近主導(dǎo)風(fēng)向建筑宜采用低層或多層，遠(yuǎn)離主導(dǎo)風(fēng)向的建筑宜采用小高層或高層，這樣即可以把自然風(fēng)引入?yún)^(qū)內(nèi)，又可以阻隔冬季寒冷北風(fēng)的作用。

6、維護結(jié)構(gòu)開口的設(shè)計。建筑物開口的尺寸、窗戶的型式、窗墻面積比等的合理設(shè)計，對建筑物內(nèi)部的空氣流動及通風(fēng)效果也有很大影響。工程實踐表明：開口寬度為開間寬度的1／3～2／3時，開口大小為地板總面積的15％-25％時，進風(fēng)口與出風(fēng)口相對錯開布置，可使室內(nèi)氣流更均勻，通風(fēng)效果更好。7、利用先進的技術(shù)強化自然通風(fēng)?？刹捎秒p層玻璃幕墻維護結(jié)構(gòu)或通過太陽能技術(shù)來強化自然通風(fēng)，前者是當(dāng)今生態(tài)建筑中普遍采用的一項先進技術(shù)，在保持了外形輕盈的同時，很好地解決高層建筑中風(fēng)壓和熱壓過高帶來的風(fēng)速過大造成的紊流不易控制的問題，和夜間開窗通風(fēng)而無需擔(dān)心的安全問題。后者則是充分利用可持續(xù)太陽能轉(zhuǎn)化為動力進行通風(fēng)。總之先進的技術(shù)是為生產(chǎn)生活服務(wù)的，設(shè)計中要合理利用方能實現(xiàn)強化自然通風(fēng)的預(yù)期效果。

結(jié)論：通風(fēng)是建筑物最基本的功能之一，自然通風(fēng)則是一項不需耗資的原生態(tài)技術(shù)。要想實現(xiàn)建筑物的自然通風(fēng)，設(shè)計者應(yīng)該從建筑物的朝向、間距、布局規(guī)劃、單體設(shè)計到構(gòu)造設(shè)計的整個過程中對自然通風(fēng)的可應(yīng)用性和效果性進行仔細(xì)考慮，利用專業(yè)的知識，采用科學(xué)的手段和先進的技術(shù)，有效地利用自然通風(fēng)為建筑使用者營造一個健康、舒適的居住環(huán)境。

參考文獻

【1】鄒越,侯云芬,蔡光汀;室內(nèi)空氣污染與建筑通風(fēng)[J];北京建筑工程學(xué)院學(xué)報;2002年01期

【2】郭抒美;淺談建筑自然通風(fēng)與節(jié)能[J];城市建設(shè)理論研究;2011年13期

【3】王鵬,譚剛;生態(tài)建筑中的通風(fēng)[J];世界建筑;2000年04期