濕熱地區(qū)建筑自然通風設計研究

郝慧敏

（廣東石油化工學院,廣東 茂名 525000）

濕熱地區(qū)建筑自然通風設計研究

郝慧敏

（廣東石油化工學院,廣東 茂名 525000）

自然通風是當今節(jié)能建筑所普遍采用的一項比較成熟而廉價的技術措施。建筑通風設計分為機械通風和自然通風兩種方式，合理的建筑通風設計不僅可以節(jié)約空調能源,而且可以提高建筑內的空氣的質量、空氣通透性并降低炎熱夏季的室內溫度。本文研討了濕熱地區(qū)建筑自然通風的有效設計方法，并從節(jié)能的角度辯證探討了建筑通風設計技術及優(yōu)勢和需關注的一些問題。

建筑設計;自然通風;探討

0 引言

我國廣東、廣西、海南、香港、澳門、臺灣、福建南部和云南小部分地區(qū)屬于濕熱氣候區(qū)，這些地區(qū)的氣候特點鮮明，長夏無冬，高溫高濕。因此最大限度地利用自然通風來降溫、降濕便成為了適應當?shù)貧夂?，注重生態(tài)環(huán)境的核心技術。但近些年隨著經濟發(fā)展和人們對生活舒適度要求的提高，空調在我們的日常生活中已經是相當普及，對空調的過分依賴和不加限制地濫用也是造成當今環(huán)境和能源問題的重要原因之一，空調制冷設備中的氟利昂會破壞大氣臭氧層，過量的空調器還會加劇城市熱島效應, 造成室外熱環(huán)境惡化。室內外溫差過大及建筑通風換氣量的不足，也給人們的健康帶來很多問題。鑒于此,建筑設計中使用自然通風技術值得大力推崇。

1 自然通風設計的基本原理

自然通風的主要原理在于利用風壓或熱壓壓差促進的空氣流動。當建筑的迎風面將受到空氣的推動作用形成正壓區(qū)，推動空氣從該側進入建筑，而建筑的背風面，由于受到空氣繞流影響形成負壓區(qū)，吸引建筑內空氣從該側的出口流出，這樣就形成了持續(xù)不斷的空氣流，成為風壓作用下的自然通風，我們也常稱之為“穿堂風”。當室內存在熱源時，室內空氣將被加熱，降低密度，導致建筑內上部空氣壓力比建筑外大，室內空氣向外流動，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，這樣形成的持續(xù)不斷的空氣流就是熱壓作用下的自然通風。而風差的大小與建筑的形式、其迎風面與風的夾角、建筑整體規(guī)劃布局等因素相關。

2 利用風壓實現(xiàn)建筑自然通風的措施

2.1 充分依托環(huán)境與地域

濕熱地區(qū)基本都屬于中國的亞熱帶季風氣候區(qū)，夏季東南風，冬季西北風。在建筑的朝向設計上宜以南北朝向為主，東西方向上的偏角小于或等于30度為宜。要通過風壓來實現(xiàn)建筑自然通風，則建筑所處環(huán)境的平均風速一般不小于3 ～4 m / s ，建筑的迎風面應朝向夏季主導風向,房間進深一般以小于14m 為宜, 門窗宜相對開設，以便形成暢通的風道。

2.2 利用建筑構造改善通風

在季節(jié)更替，風速、風向改變的情況下,建筑應采取相應構造措施，在仍需通風散熱的季節(jié)改善建筑自然通風。如改變窗的形式，利用活動百葉等引風，都是簡單可行的辦法，立轉窗較推拉窗在相同窗洞面積的情況下，能打開窗戶的面積都是推拉窗的兩倍，并且突出的窗扇還能起到一定的導風作用，如圖1所示。但在寒冷的冬季，則需在保證基本換氣次數(shù)的前提下.盡量降低通風量以減小熱失。

確保室內一定的風速條件，是實現(xiàn)建筑自然通風效果的前提。可以采用一些增加風速的措施，比如漏斗形截面的鏤空花墻等。

3 利用熱壓實現(xiàn)建筑自然通風的措施

在大量使用玻璃幕墻的公共建筑中， 利用熱壓通風原理來實現(xiàn)節(jié)能的雙層玻璃幕墻逐漸成為新寵，在炎熱的夏季，雙層玻璃幕墻的外層幕墻與內層幕墻之間空氣，在經過陽光加熱后，熱空氣上升，從上部排風口排出，溫度較低的空氣從下部進風口補充進來，通過玻璃幕墻的自通風降低幕墻溫度，在適宜自然通風的季節(jié)，再通過開窗上下的預留通風口，利用垂直的“浮力通風”來帶動室內通風換氣。

4 混合通風

除了在窗戶上采用構造措施，建筑的回廊及寬大的屋檐也有很好的導風作用，深深的回廊與屋檐具有“遮陰導風”的作用，利用屋頂?shù)摹盁焽栊迸c屋檐陰影處的冷空氣與屋檐底部的熱空氣產生交流而將冷空氣導入室內，可以形成混合式的通風，如圖3所示。另外，利用建筑中的天井、中庭、過廳、樓梯間等增加建筑物內部的開口導氣流，,組織自然通風。在中庭和庭院中配以水體綠化等也是利用混合通風，改善建筑微氣候的措施。

5 應用自然通風需考慮的問題

自然通風雖好，但在利用時應注意其本身可能帶來的問題，要特別避免自然通風的失控帶來的大量空調能耗的損失。因此建筑設計中不應盲目強調自然通風，應以辯證的態(tài)度來看待。

通常濕熱地區(qū)開窗自然通風適宜的月份集中在過渡季，即3 ～ 5月和10 ～ 12 月，在9 月的部分時段也可用，而在較熱的6～8 月和較冷的1～ 2月無法僅憑自然通風得到滿意的熱環(huán)境，必須依靠空調，在空調啟動期間，為了使自然通風的設計能夠達到最大的節(jié)能效果，建筑師和設計和控制使用者的行為節(jié)能都是必不可少的條件。

濕熱地區(qū)除了要通風散熱之外，還有一個重要的氣候特點就是濕，尤其是在春季和初夏時節(jié)，空氣濕度很大，當氣溫升高時，采用自然通風對降低室內空氣溫度有一定的效果，但是對調節(jié)和控制室內空氣的濕度效果有限。因為潮濕的緣故，汗液蒸發(fā)較慢，反而使得濕熱感加重，因此為了保證舒適度，這時的重點不應一味強調通風，而在于除濕，除濕則要依靠空調系統(tǒng)，而當氣候寒冷時，濕冷的環(huán)境會增加人體對低溫的敏感度，使寒冷感更強。

6 結語

自然通風作為生態(tài)建筑技術中一個非常重要的組成部分，在改善室內空氣品質、滿足室內舒適要求的同時降低能耗，是一種安全有效、經濟實用的技術措施，但需與空調和機械通風的手段結合起來，方能達到濕熱地區(qū)最佳的節(jié)能效果和室內舒適性。另外，建筑通風設計是一項復雜的工程，需要從建筑物進行規(guī)劃設計、建筑單體設計到構造設計的一體的過程中都對自然通風的實用性及效果進行認真的思考，之后再依據(jù)建筑物的內部結構的狀況仔細設計自然通風的系統(tǒng)，以保證最后的方案具有科學性。建筑師與設備室工程師的協(xié)同設計在這其中必不可少，但這種協(xié)同設計的機制恰恰是我們目前缺乏的，政府宜倡導建筑師與設備工程師合作設計，以在建筑通風在整體建筑節(jié)能效益上發(fā)揮更大功效。

[1]建筑通風效果測試與評價標準,助推綠建[J].供熱制冷,2014(01).

[2]秦琴,李元.論長江中下游地區(qū)的建筑通風[J].華中建筑, 2009(02).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.087