關(guān)于建筑設(shè)計和風(fēng)環(huán)境思考

李江龍 王金花 吳 瓊

（北京華茂中天建筑規(guī)劃設(shè)計有限公司，北京 100000）

在建筑設(shè)計方面，因忽視風(fēng)環(huán)境影響，容易導(dǎo)致建筑室內(nèi)通風(fēng)不良、室外風(fēng)速過大，從而給居住者和室外行人帶來強(qiáng)烈不舒適感，同時威脅人員生命財產(chǎn)安全。因此，還應(yīng)加強(qiáng)對建筑設(shè)計與風(fēng)環(huán)境的關(guān)系思考，以便使建筑設(shè)計水平得到進(jìn)一步提高。

1 建筑設(shè)計對風(fēng)環(huán)境的要求

針對建筑風(fēng)環(huán)境，在《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》中包含較多規(guī)定，如建筑自然通風(fēng)、場地內(nèi)風(fēng)環(huán)境有利于行走等。在建筑設(shè)計中，影響建筑風(fēng)環(huán)境因素包含建筑外形、迎風(fēng)方位、建筑間相對位置關(guān)系、周圍地形地貌等多種。缺乏合理設(shè)計，將導(dǎo)致建筑產(chǎn)生“風(fēng)道效應(yīng)”或“風(fēng)閘效應(yīng)”等不良問題，造成風(fēng)環(huán)境給人帶來不舒適感。實際在建筑設(shè)計中，需要從建筑使用舒適性和外環(huán)境活動舒適性兩方面對風(fēng)環(huán)境的舒適性進(jìn)行考量。結(jié)合實踐經(jīng)驗來看，在冬夏季工況下，通常應(yīng)保證建筑場地外風(fēng)速不超過3m/s，確保行人在室外活動中能夠感到風(fēng)環(huán)境的舒適性。從建筑使用舒適性角度來講，需要保證建筑物前后風(fēng)壓保持1.5Pa 左右，避免出現(xiàn)局部渦流或死角，可開啟窗室內(nèi)外表面壓差應(yīng)得到0.5Pa 以上，保證室內(nèi)能夠自然通風(fēng)。針對寒冷地區(qū)，應(yīng)使除迎風(fēng)面以外其他建筑物前后壓差不超過5Pa，以降低建筑供暖負(fù)荷[1]。因此在建筑設(shè)計方面，需要結(jié)合場地風(fēng)環(huán)境進(jìn)行場地布局，使人員活動區(qū)位于風(fēng)速相對高的場所，以加強(qiáng)通風(fēng)，并使垃圾房、停車場等位于風(fēng)速高的下風(fēng)區(qū)，同時場地?zé)o死角和造成污染物擴(kuò)散的旋渦。針對建筑外立面，需要結(jié)合風(fēng)壓場實現(xiàn)合理設(shè)計，保證建筑通風(fēng)能夠達(dá)到舒適性要求，同時加強(qiáng)迎風(fēng)面圍護(hù)結(jié)構(gòu)氣密性，避免因空氣滲透帶來過多熱損失。

2 維持良好風(fēng)環(huán)境的建筑設(shè)計方法

結(jié)合上述要求進(jìn)行建筑設(shè)計，想要使建筑維持良好風(fēng)環(huán)境，還要掌握相應(yīng)設(shè)計方法。具體來講，就是需要科學(xué)進(jìn)行建筑場地風(fēng)環(huán)境評價，然后進(jìn)行建筑剖面和形體科學(xué)設(shè)計，掌握防風(fēng)設(shè)計要點，繼而完成舒適風(fēng)環(huán)境營造。

2.1 風(fēng)環(huán)境評價方法

在建筑設(shè)計階段，還應(yīng)對場地風(fēng)環(huán)境進(jìn)行評價，以便掌握建筑所在位置風(fēng)環(huán)境變化規(guī)律，完成建筑合理設(shè)計?，F(xiàn)階段，可以通過風(fēng)洞試驗對建筑實際風(fēng)環(huán)境進(jìn)行模擬，即在實驗室完成一定縮尺比模型設(shè)計，然后對模型表面風(fēng)壓和周圍風(fēng)環(huán)境進(jìn)行模擬分析。在計算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展基礎(chǔ)上，可以引入數(shù)值模擬方法，以流體動力學(xué)為基礎(chǔ)進(jìn)行建筑參數(shù)變化趨勢的分析。結(jié)合建筑項目所在地氣象站風(fēng)觀測資料，可以確定累年各月平均風(fēng)速，然后對夏季和冬季兩種工況條件下建筑剖面風(fēng)環(huán)境進(jìn)行模擬分析，掌握場地內(nèi)外風(fēng)環(huán)境變化規(guī)律。結(jié)合建筑設(shè)計方案，對建筑室內(nèi)外風(fēng)壓差進(jìn)行模擬，可以確定建筑通風(fēng)情況和風(fēng)環(huán)境舒適性，然后實現(xiàn)設(shè)計方案優(yōu)化，設(shè)計合理開窗位置和開窗面積，完成建筑平面合理布局。比如針對室內(nèi)衛(wèi)生間、廚房等存在污染源的結(jié)構(gòu)，還應(yīng)在主導(dǎo)風(fēng)下風(fēng)向位置進(jìn)行設(shè)計，保證室內(nèi)風(fēng)環(huán)境良好。

2.2 剖面設(shè)計方法

實際考慮風(fēng)環(huán)境舒適性進(jìn)行建筑設(shè)計，還要加強(qiáng)建筑剖面設(shè)計，實現(xiàn)建筑單層外圍護(hù)表面科學(xué)設(shè)計。在確定開窗位置和面積后，可以結(jié)合室內(nèi)空氣運(yùn)動方向進(jìn)行擋板設(shè)計，以便使人行高度保持較小風(fēng)速，使氣流形成得到遮擋。具體設(shè)計時，可以采用單面平開方式，使氣流從側(cè)面進(jìn)入，避免給人左立高度帶來過大影響。在建筑剖面位置，還應(yīng)加強(qiáng)豎向綠化設(shè)計，利用軟質(zhì)景觀構(gòu)成綠化系統(tǒng)，對建筑外風(fēng)荷載進(jìn)行控制，促使氣流通過不同方向反射。在植物蒸發(fā)作用下，進(jìn)入室內(nèi)氣流將得到過濾，使氣流運(yùn)動與建筑蒸發(fā)量保持正比，冬季能夠使氣流運(yùn)動與建筑失熱量保持正比，因此能夠建設(shè)外部空氣對室內(nèi)環(huán)境溫度的影響。此外在建筑之間，還應(yīng)在空曠位置完成綠色植物種植，形成綠色擋墻、格柵或林帶，作為空氣對流屏障，使室外環(huán)境空氣流動速度得到減小，為行人和車輛提供安全保護(hù)，保證建筑周圍環(huán)境潔凈。

2.3 形體設(shè)計方法

在建筑形體設(shè)計方面，需要做好立面通風(fēng)口和風(fēng)井設(shè)計。針對多層建筑，還應(yīng)使立面通風(fēng)口與地下風(fēng)井共用排氣筒，形成U 形風(fēng)道。利用風(fēng)管進(jìn)行地下風(fēng)井連通，能夠為建筑提供風(fēng)壓和熱壓，使建筑室內(nèi)通風(fēng)效果得到保證。對于建筑周圍道路來講，上部風(fēng)在建筑截面阻擋下，下行時會使道路形成底部峽谷風(fēng)速。為改善建筑室外風(fēng)環(huán)境，還應(yīng)完成退臺設(shè)計。在建筑設(shè)計中，外部不良風(fēng)環(huán)境形成主要與建筑物布局、外形有關(guān)，形成的街道風(fēng)、尾渦旋風(fēng)會給人行與交通安全帶來影響[2]。因此在建筑設(shè)計中，需要采用裙樓結(jié)構(gòu)對下沖氣流進(jìn)行阻斷，同時在主要出入口完成防護(hù)頂棚的設(shè)計，以免墜落幕墻或其他裝飾物給行人帶來安全威脅。在建筑物的曲面交接位置或拐角位置，如果設(shè)計有觀光電梯也將產(chǎn)生負(fù)風(fēng)壓問題，還應(yīng)設(shè)計鈍化邊角，避免凸出位置法線與盛行風(fēng)垂直，以免形成高吸力。屋頂屋檐拐角等問題容易會產(chǎn)生該問題，還應(yīng)在邊緣位置增設(shè)矮護(hù)墻。

3 結(jié)語

綜上所述，在建筑設(shè)計中還應(yīng)認(rèn)識到維持風(fēng)環(huán)境舒適性的重要性。作為設(shè)計師，需要合理處理建筑設(shè)計與風(fēng)環(huán)境的關(guān)系，在加強(qiáng)風(fēng)環(huán)境變化規(guī)律模擬分析基礎(chǔ)上實現(xiàn)建筑剖面、外形等各方面的科學(xué)設(shè)計，以便營造良好的室內(nèi)外風(fēng)環(huán)境，增強(qiáng)人體舒適性，為建筑使用安全提供保障。