綠色建筑設(shè)計(jì)中的自然通風(fēng)問(wèn)題研究

【摘要】：社會(huì)的日新月異，使得人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)中通風(fēng)問(wèn)題越來(lái)越重視。本文對(duì)綠色建筑中通風(fēng)問(wèn)題的有關(guān)要點(diǎn)進(jìn)行分析研究，說(shuō)明通風(fēng)在建筑設(shè)計(jì)中具有重大意義。

【關(guān)鍵詞】： 綠色建筑；自然通風(fēng)；問(wèn)題；研究

一．前言

遠(yuǎn)古時(shí)代，人們就懂得通過(guò)對(duì)風(fēng)的利用，對(duì)生活環(huán)境進(jìn)行改善。一直以來(lái)，聰明的人類根據(jù)自身生活環(huán)境的特點(diǎn)，尋找出一套套有利于對(duì)自身的生活環(huán)境進(jìn)行通風(fēng)的措施。而科學(xué)的發(fā)展，使得傳統(tǒng)的通風(fēng)技術(shù)被人們遺忘在角落，直至到了今天，當(dāng)能源逐漸被開(kāi)發(fā)完畢，地球面臨著越來(lái)越大的壓力，在這樣的情況之下，人們又開(kāi)始有了對(duì)生態(tài)技術(shù)的追求，并試圖尋找能通過(guò)對(duì)風(fēng)的利用，達(dá)到降低能耗的效果，并且能夠改善人們生活的室內(nèi)環(huán)境，使室內(nèi)環(huán)境變得更舒適、涼爽。

二．綠色建筑和自然通風(fēng)的定義

1.綠色建筑：

所謂的綠色建筑，是指建筑在全壽命的周期之內(nèi)，在資源上能夠進(jìn)行最大的節(jié)約，比如節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水以及節(jié)材等，能減少污染，對(duì)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，并能為人類提供舒適、健康以及高效的使用空間，能夠做到和睦相處，諧平共生。

2.自然通風(fēng)。建筑內(nèi)部是不是具備通風(fēng)條件，將對(duì)人們的健康起著重大影響。具有通風(fēng)條件的建筑內(nèi)部，通過(guò)空氣的流通以及氣流對(duì)人體的影響，并通過(guò)對(duì)室內(nèi)溫度、氣溫以及內(nèi)表面的溫度，對(duì)人們的健康進(jìn)行間接影響。關(guān)于自然通風(fēng)所產(chǎn)生的作用，人們通常認(rèn)為有3種功能，且功能不同：第一，熱舒適通風(fēng)。皮膚如果過(guò)于潮濕，會(huì)引起不舒適的感覺(jué)，這類通風(fēng)可以對(duì)皮膚的不舒適起到改善作用，可以幫助體內(nèi)散熱；第二，健康通風(fēng)。這類通風(fēng)可以保持室內(nèi)的空氣質(zhì)量；第三，降溫通風(fēng)。當(dāng)室內(nèi)溫度比室外溫度高時(shí)，可以對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行降溫。根據(jù)有關(guān)資料表明，當(dāng)室內(nèi)與室外的溫度相差比較大的時(shí)候，開(kāi)窗達(dá)到十分鐘以上，就可以對(duì)室內(nèi)空氣換氣一次，溫度相差不大時(shí)，大約三十分鐘左右會(huì)換氣一次。熱壓與風(fēng)壓是自然通風(fēng)的最基礎(chǔ)的條件，因此，為了實(shí)現(xiàn)通風(fēng)，通常依靠三種方法：第一，通過(guò)對(duì)熱壓的利用進(jìn)行通風(fēng)；第二，通過(guò)對(duì)風(fēng)壓的利用進(jìn)行通風(fēng)；第三，通過(guò)對(duì)風(fēng)壓與熱壓的利用進(jìn)行通風(fēng)。

2.1通過(guò)對(duì)熱壓的利用進(jìn)行通風(fēng)

煙囪的主要作用是拔火拔煙，把煙氣排走，凈化室內(nèi)的空氣，這就是所謂的“煙囪效應(yīng)”。而通過(guò)對(duì)熱壓的利用進(jìn)行通風(fēng)，就是根據(jù)以上原理，再根據(jù)建筑內(nèi)部空氣密度的差別，冷空氣下降，熱空氣上升的原理，促進(jìn)自然通風(fēng)的形成。在熱壓作用的進(jìn)行下，進(jìn)風(fēng)、出風(fēng)風(fēng)口高度的區(qū)別，以及室內(nèi)外的溫度差，都會(huì)對(duì)它產(chǎn)生影響，在溫度差越大，高度差也越大的情況下，會(huì)使熱風(fēng)通風(fēng)具有很明顯的效果。

2.2通過(guò)對(duì)風(fēng)壓的利用進(jìn)行通風(fēng)

這里所說(shuō)的風(fēng)壓，是指空氣流在受到外物阻擋的情況下，所產(chǎn)生的靜壓。當(dāng)風(fēng)面對(duì)著建筑物正面吹襲時(shí)，建筑物的表面會(huì)進(jìn)行阻擋，這股風(fēng)處在迎風(fēng)面上，靜壓自然增高，并且有了正壓區(qū)的產(chǎn)生，這時(shí)，氣流再向上進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，并且會(huì)繞過(guò)建筑物的側(cè)面以及正面，并在側(cè)面和正面上產(chǎn)生一股局部渦流，這時(shí)，靜壓會(huì)降低，負(fù)壓差會(huì)形成，而風(fēng)壓就是對(duì)建筑背風(fēng)面以及迎風(fēng)面壓力差的利用，壓力差產(chǎn)生作用，室內(nèi)外空氣在它的作用下，壓力高的一側(cè)向壓力低的一側(cè)進(jìn)行流動(dòng)，并且這個(gè)壓力差與建筑與風(fēng)的夾角、建筑形式、四周建筑布局等幾個(gè)因素關(guān)系密切。

當(dāng)風(fēng)向建筑正面垂直吹來(lái)時(shí)，負(fù)壓最大的位于屋角以及屋脊處，正壓最大的位于迎風(fēng)面的中心位置。可以說(shuō)，風(fēng)對(duì)建筑物產(chǎn)生的作用力有兩種，一種是垂直的升力，一種是水平的阻力，而對(duì)風(fēng)壓的利用，則是對(duì)水平方向的阻力進(jìn)行利用，并進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)以及組織通風(fēng)的。垂直方向的力，會(huì)有伯努力效應(yīng)的產(chǎn)生，比如，在進(jìn)風(fēng)面的斜屋頂上，會(huì)有巨大抽吸力的形成，對(duì)于這種形式的屋頂，會(huì)起到兜風(fēng)的效果。

2.3通過(guò)對(duì)風(fēng)壓與熱壓的利用進(jìn)行通風(fēng)

建筑中能夠產(chǎn)生自然通風(fēng)，經(jīng)常是在風(fēng)壓與熱壓共同作用情況下進(jìn)行的，只是由于它們之間作用的程度不一，所以對(duì)建筑物整體自然通風(fēng)的作用也不同。對(duì)于熱壓而言，由于它具有的相對(duì)穩(wěn)定性，更容易產(chǎn)生煙囪效益的拔風(fēng)作用；對(duì)于風(fēng)壓作用而言，因?yàn)榻?jīng)常受到地方風(fēng)、大氣環(huán)流以及周?chē)螤睢⒔ㄖ螤畹挠绊懀员容^不穩(wěn)定。因此，當(dāng)熱風(fēng)與風(fēng)壓同時(shí)作用的情況下，甚至可能有減弱通風(fēng)效果的狀況出現(xiàn)。當(dāng)熱壓與風(fēng)向作用的流線方向報(bào)紙一致時(shí)，它們之間會(huì)相互促進(jìn)；反之，它們之間就會(huì)產(chǎn)生阻礙作用，并且對(duì)自然通風(fēng)產(chǎn)生影響。

三．自然通風(fēng)與建筑設(shè)計(jì)

1.進(jìn)出口窗戶的面積大小以及窗口的朝向問(wèn)題

進(jìn)出口窗戶面積的大小，對(duì)室內(nèi)空氣流速產(chǎn)生了很大影響。根據(jù)科學(xué)數(shù)據(jù)表明，要想獲得室內(nèi)整體最好的風(fēng)速，可以采取進(jìn)風(fēng)口面積小于出風(fēng)口面積10%左右的方式進(jìn)行改善。不僅如此，房間與窗口朝向也起著重要作用，假如窗戶在相交的兩面墻上，房間可以直接面對(duì)著風(fēng)向開(kāi)窗；如果窗戶位于相對(duì)著的兩面墻上，則房間的方向不要去順著主導(dǎo)方向。

2.雙層玻璃幕墻

一般來(lái)說(shuō)，內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)備與外遮陽(yáng)設(shè)備相比，在節(jié)能效果方面，外遮陽(yáng)設(shè)備效果會(huì)更好，不過(guò)，由于外遮陽(yáng)設(shè)備容易影響美觀，而且要進(jìn)行很大投資，所以改成了雙層玻璃幕墻，由于雙層玻璃之間存在比較大的空間，所以，有“會(huì)呼吸的皮膚”之美譽(yù)。冬季的時(shí)候，在雙層玻璃間會(huì)形成陽(yáng)光溫室，夏季時(shí)，可利用煙囪效應(yīng)，在夾層間形成通風(fēng)作用。具體而言，雙層玻璃幕墻有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，在夜間時(shí)可安全進(jìn)行通風(fēng)；第二，室內(nèi)不再受室外噪聲的影響；第三，一般而言，開(kāi)窗時(shí)會(huì)對(duì)室內(nèi)溫度產(chǎn)生影響，雙層玻璃幕墻則可以避免這類情況的發(fā)生。

3.關(guān)于中庭

對(duì)高層建筑而言，可以通過(guò)中庭的熱壓作用，達(dá)到自然通風(fēng)的效果。目前，有中庭的建筑相繼出現(xiàn)，不過(guò)大部分是封閉式，單純?yōu)榱诉_(dá)到采光的作用。

4.關(guān)于屋頂

建筑設(shè)計(jì)中，屋頂?shù)男螤顚?duì)室外風(fēng)壓產(chǎn)生影響，并且對(duì)自然通風(fēng)效果產(chǎn)生影響。此時(shí)，在對(duì)屋頂形狀的選擇上，可以選擇翼形屋頂，這樣可以形成低壓區(qū)和高壓區(qū)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，屋頂?shù)母叨群托螤顚?duì)室內(nèi)氣流的流速以及分布會(huì)產(chǎn)生影響。

四．自然通風(fēng)的節(jié)能和綠色建筑的低能耗之間的聯(lián)系

總而言之，綠色建筑其實(shí)就是一項(xiàng)環(huán)保建筑，并且可持續(xù)發(fā)展，綠色建筑也可以稱為生態(tài)建筑，在建筑的全生命周期內(nèi)，綠色建筑是以對(duì)能源的充分利用以及節(jié)約能源作為目標(biāo)，并且為人們提供健康、舒適的生活環(huán)境以及工作空間。綠色建筑以低能耗的技術(shù)策略，減少了對(duì)自然環(huán)境的影響。綠色建筑采用了綠色技術(shù)與環(huán)境技術(shù)，不僅能減少建筑能耗，還能充分地對(duì)自然資源進(jìn)行利用，而自然通風(fēng)作為舒適、健康以及節(jié)能的室內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)方式，成為綠色建筑不可缺少的一項(xiàng)內(nèi)容。作為一種生態(tài)技術(shù)，自然通風(fēng)在實(shí)際的運(yùn)用時(shí)，要結(jié)合建筑材料、太陽(yáng)能、自動(dòng)控制以及自然采光等特點(diǎn)，并通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的運(yùn)用，根據(jù)實(shí)際案例進(jìn)行研究。隨著人們對(duì)生態(tài)技術(shù)的追求，人們對(duì)于這種健康、廉價(jià)的自然通風(fēng)將會(huì)越來(lái)越喜歡，并且會(huì)更多地被利用。

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