淺談建筑通風設計中的節能設計

【摘 要】建筑設計中要注意節能降耗，在通風設計上，通過自然通風來實現建筑節能是一種很好的方法，本文對建筑自然通風的實現方法以及自然通風在設計中的應用進行了探討。

【關鍵詞】建筑通風設計 自然通風 節能降耗

1.引言

做好建筑物的通風設計可以有效降低環境溫度和濕度，良好的通風設計可以源源不斷的為建筑物的內部環境提供新鮮的空氣，將室內的陳舊氣體排出，整體上提高建筑室內環境的舒適性。從目前建筑節能和綠色建筑的發展方向上來看，應以自然通風設計作為建筑通風設計的主體，同時合理搭配機械通風來形成完整的建筑通風設計體系。

2.建筑自然通風節能的好處

2.1改善空氣質量和降低室內溫度。當前，大多數建筑內的空氣調節主要依賴于空調設備，特別是分體空調。分體空調系統的運用只能調節室內溫度的高低，而沒有及時更新室內空氣，時間一長，室內空氣難免受到污染。從安全和衛生的角度考慮，人長期在這樣的空氣環境中活動，健康狀況會受到很大的影響。如果室外溫度不是很高，適當采用外窗、外門的自然通風措施，能排出室內污染空氣，改善室內空氣的新鮮度，同時可以降低室內溫度，達到很好的節能效果。

2.2 保護環境。綠色環保是建筑行業正在積極倡導的一個主題，建筑通風節能設計恰好滿足了這一要求。例如自然通風系統的改進，可以防止空調系統造成的空氣污染，將室內的含有各種雜質的氣體及時排出室外。在保持室內良好的空氣環境的同時，也改善了室內居住環境。

2.3減少能耗。從建筑節能設計的考核數據看，建筑物在使用經過節能優化的空調通風系統后，電能消耗要比傳統的設計方案節約30%左右。這就使得工程項目在減少能源消耗的同時，也減少了資金投入，優化了建筑內部的各項系統功能。

3.如何實現建筑自然通風

3.1利用風壓實現自然通風

自然通風最基本的動力是風壓和熱壓。在具有良好的外部風環境的地區，風壓可作為實現自然通風的主要手段。在我國大量的非空調建筑中，利用風壓促進建筑的室內空氣流通，改善室內的空氣環境質量，是一種常用的建筑處理手段。風洞試驗表明：當風吹向建筑時，因受到建筑的阻擋，會在建筑的迎風面產生正壓力。同時，氣流繞過建筑的各個側面及背面，會在相應位置產生負壓力。風壓通風就是利用建筑的迎風面和背風面之間的壓力差實現空氣的流通。壓力差的大小與建筑的形式、建筑與風的夾角以及建筑周圍的環境有關。當風垂直吹向建筑的正立面時，迎風面中心處正壓最大，在屋角和屋脊處負壓最大。

可以在建筑中局部留出橫向的通風通道，當風從通道吹過時，會在通道中形成負壓區，從而帶動周圍空氣的流動，這就是管式建筑的通風原理。通風的管式通道要在一定方向上封閉，而在其他方向開敞，從而形成明確的通風方向。這種通風方式可以在大進深的建筑空間中達到較好的通風效果。

3.2利用熱壓實現自然通風

利用熱空氣上升的原理，在建筑上部設排風口可將污濁的熱空氣從室內排出，而室外新鮮的冷空氣則從建筑底部被吸人。熱壓作用與進、出風口的高差和室內外的溫差有關，室內外溫差和進、出風口的高差越大，則熱壓作用越明顯。在建筑設計中，可利用建筑物內部貫穿多層的豎向空腔——如樓梯間、中庭、拔風井等滿足進排風口的高差要求，并在頂部設置可以控制的開口，將建筑各層的熱空氣排出，達到自然通風的目的。

3.3風壓與熱壓相結合實現自然通風

在建筑的自然通風設計中，風壓通風與熱壓通風往往是互為補充、密不可分的。一般來說，在建筑進深較小的部位多利用風壓來直接通風，而進深較大的部位則多利用熱壓來達到通風效果。

3.4機械輔助式自然通風

在一些大型建筑中，由于通風路徑較長，流動阻力較大，單純依靠自然風壓與熱壓往往不足于實現自然通風。而對于空氣污染和噪聲污染比較嚴重的城市，直接的自然通風還會將室外污濁的空氣和噪聲帶人室內，不利于人體健康。在這種情況下，常常采用一種機械輔助式的自然通風系統。

4.自然通風在建筑中設計的應用

4.1 總平面布局

組織利用好穿堂風、是獲得房間良好自然通風的主要途徑。為達到這一目的，在建筑總平面布局中，應綜合考慮建筑朝向、間距及建筑群的布局。具體言之，建筑群的平面布局宜采用錯列式和斜列式，使各單體建筑均能獲得良好的通風；為爭取房間的自然通風，應使房間的縱軸盡量垂直于夏季主導風向，主要房間應布置在夏季的迎風面；建筑的寬度直接影響自然通風的形式和效果。建筑寬度不超過10M的建筑，可以使用單側通風方法；寬度不超過15M的建筑，可以使用雙側通風方法。

4.2 與自然通風節能有關的建筑構造

4.2.1 “呼吸”幕墻。利用雙層玻璃作為圍護結構，玻璃之間留有一定寬度的通風道并設有可調節角度的百頁是當今生態建筑界普遍采用的一項先進技術，他們被稱作“雙層皮”幕墻。夏季，打開上下進排風口，通風道內的空氣被加熱，在煙囪效應和一定的風壓作用下，熱空氣上升，冷空氣從下層進入通道，形成自然通風；冬季，關閉進排風口，減小風速，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。

4.2.2 雙層屋面通風。傳統的建筑平屋頂屋面使用磚架空的隔熱層隔熱，無法利用熱壓主動通風。設于坡屋頂的隔熱夾層，在屋面受太陽輻射時，夾層內空氣溫度升高，熱空氣沿著傾斜屋面上升，冷空氣從屋面下檐補充，在熱壓及風壓的作用下形成自然通風，帶走了太陽對屋面的輻射熱量。

4.2.3 風帽。風帽是自然進排風系統的入口或出口，它利用風力或溫度差造成的正壓或負壓，加強進排風能力的一種裝置。風帽可以裝在需要局部通風的地方，也可以裝在屋頂上，促進全面進排風。進風型風帽是在外界風壓的作用下，能向內部空間引風的風帽。特點是能利用任何方向吹來的風，將室外氣流導向內部空間。排風型風帽是在外界風壓的作用下，風帽本身產生負壓，從空間內部向外排風，特點是從任何水平方向吹來的風作用在風帽上，風帽都產生吸力，向外排風。

4.2.4 附加通風窗。這是一種靈活的解決自然采光與自然通風矛盾的方法。有時建筑表面上開的采光窗的面積雖然滿足室內自然采光的要求了，但在某個時間段如夏季即使將窗戶完全打開也無法滿足室內自然通風的要求，這時可以設計一些附加通風窗。他們是不透光的保溫隔熱材料制成的，可以自由開閉，平時關閉不用，在室內無法滿足自然通風要求時才打開使用。

5.結論

隨著能源消耗和環境問題的日趨突出及人們節能意識的逐步加強，利用自然通風改善建筑室內環境越來越受到重視。特別是在屬于熱帶氣候的地區，炎熱、潮濕、多雨的氣候特點決定了建筑在自然條件中所要解決的主要矛盾是通風防熱，而自然通風作為一種廉價高效的設計手段，不但能實現建筑節能，還能創造健康的人居環境，是可持續發展的設計理念的具體體現，具有很深的推廣意義