利用自然風的生態(tài)建筑設計分析

金景春

延邊大學（133000）

綜合論述

利用自然風的生態(tài)建筑設計分析

金景春

延邊大學（133000）

自然通風是生態(tài)建筑設計不可缺少的方式，利用自然風源調節(jié)室內熱量以實現(xiàn)良好的室內環(huán)境，全面提升了自然通風在建筑系統(tǒng)里的利用價值。這里分析了自然通風設計的思想內海，總結了生態(tài)建筑自然通風設計的主要方式，從夏季防熱、冬季防寒等方面提出設計方案。

自然通風；生態(tài)建筑；防熱防寒；設計

城市規(guī)劃改造趨勢下，國內建筑工程建造數(shù)量持續(xù)增加，滿足了人居生活、工業(yè)生產、商業(yè)辦公等多方面需求。與此同時，建筑結構自身存在的缺陷也逐漸暴露，影響到了建筑物正常的使用性能，破壞了建筑結構的協(xié)調性。現(xiàn)代建筑設計思想提出自然通風方案,利用自然風源調節(jié)室內熱量，以減少供熱供暖系統(tǒng)的能源消耗。因此，設計師要深入體會自然通風的工作原理，提出切實可行的生態(tài)建筑設計方案。

1 自然通風的設計思想

能耗系數(shù)超標是建筑設施普遍存在的問題。由于夏冬兩季氣候環(huán)境變化，建筑室內要面臨巨大的能量消耗問題，影響了建筑使用的實際效能。隨著工程實踐經驗不斷增多，自然通風在現(xiàn)代建筑設計中得到推廣，其結合自然風源調節(jié)室內空氣流通情況，盡可能減小人工通風產生的能耗。自然通風設計基本思想：依靠室外風力造成的風壓和室內外空氣溫度差造成的熱壓，促使空氣流動，使得建筑室內外空氣交換。

2 基于自然風的建筑防熱設計

夏季防熱是生態(tài)建筑設計需要考慮的一大問題。夏季氣溫持續(xù)過高，室內熱量無法及時排出，降低了“舒適感”，對生活、生產等均是不利的。自然風的生態(tài)設計方案提出，充分利用自然風源，增強室內通風效果，強化室內建筑熱量的調控力度。夏季防熱是為了避免室內熱量過于集中，減少熱量對室內人員帶來的不適感，優(yōu)化建筑空間層的節(jié)能系數(shù)。設計主要包括：

1）溫控。生態(tài)建筑注重溫度控制方案設計，盡可能降低建筑室外的綜合溫度，增加建筑內外部的熱量流通性。一般來說，溫控設計是在結構外表面采用淺色的涂料,利用光滑的飾面材料，例如磁磚等，減少結構表面對太陽輻射的吸收。也可在屋頂或墻壁的外側設計相應的遮陽設施，例如遮陽幕墻等，以便有效地降低太陽輻射強度。設計時需充分利用風能、太陽能等可再生能源,從而減小室內能耗量。

2）導熱。合理地選擇外圍護結構，設計與建筑物相配套的導熱通風系統(tǒng)，充分發(fā)揮自然風的利用價值。在材料的選擇方面，應選導熱系數(shù)和導溫系數(shù)小的材料,增加室內自然通風工作的協(xié)調性。外圍護結構可采用實體材料層和帶有空心封閉間層的屋頂或墻體,在空氣間層內鋪設反輻射材料，如鋁箔等，以減少輻射換熱量。導熱系統(tǒng)布局要符合建筑物的空間構造，維持室內空間通風散熱的穩(wěn)定性。

3）散熱。自然通風由于有風壓作用，從間層內帶走一部分熱量，減少傳入室內的熱量，有利于白天隔熱和夜間散熱。及時散熱，防止室內熱量過高，需設計足夠的熱量進出口結構安裝于建筑墻體表面。設計人員要現(xiàn)場考察自然通風系統(tǒng)，選擇合適的通風方案。另外，散熱也可采用蓄水屋頂，利用水的蒸發(fā)，消耗屋面上的太陽輻射熱，例如有浮蓋蓄水屋頂、淋水屋頂?shù)取?/p>

3 基于自然風的建筑防寒設計

冬季防寒是生態(tài)建筑設計面臨的另一大問題。利用自然風進行防寒設計，主要是結合建筑保溫等相關措施。當前，生態(tài)設計建筑保溫是指為防止冬季室內過冷，減少室內熱量損失，在設計中采取的綜合性措施。自然風的建筑防寒設計要充分利用可再生能源，合理進行建筑規(guī)劃設計，提高圍護結構的保溫性能，防止冷風的不利影響，使房間具有良好的熱特性和合理的供熱系統(tǒng)。

1）抗寒。設計人員要根據建筑所處區(qū)域的氣候條件，對建筑設計相應的冬季抗寒措施。抗寒設計關鍵在于保證充足的日照時間，避免室內遭受寒風的侵襲，控制建筑寒風的進出狀況。可利用防寒材料進一步優(yōu)化室內保溫效果，由自然通風口自行調節(jié)內外溫差。

2）圍護。選擇有效的外圍護結構的保溫措施，對室內形成良好的抗寒保護層，這也是降低寒風帶來影響的一種方式。當前，生態(tài)建筑提倡新型保溫系統(tǒng)的綜合應用,選擇高分子外墻材料做保護處理，增加自然通風與室內抗寒之間的關聯(lián)性。比如，在建筑外墻表面設計一層圍護設施，利用吸熱材料及時聚集自然熱量,配合通風系統(tǒng)改善室內熱量環(huán)境。

3）材料。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑材料工程研究取得了顯著成就，多種新型保溫材料在項目建設中得到廣泛應用，這些都為生態(tài)建筑設計提供了條件。目前，建筑保溫材料包括氣凝膠氈、外墻保溫網格布、維耐隔熱毯、絕熱泡沫玻璃、聚氨酯等，這些材料不僅便于自然通風的系統(tǒng)運行，而且對建筑物室內抗寒起到顯著的作用。

4 結論

新時期建筑行業(yè)科技取得了優(yōu)異的發(fā)展成就，生態(tài)建筑思想在項目規(guī)劃中得到充分體現(xiàn)，為新型建筑改造活動提供了先進的指導。為了改變傳統(tǒng)建筑設施存在的能耗問題，設計師必須詳細地規(guī)劃與分析，為建筑物構造出實用的自然通風系統(tǒng)，借助自然風壓大小實現(xiàn)自然通風效果，這將是未來建筑物設計的先進模式。

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