淺析現代建筑屋頂與建筑物自然通風設計

陳冠州

摘 要：現代社會人們對于房屋居住的安全性和健康性考慮的越來越多，朝陽、自然通風等各種條件已經成為人們買房時著重考慮的因素。而人們對于居住環境的新要求則是對我們房建工作者提出的新要求。所以說作為房建工作者我們應該在此方面加強自己的職業修養和專業水平，來設計更多舒服宜居的家園。文章結合了影響自然通風的一些基本因素和原理，并且結合了國外的部分建筑作為例子來分析屋頂的設計對于通風的影響，并盡可能的支出如何對屋頂進行設計和改裝才會最大規模的達到節省成本但又能很好的引起自然通風的情境，力求做到讓居住者滿意，為更多的社會普通大眾創造更為完善且價格低廉的自然通風環境。

關鍵詞：現代建筑；建筑；屋頂；自然通風；原理

中圖分類號：TU244.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）5-0161-02

1 自然通風目的及相關概述

通常情況下，我們可以將建筑通風的目的分為兩個方面，一是建筑通風的設計主要考慮的人的主觀因素。即居住者可以通過全新的建筑手法的設計，讓人在房子里就會感受到建筑物的自然通風，給人以舒適宜居的環境體驗；二是通過全新的科學設計使得居住環境有隨著季節變化而改變的自然效果，通常意義上就是指讓人在夏季可以感受到自然通風帶來的涼爽快感，在冬季通過自然通風又使人覺得室內不會感到潮濕，我國地域國土面積遼闊，南北跨度較大，尤其是南方地區到了冬季又不會供暖，但是南方地區冬季又顯得極為潮濕，所以說這一點對于南方建筑是極為重要的。

通常情況下，當這兩個目的提出來的時候，人們自然而然的就會想到空調技術的應用，很多人會認為現在空調技術已經非常成熟，并且趨于更加科技智能化的方向發展，人們完全可以利用空調技術在一個相對封閉甚至完全封閉的環境中制造出一個相對宜人的環境或是區別于自然界的小氣候，但是空調技術在現在建筑中的運用并不是百利而無一害的，現在我們可以肯定的是空調技術在現代建筑物中的運用所帶來的自然危害和負面效應已經引起了業內和業外所有人士的共鳴。許多業內專家及非盈利機構的環境保護者已經開始一起研究相關的應對措施。有一點我們可以肯定的是，用科學的設計來使得建筑物可以實現良好的通風，力求達到冬暖夏涼的目的，從而減少對空調的依賴和使用時目前業界所有專家和學者的共鳴。建筑物實現自然通風雖然不能說是減少空調使用帶來負面影響的唯一措施，但是科學的建筑所達到的自然通風可以使得大氣環境在一定程度上得以改善。這是因為建筑物如若能夠實現自然通風，在很大程度上會降低人們對于空調的使用率，從而降低家庭用電的消耗量，進而便會節約發電的各類資源，如水利、煤炭等。這樣就減少了大氣中二氧化碳的排放量，從而緩解了“溫室效應”的加速。同時，從對人體自身的健康來考慮，減少對空調的使用和依賴可以大大降低現在所謂的“空調病”的發生。另一方面，由于時常的通風換氣，也在很大程度上改善了室內的空氣環境，降低了各種呼吸道疾病的發生概率。

通過以上的介紹，我們可以很清楚的知道自然通風的作用與意義，那么如何實現自然通風就顯得尤為重要、也更值得我們去研究。我們清楚任何事情都不會是無本之源，所以要在建筑中實現自然通風我們就必須明白自然通風的原理和我們在設計中達到自然通風所應該采取的一些模式。接下來，我們來簡單的談談自然通風的基本物理原理與實現自然通風的理論模式。

2 自然通風的物理原理和實現模式

從物理學動力方面來研究解釋的話，建筑物自然通風的來源主要有兩個方式，即：完全自然通風和利用機械進行輔助的人文通風。接下里我們先來解釋完全自然通風的形成原因，完全自然通風主要涉及到兩個物理學概念，即“壓力差”。說的詳細一點，就是說風速流動形成“壓力差”和建筑物表面凹進去的位置以及墻壁溫度不同造成的室內外“溫差”，從而引發了室內外空氣的流動。從物理學熱力學方面的知識來解釋，建筑物內部的室內溫度的變化特點是沿著室內的空間高度逐漸上升，室溫與空間高度成正比，即空間高度越高，同層次高度的室溫就越高。熱力學的這一特性是各類建筑物因為層高不同而溫差不同的主要原因之一，在認清楚這一點之后，現在我們的房屋設計師經常研究學習和利用這一點來開發建筑物自然通風的能力和自身的潛能。除此之外，隨著科技日新月異的進步發展，如果建筑物中由于受到部分主客觀因素的制約而無法百分之百通過認為設計而實現自然通風的話，通常我們會想到利用機械輔助的方法與人工設計相結合來實現良好的通風性。可能大家對機械輔助自然通風這個概念并不是很清楚，其實機械輔助自然通風就是利用上文中我們提到的室內外的溫差所帶來的熱氣壓與人為設置的相關機械動力相互結合而形成的室內外空氣流動，人為設置的機械輔助自然通風是利用室內外溫度不同所造成的溫差帶來的熱壓和相關機械動力相互結合而形成的室內外空氣的對流，進而產生機械輔助自然通風。我們將機械輔助自然通風和完全的自然通風進行相互對比可以看出，前者機械輔助自然通風雖然利用了一定的機械，這就注定它在某種意義上必然要浪費一定的能源，但是通過人為的設置是氣流得以從新組織，產生了更為強勁有利的氣流，并且可以使得部分氣流得以強制性的改變，這就使得它會比自然通風有更好的效果。但不管何種形式的通風，都離不開屋頂這一重要的環節。在兩種通風方式中，屋頂都扮演著重要角色，尤其是溫差的形成和氣流的組織都有著至關重要的作用。

3 屋頂在完全自然通風和機械輔助自然通風中所起

的作用

首先，我們來談屋頂結構在自然通風中所產生的作用。現在我們假設所有的室內存在，即建筑物自上而下的整體縱向處于空間的一個“豎井”結構中時，結合上文我們提到的隨著空間高度上升溫度越低的溫差理論，就可以使得建筑物內部上下兩端溫差加速運動來帶動氣流的加速運動。從而達到整個室內通風的效果，其實用簡單的物理學術語概括就是“溫差產生熱壓，熱壓帶動氣流，氣流引發通風”。我們業界在學術上定義的“中庭”其實就可以扮演“豎井”這個角色，一般情況下，中庭所占的整個建筑物的比例以不到1/3或者正好1/3為宜。作為中庭，它同樣肩負了兩項重要的職能。即它們可以直對陽光，讓陽光直接照射進來，從而使得其內部氣溫上升產生上下溫差，帶動氣流的運動。另外一點重要的職能就是它們的操作具有一定的智能化，可以全部開啟或者部分開始，在我們室內需要利用其來達到通風的效果時它能很快的找到通風口，提高了工作效率。接下來，我們來看看屋頂在機械輔助自然通風中所扮演的橘色和產生的作用。上文中已經提到我國南北差異大，所以說在我國很多地區，由于南北緯度跨越大，所以對不同地區的建筑物來說，其通風情況往往會受到自然條件的制約，這就需要人為的加以干涉。所以說，此時不管是建筑的屋頂或是建筑的其他部分都必須嚴格的花費心思去設計，以適應當地氣候的考驗。

4 結 語

綜上所述，隨著經濟的快速發展人們的物質生活水平越來越高，伴隨著物質生活水平的提高，人們對于住宅健康舒適性也變得尤為挑剔。這對我們房建從業人員來說既是機遇又是挑戰，一方面我們應該主動接觸一些新的觀念，學習新的知識，對社會的進步發展有自己新的認知，從而更好的為自己的專業服務；另一方面也應該在學習的基礎上盡可能的多走走多看看，把自己的所學與現有的前人實踐經驗相互對比和借鑒，從而發現自己的不足，為自己做出更好的設計提供切實可行的理論依據和現實參照。同時，在以后的學習工作中更要樹立端正的從業觀，以道德的標尺衡量自己，力求為社會留下自己最完美的房建設計。

參考文獻：

[1] 劉麗娜.建筑的自然通風設計淺析[J].城市建設理論研究，2011，（4）.