基于低耗能通風方式下的建筑形體空間設計優化探討

岳宏陽

（重鋼西昌礦業有限公司 四川省涼山州西昌市 615000）

現在許多建筑物過度依賴于空調系統進行室內通風，這不僅使建筑使用者容易患上呼吸系統疾病。而空調系統中的制冷劑會對地球大氣造成損害。另外，空調系統運行時會消耗大量能量。據住房和城鄉建設部建筑節能中心統計，中國建筑能耗總量逐年增加。建筑能耗最大的地方是采暖和空調，約占建筑總能耗的55%。

1 建筑通風耗能與建筑形體與空間密切相關

在考慮建筑物的通風情況時，建筑師應根據當地風玫瑰圖對土地和總平面設計進行分析，以便建筑物的布置和方向有利于自然通風。確定建筑平面的總平面和功能劃分后，以獲得更好的風量和風場分布。建筑師還必須考慮建筑的物理和空間設計是否可以組織室內通風：在飛機的設計過程中，建筑師必須分析通風過程中水平方向氣流的流動線，并優化維護結構和建筑物的內墻。在剖面設計中，建筑師應根據建筑物熱環境的相關知識，建筑門窗的高度，地板的形狀等分析建筑物內氣流熱壓力與風壓的相互作用。房間的深度和中庭空間。這些變化將改變建筑物內氣流的流動和速度。如果建筑物的內部結構能夠使空氣流暢地流過建筑物的內部空間以帶走室內熱量和臟空氣而沒有任何死角或氣流中斷，那么建筑設備在冷藏交換中的能源消耗新鮮空氣將大大減少。

2 在建筑空間中分析風壓與熱壓通風

2.1 風壓通風與建筑形體空間的關系

風壓是指氣流受阻時產生的靜壓。當風吹到建筑物表面時，氣流被建筑物表面阻擋，并且迎風面上的靜壓增加以產生正壓區。氣流然后繞過建筑物的側面和背面，在此區域產生負壓差。除了溫差和風力的影響外，風壓差與建筑物的空間形態有關。因此，合理設計建筑空間是有效組織空氣壓力通風的重要措施。

2.2 熱壓通風與建筑形體空間的關系

室內和室外空氣溫度差異導致熱壓。由于建筑物內部和外部的溫度差異，房間內外的空氣密度不同，建筑物外墻垂直方向存在壓力梯度。如果室內溫度高于室外，則建筑物上部的壓力較高，下部的壓力較低。此時，空氣通過下部通風口進入并從頂部排出。當室內溫度低于室外時，情況正好相反。熱風通風的效果取決于氣流路徑（即進風口與出風口之間的垂直距離與溫差的乘積），因此上述兩個因素的設計將直接影響熱效率-建筑師可以使用煙囪通風塔天井中庭等空腔形式，盡可能增加垂直風道的距離，為自然通風提供有利條件。部分使用玻璃幕墻，使用的太陽輻射加熱腔體空氣，使室內空氣溫差較大，更有利于熱壓通風效果的發揮。另外，氣流通道的橫截面形狀也會對熱壓產生影響：如果將空氣流道的橫截面設計為漏斗形，則根據熱力學第二定律，熱量從高溫傳遞到低溫，在冷杉那么漏斗空間內的熱傳導也符合從下部到上部的規律，即漏斗的作用會影響熱空氣的上升，并且會有效地增加熱量的上升和擴散的影響。

3 利用建筑剖面對自然通風的影響提出優化設計的策略

3.1 在建筑正壓風區與受曬區域設置腔體式維護結構

維護結構是建筑物中最大的表面區域，與外界直接接觸。因此，從室外自然環境獲取能量也是最容易的，如熱能和風能。建筑師可以在維護結構中采用空腔結構設計，將這些能量轉化為建筑物內的室內空氣流動，促進室內新風的流通。利用熱量促進通風的空腔結構通常設計在建筑物的陽光照射區域，以便它能夠提供足夠的熱量來加熱空腔中的空氣?？涨粌葹殡p層夾層結構，玻璃外壁可以穿過太陽，內壁采用蓄熱材料，內外壁之間有一定間隙，分別與外界和內部開口，內壁達到相當高溫，內外坩堝之間溫差較大，導致內外壁自然對流，與外界形成循環，促進室內自然通風。這種空腔通風技術的優點表現在其自我調節：在空腔中，可以設置百葉窗。太陽的輻射熱可以通過百葉窗的旋轉來控制，以調節通風空氣的量。

3.2 利用屋頂造型導流實現室內通風

現代建筑的形狀是多變的，屋頂的形狀往往與建筑物周圍氣流的變化密切相關。下層和多層建筑屋頂的風壓高于建筑物下部的風壓，并且在該高度區域內的空氣紊流較小。因此，屋頂可以利用形狀來引導風并形成風壓差。建筑物內部新鮮空氣的交換提供了動力。風對建筑物施加的力可以簡單地分解為水平阻力和垂直升力。風壓的使用通?；谑褂盟阶枇碓O計組織的通風。例如，當傾斜的屋頂上吹出空氣的正面時，角落會產生負壓以產生巨大的吸力，這將在騎行中起作用。

4 結語

綜上所述，目前低能耗的通風模式受到了國內外建筑師的關注，并已在許多已完成的項目中得到應用。它不僅讓人感受到舒適的建筑環境，而且也是生態建筑節能環保的重要設計策略。

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