基于自然通風目標的建筑設計策略與方法

李婧

山東華科規劃建筑設計有限公司 山東 聊城 252000

正文：

1、前言：

在現代建筑設計中，空調常常充當著增強通風效果的作用，然而空調只能緩和室內溫度，卻無法改善室內空氣質量，長此以往，室內環境會越來越差。與空調等設備的通風方式相比，自然通風能夠實現室內與室外空氣的快速交換，室內空氣品質大大提高，并且可以保持室內溫度和濕度均衡。所以在建筑設計中應用自然通風技術，具有非常重要的現實意義。

2、設計策略

自然通風的原理主要為風壓和熱壓。由于我國大部分地區的氣候環境為夏季炎熱，冬季寒冷，因此在建筑設計中自然通風應做到風壓和熱壓相結合。具體的設計策略如下：

2.1、建筑群的布局

通常，建筑群的布局設計應盡量使每棟建筑均有良好的通風效果，因此須首要考慮建筑群的布局設計。建筑群的布局分為平面布局和立面布局。建筑群的平面布局主要分為三類：行列式、周邊式和錯落式。在進行建筑群的平面布局規劃時，應考慮合理設計路網，通過充分在建筑群內利用自然通風，優化風環境，實現良好、節能的自然環境。在建筑群中，建筑前排的風影區會影響建筑后排的通風效果，當風吹向平行排列的多排建筑時，會增大風影區，影響自然通風效果，因此，在設計中要避免采用建筑物長軸與夏季主導風向垂直的布局。而建筑群的立面布局需要保證建筑物高低錯落有序排列。

2.2、建筑物的朝向與間距

建筑物的朝向由其所處的地形和當地夏季風的主導方向這兩個因素決定，因此在設計建筑物朝向時，應通過分析當地的氣候條件與地形條件，確保風向投射角足夠大，并使得后排建筑同樣具有良好的通風效果。

建筑物的日照間距增加時，由于風壓的增強，可以使后排建筑物得到優良的通風效果。因此，建筑物的間距在設計過程中也應考慮充分以及進行合理設計。

2.3、建筑物的開口

建筑物的開口設計的不同會影響自然通風的效果。因此，在建筑設計過程中，應將風向與進出口方向設計為不同的方向，以確保氣流循環更充分進行；并且應合理地設計開口尺寸以及適當降低進風口，保證氣流能夠容易進入室內。

2.4、新技術手段的結合

為了獲得更好的自然通風效果，應考慮將傳統技術與新技術結合的策略。比如使用雙層玻璃幕墻，這種幕墻在兩層玻璃幕間留有通風換氣層，無論在冬季還是夏季，利用換氣層上下兩端的百葉調節進風量，保證室內溫度；還有可以應用太陽能來增強自然通風效果。

3、設計方法

基于以上的建筑設計策略，為了獲得更好的自然通風效果，還必須有有科學的設計方法，為之后自然通風在建筑設計中的應用提供借鑒

3.1、氣候材料的收集與分析

在建筑設計中，應充分考慮到氣候因素的影響。不同地區可能存在著不同的日照條件，不同的溫度和濕度以及不同的風環境條件，這些因素都會影響到之后的自然通風效果。因此在進行建筑設計前，要對當前地區氣候情況進行詳細的調查，全面了解氣候特征，如氣溫、濕度、風速、降雨量等等，盡可能的了解該地區氣候的變化情況。這樣才會使設計過程有理有據。

3.2、確定合適的通風策略

在確定合適的自然通風策略前，需要考慮不同的建筑空間形態對自然通風效果產生的不同影響。通常，建筑物進深小的部分風壓實現自然通風，而進深大的部分利用熱壓實現。而且，對于高層建筑、多建筑群等不同的建筑布局，其空間形態與自然通風有著不同的作用關系，因此只有在分析多種建筑物的空間形態結束后，才能制定合適的通風措施。

自然通風的主要方式是利用熱壓和風壓，在不同的地區，由于不同地理環境和氣候因素的影響，這兩種方式的使用效果有很大不同。因此確定具體的自然通風方式至關重要。選擇單一通風方式或者兩者相結合均要考慮實際情況。如果建筑物的重心在于氣密性，應選擇熱壓通風；若側重于除濕的效果，應選擇風壓通風來保證利用氣流起到散熱作用。

3.3、制定模式語言

在選擇適宜的自然通風策略后，應通過制定模式語言和計算機模擬來模擬和評估該策略的實用性與可行性。首先應該從氣候因子到建筑設計因子之間的轉譯過程入手，具體包括建筑室內外布局、空間特征、場地等內容，最終將分析結果在模式語言中表現出來。之后運用基于計算流體力學的數值模擬方法進行評估，分析設計方案的優點與缺點，并通過數值的調整來達到最佳效果。一般計算機模擬過程分為數學模型的建立、設置邊界條件、對計算網格進行劃分、方程計算的建立和對結果的處理這五個部分。

3.4、基于氣候適應性的策略制定

建筑設計要求因地制宜，要適應當地的氣候條件，并且還需要達到環保和節能的要求。基于自然通風目標的建筑設計受氣流運動的影響。在設計過程中應該以保證良好的自然通風效果為核心，結合當地的氣候因素，融合考慮建筑物的采光量、光照時間等因素，在達到通風效果的要求下，更好地滿足人們居住和工作的要求。

4、結束語

自然通風具有改善空氣質量，節約能源消耗和環保等優點，因此已經成為以后建筑設計的熱門。設計師在進行建筑設計時，應充分考慮自然通風技術的優勢，將其與新技術相結合，運用科學的設計策略與方法，提高自然通風的效果，設計出更加適應時代要求的建筑物。