淺論綠色建筑自然通風(fēng)的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

姜久強(qiáng)

【摘要】目前，綠色理念已經(jīng)成為流行詞匯，備受行業(yè)關(guān)注，各行業(yè)都必須要貫徹落實(shí)綠色理念，才能實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)。對于建筑行業(yè)而言，更要注重綠色設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用，特別是運(yùn)用綠色設(shè)計(jì)技術(shù)提高建筑行業(yè)整體節(jié)能效果，為我國綠色建筑設(shè)計(jì)做出貢獻(xiàn)。基于此，文章將圍繞綠色建筑自然通風(fēng)的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行詳細(xì)分析，希望能夠給相關(guān)人士提供重要的參考。

【關(guān)鍵詞】綠色建筑；自然通風(fēng)；外圍結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

自然通風(fēng)，長久以來就被作為一種必不可少的建筑技術(shù)。空調(diào)技術(shù)的發(fā)展雖然在一定程度上削弱了自然通風(fēng)在建筑設(shè)計(jì)中的重要地位，但隨著能源危機(jī)和溫室效應(yīng)的推進(jìn)，越來越多的建筑設(shè)計(jì)回歸到運(yùn)用自然通風(fēng)來營造舒適的室內(nèi)環(huán)境，降低建筑能耗。建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為建筑室內(nèi)外的分界點(diǎn)，對建筑室內(nèi)外通風(fēng)換氣起著重要的樞紐作用。

一、建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)綠色設(shè)計(jì)原則

（一）氣候性

環(huán)境與氣候都會影響建筑物，因此在建筑綠色設(shè)計(jì)中，要充分考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件，根據(jù)實(shí)際環(huán)境條件，設(shè)計(jì)合理規(guī)范化的施工方案，確保建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)與當(dāng)?shù)貧夂蚪y(tǒng)一。為當(dāng)?shù)鼐用駝?chuàng)造良好的居住與生活環(huán)境，同時降低建筑運(yùn)行成本。

（二）經(jīng)濟(jì)性

施工所在地經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展情況也會影響建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)者不能忽視這一重要影響因素。根據(jù)實(shí)際情況，靈活采用建筑技術(shù)，實(shí)事求是，深入發(fā)掘當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢與經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，進(jìn)行建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)綠色設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中，嚴(yán)禁使用不符合經(jīng)濟(jì)條件的成本技術(shù)，杜絕不切實(shí)際與主觀隨意的設(shè)計(jì)行為。

二、綠色建筑自然通風(fēng)的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略分析

（一）運(yùn)用風(fēng)力通風(fēng)方式的附加構(gòu)造措施，促進(jìn)自然通風(fēng)

當(dāng)建筑室外風(fēng)速較低，空氣壓力差不足以形成足夠的流速進(jìn)入室內(nèi)時，僅依靠建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)門窗洞口處的簡單附加構(gòu)造，無法有效改善建筑的自然通風(fēng)效果，還需要在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上增加可形成建筑內(nèi)部溫度梯度的輔助構(gòu)造措施，將空氣“吸入”建筑內(nèi)部以達(dá)到自然通風(fēng)的目的。利用建筑內(nèi)部壓力差的自然通風(fēng)，比較常用的附加構(gòu)造措施為拔風(fēng)井、通風(fēng)塔、中庭和可開啟的天窗等。例如：位于中緯度溫暖氣候區(qū)英國劍橋的愛奧尼克電信總部即為標(biāo)榜能源高效使用的綠色建筑，它通過應(yīng)用煙囪效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)舒適的自然通風(fēng)，允許使用可開式窗戶通風(fēng)，而不是能耗高、密閉的空調(diào)通風(fēng)技術(shù)，營造了更加宜人的室內(nèi)環(huán)境。在該建筑的頂部設(shè)立了6個風(fēng)塔，輔助中庭來完成通風(fēng)任務(wù)。機(jī)械裝置將空氣從室外經(jīng)由地板下部輸送進(jìn)室內(nèi)，輔以外部的開窗通風(fēng)，當(dāng)空氣在室內(nèi)加熱后通過風(fēng)塔排出室外，形成了良好的換氣手段，使室內(nèi)自然通風(fēng)的百分比達(dá)到了70%。

（二）建筑空間與外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的融合

外圍護(hù)結(jié)構(gòu)與空間融合的設(shè)計(jì)方式即為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)直接結(jié)合室內(nèi)庭院設(shè)計(jì)，在建筑入口大廳處形成類似于溫室的由外圍護(hù)結(jié)構(gòu)所包裹的大庭院。在此種結(jié)合方式中，空間的功能更加明確，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)更加整體。由于其結(jié)合方式較上一種更為封閉，可以起到一定的保溫效果，多用于中高緯度地區(qū)。例如：位于日本橫濱的東京燃?xì)庥邢薰究偛看髽牵耐鈱硬Ａ粔χ率且粋€大型的室內(nèi)庭院，占到了整個建筑進(jìn)深的將近一半的距離，辦公空間和中庭之間是開場的走廊，利用中庭內(nèi)上升的暖空氣產(chǎn)生的組群效應(yīng)來保持辦公室通風(fēng)。中庭把外面的空氣吸到底部，吸入的空氣從隔層樓板下方對中庭敞開的部分進(jìn)入辦公室，再由頂部排出。中庭玻璃由大而彎的薄木條支撐，這些玻璃組成固定的密封單元，玻璃外層覆蓋有一層低放射率的材料，降低了夏季的熱量，中庭內(nèi)的大面積種植花園也起到了降低建筑室內(nèi)底部空氣的溫度，增加壓力梯度差的作用。玻璃幕墻與其后大中庭的結(jié)合使得該建筑擁有了58%的室內(nèi)自然通風(fēng)百分比，達(dá)到了降低能耗、綠色環(huán)保的效果。

（三）外循環(huán)通風(fēng)

外循環(huán)通風(fēng)的雙層皮幕墻體系的建筑物多采用機(jī)械輔助送風(fēng)和開窗通風(fēng)相結(jié)合的方式，通過引入自然風(fēng)來營造適宜的室內(nèi)環(huán)境，降低建筑能耗。這種通風(fēng)方式多見于溫和氣候區(qū)及部分夏熱冬冷氣候區(qū)。一般構(gòu)造為外層的幕墻體系采用單層玻璃，主要考慮透光和形成風(fēng)道的外壁，在外層幕墻的上下部位設(shè)有進(jìn)出風(fēng)口，分為可自由開閉和始終打開兩種；內(nèi)層幕墻成為了室內(nèi)外環(huán)境真正的分界線，起到炎熱季節(jié)隔離外界熱量，寒冷季節(jié)減少室內(nèi)熱損失的作用，大多采用雙層玻璃的形式。內(nèi)外層幕墻間會形成較寬的風(fēng)道，多在1米左右。例如德國埃森RWE塔樓的雙層幕墻體系，塔樓為圓柱形，共30層，高163米。幕墻體系外面是單層強(qiáng)化玻璃，里面是隔熱的白玻璃，允許陽光被最大程度地吸收，同時又降低了樓體內(nèi)部的熱損失，兩層玻璃中間的空間寬50厘米，做微熱緩沖之用。中央部分在玻璃層之間裝置的“魚嘴”是一體化元件，與其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件一起形成了室內(nèi)外的空氣交換系統(tǒng)。換氣時每個單元的外層玻璃進(jìn)出風(fēng)口保持開啟，內(nèi)部空氣被加熱，形成了明顯的溫度梯度，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的熱壓通風(fēng)，內(nèi)層玻璃可以根據(jù)需要選擇性地開啟或者關(guān)閉。所有辦公室的窗戶都是可開閉的，室內(nèi)自然通風(fēng)率達(dá)到了70%。

三、結(jié)論

簡而言之，良好的自然通風(fēng)是營造舒適室內(nèi)環(huán)境、節(jié)約空調(diào)能耗的重要建筑設(shè)計(jì)策略。為此，文章圍繞綠色建筑自然通風(fēng)的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了詳細(xì)分析，希望能夠給相關(guān)人士提供重要的參考價值。