基于自然通風(fēng)在現(xiàn)代住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析

張丹妮

(大連城建設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 大連 116007）

1 自然通風(fēng)的原理

1.1 風(fēng)壓自然通風(fēng)原理

在建筑工程自然通風(fēng)設(shè)計(jì)中，穿堂風(fēng)設(shè)計(jì)形式較為常見，穿堂風(fēng)是由于垂直于建筑物的風(fēng)吹進(jìn)建筑物內(nèi)所產(chǎn)生的，在此過(guò)程中，建筑物正面會(huì)受到較高的壓力，而沒有被風(fēng)吹的一面所受壓力比較小，在這種情況下，建筑物的前后形成一個(gè)壓力的差值，從而產(chǎn)生較大的風(fēng)。通過(guò)穿堂風(fēng)作用，能夠?qū)⑹彝獾臏囟容^低的風(fēng)帶進(jìn)室內(nèi)，降低室內(nèi)的溫度，提升建筑工程舒適度。

1.2 熱壓自然通風(fēng)原理

建筑室內(nèi)和室外空氣溫度存在差距，容易導(dǎo)致空氣形成密度差，密度差造成壓差使得熱氣向上冷氣向下，促進(jìn)空氣流動(dòng)，建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，加大進(jìn)氣口、排氣口落差，可有效改善室內(nèi)通風(fēng)效果，集合建筑削面設(shè)計(jì)組織室內(nèi)通風(fēng)，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。在熱壓作用下的室內(nèi)自然通風(fēng)被稱為“煙囪效應(yīng)”，由此可見建筑室內(nèi)外溫差越大、進(jìn)出風(fēng)口間的高差越大，形成的熱壓越大，因此對(duì)于存在高溫的建筑，采用熱壓作用進(jìn)行通風(fēng)是非常有效的措施，既能降低能源消耗還能獲得較大的換氣量。

1.3 風(fēng)壓與熱壓綜合作用

在有些建筑工程設(shè)計(jì)中，為了提升自然通風(fēng)效果，會(huì)綜合利用上述兩種通風(fēng)方式，這種通風(fēng)形式主要是針對(duì)，有風(fēng)壓無(wú)熱壓；有熱壓無(wú)風(fēng)壓的地方。由此可見，如果沒有風(fēng)壓，則可以利用熱壓進(jìn)行通風(fēng)；如果沒有熱壓，則可以利用風(fēng)壓進(jìn)行通風(fēng)。現(xiàn)如今，在很多建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，都采用風(fēng)壓與熱壓綜合作用的設(shè)計(jì)形式，這樣達(dá)到的自然通風(fēng)效果比較顯著。

1.4 機(jī)械輔助進(jìn)行的自然通風(fēng)

大型建筑中通風(fēng)路徑較長(zhǎng)，風(fēng)力流動(dòng)阻力較大，只依靠單純的風(fēng)壓或熱壓不能實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，而且若建筑周邊環(huán)境較差，直接進(jìn)行自然通風(fēng)會(huì)將室外污染物和噪聲帶入室內(nèi)，不利于人體健康，這種情況下多采用機(jī)械輔助通風(fēng)。

2 自然通風(fēng)在現(xiàn)代住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 建筑群布局

現(xiàn)代住宅建筑多以住宅小區(qū)形式展現(xiàn)，其中混有高層與多層住宅建造形式，其布局及群體組合是否合理直接關(guān)系小區(qū)住宅建筑室外風(fēng)環(huán)境質(zhì)量，在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中要充分結(jié)合實(shí)際，對(duì)建筑單體面寬、高度、間距等進(jìn)行合理分析，以適當(dāng)?shù)牟季趾腕w量獲得最佳自然通風(fēng)效果；其次，對(duì)建筑周邊環(huán)境進(jìn)行分析，確定周邊地勢(shì)情況、地表障礙物情況，針對(duì)環(huán)境分析結(jié)果要充分利用，通過(guò)豎向設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)、單體設(shè)計(jì)、減弱不利因素，改善自然通風(fēng)條件。

2.2 建筑平面通風(fēng)設(shè)計(jì)

在建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用自然通風(fēng)設(shè)計(jì)形式，能夠有效改善建筑工程內(nèi)部小氣候環(huán)境，從而提高建筑工程的居住舒適度，在建筑工程庭院設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該廣泛應(yīng)用自然通風(fēng)設(shè)計(jì)形式。現(xiàn)如今，庭院已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于建筑工程設(shè)計(jì)中，其不僅能夠有效改善建筑工程采光效果，而且還能夠提升建筑工程自然通風(fēng)效果。中庭也是建筑工程的常見設(shè)計(jì)形式，陽(yáng)光、水源、植物等自然要素都被引進(jìn)中庭，成為人們喜愛的公共活動(dòng)場(chǎng)所。

庭院擁有上下溫差導(dǎo)致的“煙囪效應(yīng)”，因此被人們應(yīng)用于改進(jìn)室內(nèi)通風(fēng)條件方面，其不僅能夠調(diào)節(jié)建筑工程室內(nèi)小氣候，而且還能夠減少建筑工程機(jī)械能耗，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境生態(tài)環(huán)境平衡的效果。

2.3 通過(guò)建筑剖面進(jìn)行通風(fēng)

隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)出現(xiàn)底層架空。諸多建筑出現(xiàn)將底層架空。被架的空部分用來(lái)進(jìn)行綠化，作園林景觀，這樣不僅使人們擁有了更多的公共活動(dòng)場(chǎng)所，并且使氣流直接從底層流入建筑中部，增強(qiáng)建筑的自然通風(fēng)。在近年的高層建筑中普遍應(yīng)用的一種手法就是建造空中花園，工程師在每隔幾層就設(shè)計(jì)一部分對(duì)外開放的陽(yáng)臺(tái)，并對(duì)其進(jìn)行綠化景觀設(shè)計(jì)，就像空中的花園，將氣流利用走廊流進(jìn)建筑內(nèi)部，改良室內(nèi)通風(fēng)。對(duì)頂層來(lái)說(shuō)，因?yàn)槲蓓敹嗍鞘褂没炷翗?gòu)造，熱惰性極大。混凝土由于白天吸收熱量、夜晚散發(fā)熱量，給房間帶來(lái)嚴(yán)重的不符熱舒適性。

2.4 室內(nèi)空間布置

對(duì)住宅套型平面風(fēng)路盡量讓進(jìn)出風(fēng)口對(duì)位，減少氣流迂回路程、阻力，并且廚衛(wèi)作為熱、濕源，要直接排走濕熱空氣，防止倒流，其通風(fēng)路徑應(yīng)與室內(nèi)其他空間分離，避免在進(jìn)風(fēng)口窗戶側(cè)墻上設(shè)計(jì)開口，同時(shí)套型平面風(fēng)路設(shè)計(jì)應(yīng)避免出現(xiàn)銳角的轉(zhuǎn)折，盡可能多利用天井、過(guò)廳、樓梯間等空間為室內(nèi)形成對(duì)流創(chuàng)造條件，組織自然通風(fēng)。

2.5 窗戶的設(shè)計(jì)

建筑物的自然通風(fēng)受窗戶與風(fēng)向之間的位置關(guān)系影響最為直接，要注意窗戶的方位，注意提升通風(fēng)效果，水平方向上的窗戶，要注意加大進(jìn)、出口間距增加洞口間的風(fēng)壓差，在室內(nèi)形成紊流，避免室內(nèi)形成通風(fēng)死角，窗的大小應(yīng)該滿足通風(fēng)、日照、視野等需要，對(duì)于窗戶選型及開啟方式要根據(jù)室內(nèi)通風(fēng)需求選擇合理方式。

2.6 建筑頂部的通風(fēng)

建筑頂部一方面可以利用天窗、煙囪、風(fēng)斗等構(gòu)造提供氣流進(jìn)出口，同時(shí)還能形成獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的空氣間層，利用熱壓作用使氣流在空氣間層中流動(dòng)，提高或降低頂部?jī)?nèi)表面溫度，從而對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行影響，同時(shí)住宅建筑頂部形狀會(huì)影響室外風(fēng)壓，對(duì)自然通風(fēng)效果造成影響，設(shè)計(jì)過(guò)程中可采用翼形屋頂形成高壓區(qū)和低壓區(qū)來(lái)保障通風(fēng)效果。

總之，自然通風(fēng)是一種極為被動(dòng)的通風(fēng)降溫方式，其通過(guò)合理設(shè)計(jì)，可改善室內(nèi)及住宅區(qū)內(nèi)的熱環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)了建筑節(jié)能、降耗及改善空氣質(zhì)量等目的。