建筑通風設計問題探析

姜明松

（山東省東營市墾利區興隆街道辦事處，山東 東營 257500）

1 引言

建筑通風設計與周圍環境因素有緊密聯系。隨著城市建設步伐的加快，建筑設計也在不斷創新。為了營造更舒適的室內環境，將建筑通風方面的設計影響因素屏蔽，以空調的方式去調整室內溫度雖然能夠短時間內解決室內通風與溫度問題，但卻增加了建筑成本與環境壓力，消耗了更多的能源。綠色建筑發展在持續深入，尤其是低碳概念下，傳統通風設計理念已經不能滿足現代化建筑通風設計的要求。在這種情況下，就需要及時對通風設計理念進行創新，對通風技術重新審視，并越來越重視自然通風方面的研究。基于此，應加大對建筑通風設計問題的研究力度，對通風設計有更多的了解，及時創新通風設計模式，取得更理想的通風設計效果。

2 淺析建筑通風設計規范與標準

對建筑通風設計問題進行研究，需提前詳細掌握設計規范與標準。當下建筑行業發展中，關于通風設計方面的要求集中體現在GB 50019—2015《工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范》中。針對通風設計，主要劃分為兩種類型：自然通風和機械通風。不同的通風設計類型在很多方面會存在差異，尤其是設備、通風規劃方面。建筑結構室內通風設計中，必須嚴格按照GB/T 50378—2019《綠色建筑評價標準》的要求，對風速科學控制，規定在不影響人們正常的室內活動的基礎上，將風速控制在5 m/s 以內。當然，通風設計還要考慮建筑區域的空氣情況，及時對周圍空氣展開評價[1]。近年來，雖然通風設計理念得到逐漸創新，并且將環保意識也逐漸融入其中。但是，對于具體的設計標準，還沒有形成真正的統一，限制了通風設計的創新性發展，同時也增加了通風設計的難度。這方面還需要及時總結經驗進一步完善[2]。

3 建筑通風設計存在的問題

3.1 氣候調查與分析不到位

建筑通風設計中存在的問題中，氣候調查與分析不到位是常見問題之一。我國地域遼闊，不同地區的季節性特點存在明顯差異。但是，通過對建筑行業的調查發現，建筑工程通風設計方面常按照統一的標準展開，導致出現通風設計與實際建筑不符的情況。以南北地區的季節性變化為例進行說明，南方地區季節性變化沒有北方地區季節性變化明顯，若以相同的標準展開設計，會導致建筑能耗增加，浪費自然資源[3]。雖然建筑設計中越來越重視通風設計，但是在通風設計過程中，設計人員并沒有深入建筑工程項目現場，對氣候與其他因素的調查研究不到位，尤其是氣候特征方面，以單一的通風設計標準去設計，必然會影響通風設計的效果，不利于建筑通風設計問題的解決[4]。

3.2 通風負荷計算精準性存在偏差

建筑通風設計中，通風負荷計算方面也存在問題。設計過程中，設計人員應結合建筑項目的具體資料以及勘察情況，分析不同因素對通風設計的影響程度，并展開負荷計算[5]。受到建筑結構的影響，通風負荷計算與普通的采暖負荷計算存在一定的差別。通風負荷計算必須以GB 50019—2015《工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范》為標準，但是因為計算中需要考慮到氣候變化、溫度等因素，還需要靈活調整計算方式，防止計算結果出現較大的偏差[6]。另外，還需要對通風負荷計算方法進一步研究，提高通風負荷計算的精準性。

3.3 隱藏的不確定因素過多

建筑通風設計中，不確定因素比較多也是必須解決的問題。尤其是其中的通風量，當前還沒有系統、明確的計算規定，設計過程中，常根據經驗進行計算評估。在這種情況下，加大了通風設計的難度，不利于保證通風設計的合理性[7]。另外，若通風設計期間通風量計算不精確，甚至計算結果過大，必然會增加建筑通風系統的能耗；若通風設計中忽略通風量計算，就不能保證建筑室內空氣流通率，通風質量必然會受到影響。因此，設計人員應重視通風量的準確計算，及時排除不確定因素。在設計過程中，可以根據室內結構規劃將通風量計算劃分為2 方面：降溫除濕和衛生通風，從而降低建筑通風設計中通風量計算的難度，并且進一步完善通風設計方案[8]。

4 建筑通風設計問題解決的有效措施

通過對建筑通風設計進行研究，并對其中存在的問題進行剖析可知，要解決建筑通風設計中的問題，優化設計方案，設計人員應以嚴謹的工作態度正面應對通風設計中的難題，積極在探索中總結解決措施，進一步完善建筑通風系統，實現建筑通風的節能減排。

4.1 科學、充分利用自然風

傳統的建筑通風設計中，為了滿足室內舒適度的要求，常采取機械通風的方式。但是機械通風不僅會增加通風成本，增加能耗，還會對環境造成影響。自然風既可以調節室內溫度，又能夠協助建筑工程做到節能減排。為了實現綠色設計，通風設計應將重點轉向對自然風的充分利用。對于自然風的應用，需要從兩方面著手。

4.1.1 風壓

建筑通風設計中，風壓是實現自然通風的主要動力。風壓由于空氣流動而形成，因為空氣在流動過程中被阻擋，繼而產成靜壓。建筑工程項目若處于外部通風條件比較理想的位置，根據對周圍環境條件與氣候變化等調查，可在通風設計中充分利用自然環境形成的風壓，實現建筑的有效通風。圖1 為風壓作用下的自然通風模擬圖。

圖1 風壓作用下的自然通風模擬圖

以某建筑物為例，風吹向建筑物的過程中，建筑結構自然會對風產生阻擋作用，這個過程中，靜壓會隨著阻擋作用的影響而升高，在建筑的側面和背風面形成局部渦流，如此可以降低靜壓，使建筑結構的迎風面與背風面由于受到靜壓作用而出現壓力差，在建筑結構內部由于受到壓力差的影響使空氣迅速流動，從而實現理想的室內外的空氣交換。

根據風壓這一原理，在普通房屋建筑項目通風設計中，為增強通風效果，可以盡可能增加穿堂風空間，同時，注意迎面風與建筑結構的夾角應大于或等于45°，并且可以通過對建筑群平面的合理布置調整區域風壓，優化室內通風效果，不僅使舒適度達到標準，而且也降低了空調等通風設備的使用率，降低能耗，實現綠色設計。

4.1.2 熱壓

自然通風設計中，熱壓也是空氣流動的重要動力。結合建筑工程結構特點以及對通風設計的要求，科學利用熱壓也可以達到自然通風的目的。自然通風中熱壓的利用主要以“煙囪效應”為主。因為建筑物內部與外部空間空間空氣的成分及含量有所不同，所以，空氣密度也存在明顯差異，加上建筑室內外溫度差異的影響，室內空氣會迅速上升，以排風口為通道及時排出，以此來達到更新室內空氣的目的。圖2 為熱壓作用下的自然通風模擬圖。

圖2 熱壓作用下的自然通風模擬圖

建筑通風設計期間，為了充分發揮熱壓在自然通風中的作用，需要對排風口進行科學的設計，確保室內空氣能夠及時排除，室外空氣順利進入，完成空氣置換，取得理想的自然通風效果，并且保證室內空氣環境的舒適性。

4.2 科學規劃建筑結構布局

建筑通風設計問題的解決，還需要從建筑結構方面進行科學規劃，尤其是建筑物朝向與建筑物間距方面。

4.2.1 建筑物朝向的合理規劃設計

建筑物朝向決定著通風情況與日照時間等，這些都是通風設計的關鍵因素。建筑物朝向的確定需參考日照角度變化，還要計算日照量，調查當地環境變化的相關資料，尤其是季節性變化中的主導風向，在此基礎上整理出空氣溫度與風速等參數。

每個地區的自然條件都具有獨特性，自然條件也會存在很大的差別。因此，建筑結構設計過程中，特別是通風設計，必須對自然條件進行綜合考慮，以此來得到理想的通風設計方案。我國南方地區主導方向以南風為主，基于這一特點，建筑結構設計中，建筑結構朝南設計可以最大限度地利用自然通風，降低空調使用率，節約通風能耗。

4.2.2 科學控制建筑物的間距

建筑通風設計中，還必須考慮建筑群的間距，合理確定建筑間距，這樣不僅可以對空間布局進行優化，得到理想的設計效果，同時也能夠完善通風設計，解決通風設計中的問題，提高通風效率。建筑工程設計中，經常會遇到建筑物日照量不夠的情況，出現這方面的主要原因就是間距設計不合理，后排建筑物被前排建筑物擋住，陽光無法照射進來，同時限制了建筑物的通風。面對這種情況，首要任務就是對建筑物的間距進行科學設計，結合日照、風向等因素，將間距加大，滿足后排建筑物的日照需求，如此也為通風設計提供便利。

4.3 減小通風負荷計算誤差

通風設計中，為了有效控制通風負荷計算中的誤差，要對室內設備的散熱情況詳細掌握，還要分析照明設備的散熱情況，并計算人體散熱。以相關參數創建計算模型，繼而展開通風負荷計算，將負荷值控制在規定范圍內。

4.4 準確計算通風設計的通風量

通風量計算中，由于存在很多不確定因素，所以，計算過程存在較大的難度。為了方便計算，分為衛生通風量與降溫除濕通風量兩個方面進行計算。

4.4.1 衛生通風量

根據空調以及采暖通風量等標準以及計算模式進行。

4.4.2 降溫除濕通風量

在降溫除濕通風量的實際計算中，涉及的內容比較多，并且分為余熱、余濕2 個方面。還要考慮到建筑結構內部的其他結構間的空氣流通量，準確計算通風量。

得到精確的通風量數值后，可以及時調整通風設計方案，保證建筑空間通風設計科學合理。

5 結語

綜上所述，建筑通風設計關系著建筑使用的舒適性與建筑質量，但是在實際設計中存在一些問題，因此，相關設計人員必須對通風設計進行深入研究，針對性地總結行之有效的解決措施，提高建筑通風設計水平，減少建筑使用期間的能耗，實現建筑的綠色節能設計。