对现代建筑设计中自然通风的探讨

对现代建筑设计中自然通风的探讨

南京地下工程建筑设计院有限公司佛山份公司528300

摘要:随着社会的进步,建筑业的发展,人们对建筑的实用性、经济性、节能性及舒适性等都提出了较高的要求。良好的通风可以把新鲜空气带入室内,带走进入室内的热量,还可以促进人体的汗液蒸发降温,使人感到舒适,而自然通风作为一种古老、节能的通风方法,属于生态建筑技术中不可或缺的一部分,不仅能够有效地改善室内空气质量,而且还是降低能耗的一项重要措施。

关键词:现代建筑;自然通风;设计要点

1.自然通风技术的原理

我们平时说建筑的自然通风,实际上是经过物体设置的门窗,此时会有空气随着门窗等进入室内,并且流通,就会形成气流。它会受到建筑物外表面的压力以及门窗开口的特点影响。压力分布是动力,而各开口的特点则决定了流动阻力。对自然通风来说,建筑中的空气运动主要有两个要素,风压以及室内外空气密度差。两者可以独立对空气产生作用,也可结合到一起产生作用。在具体的建筑里,很多时候都是上述两者融合到一起作用的,只不过两者有大有小而已。因为气候以及风向和建筑的状态等等都会影响到风压,上述两者的结合并非是单纯意义上的组合,所以,设计者要深入的分析其中的要素,确保两者能够呈现出互相补充的作用,确保自然通风效果合理、有效。

2.现代建筑中自然通风的优缺点分析

2.1自然通风存在的优点

2.1.1能够有效改善建筑物室内空气质量

在人们的潜意识里,建筑物内部如果使用空调那么就可以少设甚至不设开启窗户,认为密闭房间的清净程度往往较高,然而事实并非如此,空调只能控制室内空气的温度,对空气质量的改善发挥很小的作用,而且空调中的新风量新鲜程度远远不如室外自然风,再加上人体每天自身新陈代谢都会产生一定病菌,致使室内空气质量严重不佳。然而采用自然通风就能够凭借热压以及风压的作用有效地将室内污浊的空气排放到室外,同时将室外新鲜空气补充到室内,从而室内空气在满足含氧量要求的同时也符合人体卫生标准的要求。

2.1.2切实降低能源消耗

众所周知,空调和自然通风都能够达到冷却通风的功效,但是空调需要消耗大量的能源,而自然通风则不需要,据有关资料统计表明,自然通风能够降低能耗45%左右。

此外,在自然通风的条件下,更能增加了人们的舒适感。

2.2自然通风存在的缺点

2.2.1在炎热的夏季,室内外的空气都是非常闷热的,采用自然通风也是无法真正达到调节室温的作用。

2.2.2随着工业的快速发展以及汽车数量不断增多,加大了对环境的污染,无形中就降低了室外的空气质量,倘若采用自然通风就会将室外污染物带入到室内,不利于人体健康.

2.2.3当前很多大型建筑因进深较大从而就使得很多房间不能够开外窗,这样就严重限制了自然通风。

3.现代建筑设计中的自然通风分析

3.1建筑体型与建筑群的布局的设计

建筑群的布局对自然通风的影响效果很大。考虑单体建筑得热与防止太阳过度辐射的同时,应该尽量使建筑的法线与夏季主导风向一致;然而对于建筑群体,若风沿着法线吹向建筑,会在背风面形成很大的漩涡区,对后排建筑的通风不利。在建筑设计中要综合考虑这两方面的利弊,根据风向投射角(风向与房屋外墙面法线的夹角)对室内风速的影响来决定合理的建筑间距,同时也可以结合建筑群体布局的改变以达到缩小间距的目的。由于前幢建筑对后幢建筑通风的影响,因此在单体设计中还应该结合总体的情况对建筑的体型,包括高度、进深、面宽乃至形状等实行一定的控制。

3.2建筑内部空间的布置

消费者在选购住宅时,多倾向于选择南北通透的板式建筑,其优势正是因为板式建筑进深较小,利于采光和通风。而且如果与之对应的平面布局规整、通透,建筑内部空气流动的阻力就越小,通风也就越流畅,易形成所谓的“穿堂风”。反之,虽然同为板式建筑,内廊式的公寓或酒店,因其平面的隔断,通风效果就明显不如住宅。而对于进深较大,利用风压通风有困难的建筑,可通过设置采光中庭等开放式竖向空间,利用热压通风的原理,促进室内空气循环。此外,还可通过拔风井和无动力排气风帽,借助外部风力对风帽作用时产生的吸力,从室内抽取空气向外排风。

3.3建筑窗自然通风设计

3.3.1窗的高度

窗的高度会影响室内通风效果,一般高窗能够促进气流流动,同时采光效果较好;而低窗虽然通风效果不好,但是能够使地面反射的太阳光线比较均匀。因此在建筑设计中可以根据实际需要来设计窗的高度。

3.3.2窗的方位

窗的方位会影响室内通风和采光效果,因此在建筑设计中对于窗的方位,要尽量保证夏季自然通风的同时能够遮挡阳光,而冬季在降低烟囱效应的同时增加室内太阳辐射。对此,最好不要将窗户排成一条直线,而应进行交错排列。

3.3.3窗的大小

建筑设计中窗的大小最基本的是应该满足通风、日照、视野等的需要。一般在气候比较干热的地区适合小窗,以此来达到遮阳的目的,而在气候湿热的地区则要使用大窗,以便更好的通风。

3.4屋顶部分

屋顶是建筑设计中重要的构成部分,在绿色建筑中,屋顶的形式也决定了其节能的效果。同时不同的屋顶形式也会产生不同的自然通风效果,对于通风来说不同的屋顶形状会对建筑室外的风压造成影响,同时也对自然通风效果造成影响。在选择屋顶形状时,要尽量选择翼形屋顶等结构形式,促使外界气压形成高压区和低压区,并辅助于机械通风器从而促进建筑自然通风效果的实现。依据相关实验结果表明,屋顶形状和高度对室内气流的分布和流速也具有重要影响,通过合理设计屋顶高度和屋顶形式,可以改善建筑自然通风效果,最大限度实现建筑节能。

3.5新技术手段的运用

随着节能环保技术的大力推广和发展,一些利用自然通风的新技术手段也逐渐被建筑师所采用。其中,双层玻璃幕墙是近年来低能耗建筑所广泛采用的新兴技术。双层幕墙与传统幕墙相比,其最大特点是,两层玻璃幕之间留有一定宽度的通风换气层,该换气层上下贯通,并在底部和顶部设有通风百叶。在夏季,当换气层内的空气被加热时,热空气向上流动,从顶部的百叶排出。同时,外界温度较低的空气从底部的百叶被吸入,形成换气层内的自然通风,以达到自然冷却的效果。而在冬季,上下两端的百叶通过调节进风量,保持换气层内的热量,从而降低室内热量损耗。除此之外,诸如设置太阳能风塔,利用烟囱效应进行自然通风的手段也不失为对传统拔风井的创新。

结束语:总之,自然通风已经成为生态建筑中的一项重要内容,越来越受到人们的重视。建筑设计者应该综合考虑自然通风的原理及应用自然通风需考虑的因素,从总体布局,室内空间的布置,窗、屋顶等方面的设计,有效地利用自然通风解决住宅中热舒适性和空气质量问题,以提升建筑品质、价值,满足人们的舒适与健康,实现健康舒适的建筑。

参考文献

[1]张文丽.浅谈生态建筑中的自然通风技术[J].经营管理者.2010.

[2]李大勇.自然通风在住宅建筑设计中的应用[J].建筑知识.2012.

[3]苏滨.如何实现建筑设计中的自然通风[J].赤子.2012.

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