淺析現(xiàn)代建筑屋頂與建筑物自然通風(fēng)設(shè)計(jì)

陳冠州

摘 要：現(xiàn)代社會(huì)人們對(duì)于房屋居住的安全性和健康性考慮的越來(lái)越多，朝陽(yáng)、自然通風(fēng)等各種條件已經(jīng)成為人們買房時(shí)著重考慮的因素。而人們對(duì)于居住環(huán)境的新要求則是對(duì)我們房建工作者提出的新要求。所以說(shuō)作為房建工作者我們應(yīng)該在此方面加強(qiáng)自己的職業(yè)修養(yǎng)和專業(yè)水平，來(lái)設(shè)計(jì)更多舒服宜居的家園。文章結(jié)合了影響自然通風(fēng)的一些基本因素和原理，并且結(jié)合了國(guó)外的部分建筑作為例子來(lái)分析屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)對(duì)于通風(fēng)的影響，并盡可能的支出如何對(duì)屋頂進(jìn)行設(shè)計(jì)和改裝才會(huì)最大規(guī)模的達(dá)到節(jié)省成本但又能很好的引起自然通風(fēng)的情境，力求做到讓居住者滿意，為更多的社會(huì)普通大眾創(chuàng)造更為完善且價(jià)格低廉的自然通風(fēng)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代建筑；建筑；屋頂；自然通風(fēng)；原理

中圖分類號(hào)：TU244.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）5-0161-02

1 自然通風(fēng)目的及相關(guān)概述

通常情況下，我們可以將建筑通風(fēng)的目的分為兩個(gè)方面，一是建筑通風(fēng)的設(shè)計(jì)主要考慮的人的主觀因素。即居住者可以通過(guò)全新的建筑手法的設(shè)計(jì)，讓人在房子里就會(huì)感受到建筑物的自然通風(fēng)，給人以舒適宜居的環(huán)境體驗(yàn)；二是通過(guò)全新的科學(xué)設(shè)計(jì)使得居住環(huán)境有隨著季節(jié)變化而改變的自然效果，通常意義上就是指讓人在夏季可以感受到自然通風(fēng)帶來(lái)的涼爽快感，在冬季通過(guò)自然通風(fēng)又使人覺得室內(nèi)不會(huì)感到潮濕，我國(guó)地域國(guó)土面積遼闊，南北跨度較大，尤其是南方地區(qū)到了冬季又不會(huì)供暖，但是南方地區(qū)冬季又顯得極為潮濕，所以說(shuō)這一點(diǎn)對(duì)于南方建筑是極為重要的。

通常情況下，當(dāng)這兩個(gè)目的提出來(lái)的時(shí)候，人們自然而然的就會(huì)想到空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用，很多人會(huì)認(rèn)為現(xiàn)在空調(diào)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，并且趨于更加科技智能化的方向發(fā)展，人們完全可以利用空調(diào)技術(shù)在一個(gè)相對(duì)封閉甚至完全封閉的環(huán)境中制造出一個(gè)相對(duì)宜人的環(huán)境或是區(qū)別于自然界的小氣候，但是空調(diào)技術(shù)在現(xiàn)在建筑中的運(yùn)用并不是百利而無(wú)一害的，現(xiàn)在我們可以肯定的是空調(diào)技術(shù)在現(xiàn)代建筑物中的運(yùn)用所帶來(lái)的自然危害和負(fù)面效應(yīng)已經(jīng)引起了業(yè)內(nèi)和業(yè)外所有人士的共鳴。許多業(yè)內(nèi)專家及非盈利機(jī)構(gòu)的環(huán)境保護(hù)者已經(jīng)開始一起研究相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施。有一點(diǎn)我們可以肯定的是，用科學(xué)的設(shè)計(jì)來(lái)使得建筑物可以實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)，力求達(dá)到冬暖夏涼的目的，從而減少對(duì)空調(diào)的依賴和使用時(shí)目前業(yè)界所有專家和學(xué)者的共鳴。建筑物實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)雖然不能說(shuō)是減少空調(diào)使用帶來(lái)負(fù)面影響的唯一措施，但是科學(xué)的建筑所達(dá)到的自然通風(fēng)可以使得大氣環(huán)境在一定程度上得以改善。這是因?yàn)榻ㄖ锶缛裟軌驅(qū)崿F(xiàn)自然通風(fēng)，在很大程度上會(huì)降低人們對(duì)于空調(diào)的使用率，從而降低家庭用電的消耗量，進(jìn)而便會(huì)節(jié)約發(fā)電的各類資源，如水利、煤炭等。這樣就減少了大氣中二氧化碳的排放量，從而緩解了“溫室效應(yīng)”的加速。同時(shí)，從對(duì)人體自身的健康來(lái)考慮，減少對(duì)空調(diào)的使用和依賴可以大大降低現(xiàn)在所謂的“空調(diào)病”的發(fā)生。另一方面，由于時(shí)常的通風(fēng)換氣，也在很大程度上改善了室內(nèi)的空氣環(huán)境，降低了各種呼吸道疾病的發(fā)生概率。

通過(guò)以上的介紹，我們可以很清楚的知道自然通風(fēng)的作用與意義，那么如何實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)就顯得尤為重要、也更值得我們?nèi)パ芯?。我們清楚任何事情都不?huì)是無(wú)本之源，所以要在建筑中實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)我們就必須明白自然通風(fēng)的原理和我們?cè)谠O(shè)計(jì)中達(dá)到自然通風(fēng)所應(yīng)該采取的一些模式。接下來(lái)，我們來(lái)簡(jiǎn)單的談?wù)勛匀煌L(fēng)的基本物理原理與實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的理論模式。

2 自然通風(fēng)的物理原理和實(shí)現(xiàn)模式

從物理學(xué)動(dòng)力方面來(lái)研究解釋的話，建筑物自然通風(fēng)的來(lái)源主要有兩個(gè)方式，即：完全自然通風(fēng)和利用機(jī)械進(jìn)行輔助的人文通風(fēng)。接下里我們先來(lái)解釋完全自然通風(fēng)的形成原因，完全自然通風(fēng)主要涉及到兩個(gè)物理學(xué)概念，即“壓力差”。說(shuō)的詳細(xì)一點(diǎn)，就是說(shuō)風(fēng)速流動(dòng)形成“壓力差”和建筑物表面凹進(jìn)去的位置以及墻壁溫度不同造成的室內(nèi)外“溫差”，從而引發(fā)了室內(nèi)外空氣的流動(dòng)。從物理學(xué)熱力學(xué)方面的知識(shí)來(lái)解釋，建筑物內(nèi)部的室內(nèi)溫度的變化特點(diǎn)是沿著室內(nèi)的空間高度逐漸上升，室溫與空間高度成正比，即空間高度越高，同層次高度的室溫就越高。熱力學(xué)的這一特性是各類建筑物因?yàn)閷痈卟煌鴾夭畈煌闹饕蛑?，在認(rèn)清楚這一點(diǎn)之后，現(xiàn)在我們的房屋設(shè)計(jì)師經(jīng)常研究學(xué)習(xí)和利用這一點(diǎn)來(lái)開發(fā)建筑物自然通風(fēng)的能力和自身的潛能。除此之外，隨著科技日新月異的進(jìn)步發(fā)展，如果建筑物中由于受到部分主客觀因素的制約而無(wú)法百分之百通過(guò)認(rèn)為設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的話，通常我們會(huì)想到利用機(jī)械輔助的方法與人工設(shè)計(jì)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)性。可能大家對(duì)機(jī)械輔助自然通風(fēng)這個(gè)概念并不是很清楚，其實(shí)機(jī)械輔助自然通風(fēng)就是利用上文中我們提到的室內(nèi)外的溫差所帶來(lái)的熱氣壓與人為設(shè)置的相關(guān)機(jī)械動(dòng)力相互結(jié)合而形成的室內(nèi)外空氣流動(dòng)，人為設(shè)置的機(jī)械輔助自然通風(fēng)是利用室內(nèi)外溫度不同所造成的溫差帶來(lái)的熱壓和相關(guān)機(jī)械動(dòng)力相互結(jié)合而形成的室內(nèi)外空氣的對(duì)流，進(jìn)而產(chǎn)生機(jī)械輔助自然通風(fēng)。我們將機(jī)械輔助自然通風(fēng)和完全的自然通風(fēng)進(jìn)行相互對(duì)比可以看出，前者機(jī)械輔助自然通風(fēng)雖然利用了一定的機(jī)械，這就注定它在某種意義上必然要浪費(fèi)一定的能源，但是通過(guò)人為的設(shè)置是氣流得以從新組織，產(chǎn)生了更為強(qiáng)勁有利的氣流，并且可以使得部分氣流得以強(qiáng)制性的改變，這就使得它會(huì)比自然通風(fēng)有更好的效果。但不管何種形式的通風(fēng)，都離不開屋頂這一重要的環(huán)節(jié)。在兩種通風(fēng)方式中，屋頂都扮演著重要角色，尤其是溫差的形成和氣流的組織都有著至關(guān)重要的作用。

3 屋頂在完全自然通風(fēng)和機(jī)械輔助自然通風(fēng)中所起

的作用

首先，我們來(lái)談屋頂結(jié)構(gòu)在自然通風(fēng)中所產(chǎn)生的作用。現(xiàn)在我們假設(shè)所有的室內(nèi)存在，即建筑物自上而下的整體縱向處于空間的一個(gè)“豎井”結(jié)構(gòu)中時(shí)，結(jié)合上文我們提到的隨著空間高度上升溫度越低的溫差理論，就可以使得建筑物內(nèi)部上下兩端溫差加速運(yùn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)氣流的加速運(yùn)動(dòng)。從而達(dá)到整個(gè)室內(nèi)通風(fēng)的效果，其實(shí)用簡(jiǎn)單的物理學(xué)術(shù)語(yǔ)概括就是“溫差產(chǎn)生熱壓，熱壓帶動(dòng)氣流，氣流引發(fā)通風(fēng)”。我們業(yè)界在學(xué)術(shù)上定義的“中庭”其實(shí)就可以扮演“豎井”這個(gè)角色，一般情況下，中庭所占的整個(gè)建筑物的比例以不到1/3或者正好1/3為宜。作為中庭，它同樣肩負(fù)了兩項(xiàng)重要的職能。即它們可以直對(duì)陽(yáng)光，讓陽(yáng)光直接照射進(jìn)來(lái)，從而使得其內(nèi)部氣溫上升產(chǎn)生上下溫差，帶動(dòng)氣流的運(yùn)動(dòng)。另外一點(diǎn)重要的職能就是它們的操作具有一定的智能化，可以全部開啟或者部分開始，在我們室內(nèi)需要利用其來(lái)達(dá)到通風(fēng)的效果時(shí)它能很快的找到通風(fēng)口，提高了工作效率。接下來(lái)，我們來(lái)看看屋頂在機(jī)械輔助自然通風(fēng)中所扮演的橘色和產(chǎn)生的作用。上文中已經(jīng)提到我國(guó)南北差異大，所以說(shuō)在我國(guó)很多地區(qū)，由于南北緯度跨越大，所以對(duì)不同地區(qū)的建筑物來(lái)說(shuō)，其通風(fēng)情況往往會(huì)受到自然條件的制約，這就需要人為的加以干涉。所以說(shuō)，此時(shí)不管是建筑的屋頂或是建筑的其他部分都必須嚴(yán)格的花費(fèi)心思去設(shè)計(jì)，以適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂虻目简?yàn)。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展人們的物質(zhì)生活水平越來(lái)越高，伴隨著物質(zhì)生活水平的提高，人們對(duì)于住宅健康舒適性也變得尤為挑剔。這對(duì)我們房建從業(yè)人員來(lái)說(shuō)既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)，一方面我們應(yīng)該主動(dòng)接觸一些新的觀念，學(xué)習(xí)新的知識(shí)，對(duì)社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展有自己新的認(rèn)知，從而更好的為自己的專業(yè)服務(wù)；另一方面也應(yīng)該在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上盡可能的多走走多看看，把自己的所學(xué)與現(xiàn)有的前人實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相互對(duì)比和借鑒，從而發(fā)現(xiàn)自己的不足，為自己做出更好的設(shè)計(jì)提供切實(shí)可行的理論依據(jù)和現(xiàn)實(shí)參照。同時(shí)，在以后的學(xué)習(xí)工作中更要樹立端正的從業(yè)觀，以道德的標(biāo)尺衡量自己，力求為社會(huì)留下自己最完美的房建設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉麗娜.建筑的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)淺析[J].城市建設(shè)理論研究，2011，（4）.