基于自然通風(fēng)目標(biāo)的建筑設(shè)計策略與方法

李婧

山東華科規(guī)劃建筑設(shè)計有限公司 山東 聊城 252000

正文：

1、前言：

在現(xiàn)代建筑設(shè)計中，空調(diào)常常充當(dāng)著增強(qiáng)通風(fēng)效果的作用，然而空調(diào)只能緩和室內(nèi)溫度，卻無法改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，長此以往，室內(nèi)環(huán)境會越來越差。與空調(diào)等設(shè)備的通風(fēng)方式相比，自然通風(fēng)能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)與室外空氣的快速交換，室內(nèi)空氣品質(zhì)大大提高，并且可以保持室內(nèi)溫度和濕度均衡。所以在建筑設(shè)計中應(yīng)用自然通風(fēng)技術(shù)，具有非常重要的現(xiàn)實意義。

2、設(shè)計策略

自然通風(fēng)的原理主要為風(fēng)壓和熱壓。由于我國大部分地區(qū)的氣候環(huán)境為夏季炎熱，冬季寒冷，因此在建筑設(shè)計中自然通風(fēng)應(yīng)做到風(fēng)壓和熱壓相結(jié)合。具體的設(shè)計策略如下：

2.1、建筑群的布局

通常，建筑群的布局設(shè)計應(yīng)盡量使每棟建筑均有良好的通風(fēng)效果，因此須首要考慮建筑群的布局設(shè)計。建筑群的布局分為平面布局和立面布局。建筑群的平面布局主要分為三類：行列式、周邊式和錯落式。在進(jìn)行建筑群的平面布局規(guī)劃時，應(yīng)考慮合理設(shè)計路網(wǎng)，通過充分在建筑群內(nèi)利用自然通風(fēng)，優(yōu)化風(fēng)環(huán)境，實現(xiàn)良好、節(jié)能的自然環(huán)境。在建筑群中，建筑前排的風(fēng)影區(qū)會影響建筑后排的通風(fēng)效果，當(dāng)風(fēng)吹向平行排列的多排建筑時，會增大風(fēng)影區(qū)，影響自然通風(fēng)效果，因此，在設(shè)計中要避免采用建筑物長軸與夏季主導(dǎo)風(fēng)向垂直的布局。而建筑群的立面布局需要保證建筑物高低錯落有序排列。

2.2、建筑物的朝向與間距

建筑物的朝向由其所處的地形和當(dāng)?shù)叵募撅L(fēng)的主導(dǎo)方向這兩個因素決定，因此在設(shè)計建筑物朝向時，應(yīng)通過分析當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件與地形條件，確保風(fēng)向投射角足夠大，并使得后排建筑同樣具有良好的通風(fēng)效果。

建筑物的日照間距增加時，由于風(fēng)壓的增強(qiáng)，可以使后排建筑物得到優(yōu)良的通風(fēng)效果。因此，建筑物的間距在設(shè)計過程中也應(yīng)考慮充分以及進(jìn)行合理設(shè)計。

2.3、建筑物的開口

建筑物的開口設(shè)計的不同會影響自然通風(fēng)的效果。因此，在建筑設(shè)計過程中，應(yīng)將風(fēng)向與進(jìn)出口方向設(shè)計為不同的方向，以確保氣流循環(huán)更充分進(jìn)行；并且應(yīng)合理地設(shè)計開口尺寸以及適當(dāng)降低進(jìn)風(fēng)口，保證氣流能夠容易進(jìn)入室內(nèi)。

2.4、新技術(shù)手段的結(jié)合

為了獲得更好的自然通風(fēng)效果，應(yīng)考慮將傳統(tǒng)技術(shù)與新技術(shù)結(jié)合的策略。比如使用雙層玻璃幕墻，這種幕墻在兩層玻璃幕間留有通風(fēng)換氣層，無論在冬季還是夏季，利用換氣層上下兩端的百葉調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量，保證室內(nèi)溫度；還有可以應(yīng)用太陽能來增強(qiáng)自然通風(fēng)效果。

3、設(shè)計方法

基于以上的建筑設(shè)計策略，為了獲得更好的自然通風(fēng)效果，還必須有有科學(xué)的設(shè)計方法，為之后自然通風(fēng)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用提供借鑒

3.1、氣候材料的收集與分析

在建筑設(shè)計中，應(yīng)充分考慮到氣候因素的影響。不同地區(qū)可能存在著不同的日照條件，不同的溫度和濕度以及不同的風(fēng)環(huán)境條件，這些因素都會影響到之后的自然通風(fēng)效果。因此在進(jìn)行建筑設(shè)計前，要對當(dāng)前地區(qū)氣候情況進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，全面了解氣候特征，如氣溫、濕度、風(fēng)速、降雨量等等，盡可能的了解該地區(qū)氣候的變化情況。這樣才會使設(shè)計過程有理有據(jù)。

3.2、確定合適的通風(fēng)策略

在確定合適的自然通風(fēng)策略前，需要考慮不同的建筑空間形態(tài)對自然通風(fēng)效果產(chǎn)生的不同影響。通常，建筑物進(jìn)深小的部分風(fēng)壓實現(xiàn)自然通風(fēng)，而進(jìn)深大的部分利用熱壓實現(xiàn)。而且，對于高層建筑、多建筑群等不同的建筑布局，其空間形態(tài)與自然通風(fēng)有著不同的作用關(guān)系，因此只有在分析多種建筑物的空間形態(tài)結(jié)束后，才能制定合適的通風(fēng)措施。

自然通風(fēng)的主要方式是利用熱壓和風(fēng)壓，在不同的地區(qū)，由于不同地理環(huán)境和氣候因素的影響，這兩種方式的使用效果有很大不同。因此確定具體的自然通風(fēng)方式至關(guān)重要。選擇單一通風(fēng)方式或者兩者相結(jié)合均要考慮實際情況。如果建筑物的重心在于氣密性，應(yīng)選擇熱壓通風(fēng)；若側(cè)重于除濕的效果，應(yīng)選擇風(fēng)壓通風(fēng)來保證利用氣流起到散熱作用。

3.3、制定模式語言

在選擇適宜的自然通風(fēng)策略后，應(yīng)通過制定模式語言和計算機(jī)模擬來模擬和評估該策略的實用性與可行性。首先應(yīng)該從氣候因子到建筑設(shè)計因子之間的轉(zhuǎn)譯過程入手，具體包括建筑室內(nèi)外布局、空間特征、場地等內(nèi)容，最終將分析結(jié)果在模式語言中表現(xiàn)出來。之后運(yùn)用基于計算流體力學(xué)的數(shù)值模擬方法進(jìn)行評估，分析設(shè)計方案的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，并通過數(shù)值的調(diào)整來達(dá)到最佳效果。一般計算機(jī)模擬過程分為數(shù)學(xué)模型的建立、設(shè)置邊界條件、對計算網(wǎng)格進(jìn)行劃分、方程計算的建立和對結(jié)果的處理這五個部分。

3.4、基于氣候適應(yīng)性的策略制定

建筑設(shè)計要求因地制宜，要適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，并且還需要達(dá)到環(huán)保和節(jié)能的要求。基于自然通風(fēng)目標(biāo)的建筑設(shè)計受氣流運(yùn)動的影響。在設(shè)計過程中應(yīng)該以保證良好的自然通風(fēng)效果為核心，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛞蛩兀诤峡紤]建筑物的采光量、光照時間等因素，在達(dá)到通風(fēng)效果的要求下，更好地滿足人們居住和工作的要求。

4、結(jié)束語

自然通風(fēng)具有改善空氣質(zhì)量，節(jié)約能源消耗和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此已經(jīng)成為以后建筑設(shè)計的熱門。設(shè)計師在進(jìn)行建筑設(shè)計時，應(yīng)充分考慮自然通風(fēng)技術(shù)的優(yōu)勢，將其與新技術(shù)相結(jié)合，運(yùn)用科學(xué)的設(shè)計策略與方法，提高自然通風(fēng)的效果，設(shè)計出更加適應(yīng)時代要求的建筑物。