淺議建筑通風(fēng)節(jié)能設(shè)計要點與分析

■許 鐸 ■西安建筑科技大學(xué)，陜西 西安 710055

近年來，我國的建筑市場上掀起了環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的風(fēng)氣。隨著“節(jié)能理念”不斷深入，建筑節(jié)能也變得尤其重要。建筑通風(fēng)節(jié)能也是建筑節(jié)能的重要組成部分，建筑設(shè)計人員應(yīng)該從各個方面考慮建筑節(jié)能，優(yōu)化現(xiàn)有的建筑能耗體系。

1 傳統(tǒng)建筑通風(fēng)設(shè)計的缺陷

我國的建筑行業(yè)擁有較長的發(fā)展歷程，建筑樣式和風(fēng)格也不斷發(fā)生變化。由于技術(shù)存在局限性，很多建筑的內(nèi)部格局并不合理。以建筑通風(fēng)為例，其傳統(tǒng)的建筑設(shè)計主要存在以下幾個方面的缺陷。

功能弱化。傳統(tǒng)的建筑通風(fēng)設(shè)計功能性不足是其缺陷的主要原因，很多設(shè)計人員受困于技術(shù)等原因，不能充分了解建筑通風(fēng)的相關(guān)資料，致使設(shè)計方案與實際施工存在較大偏差。設(shè)計人員為了提升施工效率和施工進度，簡化室內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)，這樣不僅減弱了建筑通風(fēng)的效果，還會影響通風(fēng)系統(tǒng)的正常運行。這種設(shè)計缺陷不僅會導(dǎo)致室內(nèi)通風(fēng)效果不佳，也不符合現(xiàn)有的綠色節(jié)能建筑的理念。

能耗過大。傳統(tǒng)的建筑通風(fēng)大多是使用空調(diào)來調(diào)節(jié)室內(nèi)氣流組織和室內(nèi)氣溫，使用空調(diào)系統(tǒng)雖然能降低室內(nèi)溫度、改變室內(nèi)空氣流動形式，但這種空氣調(diào)節(jié)方式需要消耗大量的電量，尤其是在大型的商場和醫(yī)院以及公共建筑。同時，空調(diào)在后期維護也需要大量的人力和財力。除此之外，工程中的設(shè)計失誤、監(jiān)理單位沒有按照行業(yè)標準核查，這些情況都會增加后期維護的成本，造成資源的浪費。

空氣污染。走可持續(xù)發(fā)展的綠色道路是建筑行業(yè)的終極目標，也是建筑行業(yè)現(xiàn)階段發(fā)展的主要理念。在無氟空調(diào)進入市場之前，很多建筑內(nèi)部的空調(diào)系統(tǒng)都使用氟利昂作為制冷劑，但大量使用氟利昂會破壞地球的臭氧層，對大氣造成污染。同時，由于空調(diào)系統(tǒng)常年運行在密閉的環(huán)境中，大量細菌和有害物質(zhì)會藏匿在空調(diào)系統(tǒng)中，一旦空調(diào)運行就會造成室內(nèi)空氣污染，危害人體健康。

成本增加。傳統(tǒng)的建筑通風(fēng)設(shè)計，由于設(shè)計本身的缺陷和設(shè)備性能的影響，會提升施工成本。例如:建筑通風(fēng)設(shè)計人員忽略了實際施工中的問題，從而引起施工成本增加，最終會導(dǎo)致設(shè)計、施工、運行的各項工作量的增加。這種設(shè)計缺陷不僅增加了施工成本，也不能保證空調(diào)系統(tǒng)正常運行。

2 建筑通風(fēng)節(jié)能設(shè)計的優(yōu)點

隨著施工技術(shù)的革新，我國的建筑行業(yè)也應(yīng)該不斷提升自身的設(shè)計和施工水平。環(huán)保、降耗這些都是我國建筑行業(yè)需要實現(xiàn)的根本目標，這些目標從側(cè)面促進了建筑通風(fēng)設(shè)計水平。建筑通風(fēng)節(jié)能設(shè)計的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

增強制冷效果。在設(shè)計建筑室內(nèi)通風(fēng)時，使用相關(guān)節(jié)能方式可以提升室內(nèi)的制冷效果，以此達到被動式制冷的效果。例如:室外的溫度較低，通風(fēng)系統(tǒng)開始工作，以此降低室內(nèi)的溫度，并將室內(nèi)的有害氣體排出。這種被動式制冷，可在低耗電和無耗電的情況下，利用自然通風(fēng)的原理，保證室內(nèi)的溫度和濕度處在最適宜的情況下。

提升空氣質(zhì)量。就目前而言，絕大多數(shù)建筑都是依靠內(nèi)部空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度和濕度?？照{(diào)系統(tǒng)只能調(diào)整室內(nèi)的溫度，但其無法將新鮮的空氣帶入室內(nèi)，人體長時間處在這種環(huán)境中會引起“空調(diào)病”。而采用建筑自然通風(fēng)就可以解決這種問題，在保證人體健康的同時，還可以降低房屋的總體能耗，可謂一舉兩得。

節(jié)約能耗。我國是世界上的能耗大國，如何實現(xiàn)節(jié)能減排是各個行業(yè)今后需要解決的主要問題，而建筑通風(fēng)節(jié)能恰好能夠解決這一問題。利用自然通風(fēng)可以大大節(jié)約建筑能耗，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計顯示，使用節(jié)能通風(fēng)系統(tǒng)所消耗的電能要比傳統(tǒng)的設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)約三成左右。在節(jié)約能耗的同時，也減少了項目的投資成本。

3 如何實現(xiàn)建筑的自然通風(fēng)節(jié)能

3.1 建筑自然通風(fēng)節(jié)能設(shè)計方法

建筑自然通風(fēng)節(jié)能設(shè)計方法可以通過建筑體的幕墻、平面屋頂通風(fēng)以及風(fēng)帽三個方向考慮。

建筑體幕墻是現(xiàn)階段較為實用的自然通風(fēng)節(jié)能方法之一。在留有縫隙的雙層玻璃中預(yù)留通風(fēng)風(fēng)道，并配上可變式百葉。這種通風(fēng)方式極大的提升了室內(nèi)的通風(fēng)效果，例如:室內(nèi)溫度過高時，用戶可以打開上下排風(fēng)口，由于風(fēng)壓效果，冷空氣就會從下層進入風(fēng)道，從而實現(xiàn)自然通風(fēng)的目的。而在寒冷的冬天，這種建筑體幕墻也可以發(fā)揮作用。例如:為了不降低室內(nèi)溫度，還要保證室內(nèi)空氣流通，就可以關(guān)閉排風(fēng)口，調(diào)節(jié)百葉角度，讓陽光直射在雙層玻璃中，這可以讓更多的熱量保存在玻璃之中，起到保溫的效果。

北方的建筑物大多是平面屋頂，設(shè)計人員可以利用平面屋頂進行自然通風(fēng)節(jié)能設(shè)計。例如:在平面屋頂上設(shè)置坡面的隔熱層，當(dāng)氣溫升高時，通過壓力作用產(chǎn)生的上升氣流會帶走一部分熱量;同時，較重的冷空氣會從坡面隔熱層的下方進入，冷空氣和熱空氣交互流動形成的對流可以有效降低室內(nèi)的溫度。

對風(fēng)帽結(jié)構(gòu)進行設(shè)計也可以有效提升自然通風(fēng)效果，以此實現(xiàn)節(jié)能目標。風(fēng)帽一般設(shè)置在建筑的屋頂，風(fēng)帽通過風(fēng)力或者溫差產(chǎn)生動力，帶動風(fēng)帽運行，以此實現(xiàn)通風(fēng)換氣的目標。依據(jù)風(fēng)帽的功能可分為進風(fēng)冒和排風(fēng)帽兩種類型，設(shè)計者可依據(jù)實際的施工情況設(shè)計風(fēng)帽的位置。風(fēng)帽可將水平吹來的風(fēng)導(dǎo)入到室內(nèi)，并通過壓差作用將室內(nèi)廢氣排出到室外，以此實現(xiàn)通風(fēng)、降溫的目的。

3.2 建筑自然通風(fēng)節(jié)能設(shè)計的其他問題

在設(shè)計人員眼中，自然通風(fēng)方式不僅節(jié)能還能提升室內(nèi)的通風(fēng)效果，但是在城市密集的建筑群中，自然通風(fēng)的效果還很有限。要想達到人體舒適的環(huán)境，還需要引入機械通風(fēng)。例如:在較為大型的商場和體育館，由于該類建筑面積過大，完全依靠自然通風(fēng)不能滿足溫度要求，就需引入機械通風(fēng)。

在建筑中引入自然通風(fēng)能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能，但是自然風(fēng)的垂直分布會產(chǎn)生不良影響。在建筑物中設(shè)立中庭，有利于建筑物內(nèi)部和外部實現(xiàn)自然通風(fēng)，但中庭設(shè)計過高就會產(chǎn)生煙囪效果。即是熱氣流上升過多，全都聚集在建筑的頂部，尤其在冬季，中庭過高的建筑會造成不良的采暖效果。

3.3 案例分析

本案例是對朝南封閉的陽臺進行建筑通風(fēng)節(jié)能設(shè)計，目的是為了增強陽臺通風(fēng)能力，降低南面陽臺溫度。在施工中有以下三個方案:一是在夏季白天打開陽臺外窗，并利用遮光措施，促使空氣形成對流。在這種條件下，陽臺的溫度等同于室外溫度，而在夜間也采用這種方式進行通風(fēng)降溫;另一種方案是在夏季晚間溫度較低時，開啟陽臺外窗進行通風(fēng);并在白天使用遮光設(shè)施，并將陽臺窗戶全部關(guān)閉。這兩種方案全是不增加任何通風(fēng)量實現(xiàn)降溫過程，通過相關(guān)模擬軟件分析，對于南向的陽臺可以采用外遮光加不全落地窗的形式，即可以避免陽臺過熱的現(xiàn)象。

第三種方案是通過增加通風(fēng)量的方法實現(xiàn)，在夜間可以打開窗戶并在白天關(guān)閉陽臺窗戶，打開通風(fēng)口，利用這種小空間進行室內(nèi)外換氣，即可以將室內(nèi)的熱量排出。同時，還可以使用發(fā)射率較高的遮光器械，可以大大減少陽光進入室內(nèi)，將陽臺的溫度控制在合理的范圍內(nèi)。

4 結(jié)語

總而言之，隨著我國對建筑通風(fēng)節(jié)能的要求越來越高，設(shè)計者在建筑通風(fēng)設(shè)計中要更注重布局的合理性。為了進一步節(jié)省成本，提升節(jié)能效率。自然通風(fēng)更適用于現(xiàn)有的建筑節(jié)能通風(fēng)設(shè)計，因此在現(xiàn)有設(shè)計中應(yīng)多采用自然通風(fēng)加機械通風(fēng)。但建筑設(shè)計人員應(yīng)該依據(jù)基本的自然規(guī)律，合理的引用自然通風(fēng)，避免因布局不合理導(dǎo)致通風(fēng)效果不佳的問題，以此為建筑節(jié)能做出更多的貢獻。

［1］黃丹程.建筑自然通風(fēng)節(jié)能設(shè)計淺析［J］.建筑發(fā)展導(dǎo)向.2011.(22).

［2］李平.建筑自然通風(fēng)技術(shù)及應(yīng)用［J］.中國科技博覽，2010.(16).