探析住宅建筑設(shè)計(jì)中自然通風(fēng)的應(yīng)用效果

尚璘

摘 要：我國(guó)現(xiàn)在面臨的一個(gè)很大的問(wèn)題便是能源的供求比嚴(yán)重地失衡。能源是什么？能源是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步、提升人民生活水平、發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。能源要是缺乏了，社會(huì)進(jìn)步、人類(lèi)的正常生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展將會(huì)受到巨大的阻礙。而在我國(guó)整個(gè)能源消耗里建筑能耗占相當(dāng)大的比重。所以，建筑節(jié)能必須受到重視。本文由自然通風(fēng)的概念出發(fā)，講了自然通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用方式、影響因素以及它限制性條件。

關(guān)鍵詞：自然通風(fēng)；現(xiàn)代建筑；節(jié)能方式；應(yīng)用效果

1 引言

自然通風(fēng)的方法是非常經(jīng)濟(jì)并且有效的，它的原理是由于空氣溫差導(dǎo)致空氣密度產(chǎn)生某種差異，然后在重力作用下，低溫的空氣向下運(yùn)動(dòng)，高溫的則向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而保證住宅室內(nèi)擁有新鮮空氣，并且不需要消耗任何動(dòng)力，不光滿(mǎn)足了節(jié)能減排的要求，而且還減少了投資和運(yùn)行費(fèi)用，更有益于居住者的健康。所以，這種通風(fēng)方式越來(lái)越受到人們的重視。

2 自然通風(fēng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)理

2.1 風(fēng)壓作用情況

由于大氣有壓力差，風(fēng)才得以形成。風(fēng)朝著住宅建筑吹的時(shí)候，由于建筑的阻礙，迎風(fēng)面的氣流產(chǎn)生了正壓。與此同時(shí)，住宅背面或者側(cè)面的氣流則會(huì)在某個(gè)特定的地方產(chǎn)生負(fù)壓。于是，風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)就是利用了這種壓力差才得以實(shí)現(xiàn)的。

2.2 熱壓作用情況

眾所周知，在其他條件一致時(shí)，溫度低的空氣密度相對(duì)溫度高的空氣要大。從某種意義上來(lái)看，建筑物樓層一高，室內(nèi)溫度就相對(duì)會(huì)高一些【1】。這是一種利用建筑內(nèi)外空氣密度的不同而形成壓力差的自然通風(fēng)方式。研究表明，進(jìn)出風(fēng)口的高差與住宅室內(nèi)外溫差越大，熱壓引起的通風(fēng)效果就更明顯。

2.3 風(fēng)壓和熱壓共同作用情況

其實(shí)現(xiàn)代建筑的實(shí)際設(shè)計(jì)的自然通風(fēng)情況，大多都是由它們兩個(gè)因素相互合作而共同作用的。不過(guò)這里要注意的是，共同作用并不是我們傳統(tǒng)意義上理解的簡(jiǎn)單疊加或抵消。

3 自然通風(fēng)的應(yīng)用方式

3.1 貫流式通風(fēng)為“主力”

我們通常聽(tīng)到的“穿堂風(fēng)”就是這種。在建筑設(shè)計(jì)中，這個(gè)貫流式通風(fēng)占很大的比重，因?yàn)樗诮ㄖ?nèi)部能夠獲得非常良好的通風(fēng)效果。所謂“穿堂風(fēng)”，就是字面上理解的意思，在建筑內(nèi)部空間流動(dòng)的風(fēng)。說(shuō)得稍微專(zhuān)業(yè)一點(diǎn)的話(huà)，就是風(fēng)從住宅的迎風(fēng)面吹進(jìn)來(lái)，貫穿住宅建筑內(nèi)的各個(gè)房間，然后從住宅的背風(fēng)面流出去的方式。當(dāng)然，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口兩者的壓力差越大，通風(fēng)也就越通暢，畢竟空氣流動(dòng)阻力變小了。

3.2 合理選擇建筑朝向、間距和布局

評(píng)價(jià)一個(gè)小區(qū)室外通風(fēng)環(huán)境的好壞，住宅布局的合理起著決定性的作用，尤其在現(xiàn)代這樣高層和多層住宅混合建造居多的環(huán)境里體現(xiàn)得更為明顯。房間要擁有合適的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，才能讓氣流依著原來(lái)設(shè)定的路線(xiàn)流動(dòng)，才能夠取得良好的通風(fēng)效果【2】。這就必須要求建筑設(shè)計(jì)師在進(jìn)行總體戶(hù)型結(jié)構(gòu)布局時(shí)，應(yīng)全面考慮建筑的朝向、間距和布局。在做建筑設(shè)計(jì)時(shí)，它的平面布局是分很多種類(lèi)的，比較常見(jiàn)的是錯(cuò)列式布置，前后錯(cuò)開(kāi)的布局有助于氣流“見(jiàn)縫插針”——插入到間距里面，能夠保證獨(dú)立的建筑也擁有比較良好的通風(fēng)。

3.3 導(dǎo)風(fēng)措施來(lái)“輔助”

在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，往往為了增強(qiáng)自然通風(fēng)的效果，需要采用一系列導(dǎo)風(fēng)的措施來(lái)將氣流引進(jìn)住宅內(nèi)。這里所謂的“導(dǎo)風(fēng)措施”實(shí)際上就是通過(guò)設(shè)置一些建筑上使用的專(zhuān)門(mén)用于導(dǎo)風(fēng)的構(gòu)件，能夠讓風(fēng)從這種人工創(chuàng)造的正壓區(qū)吹到室內(nèi)，然后從負(fù)壓區(qū)出來(lái)，這是通過(guò)在住宅外墻面打造出一種人工的壓力區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。導(dǎo)風(fēng)構(gòu)件有比較多的類(lèi)型，因?yàn)檫@個(gè)不是文章的重點(diǎn)所在，因此這里不做具體解釋?zhuān)傊褪峭ㄟ^(guò)一些方式能夠成功地將進(jìn)入室內(nèi)的氣流進(jìn)行一定程度上的引導(dǎo)，以改變它在屋內(nèi)覆蓋的范圍和流動(dòng)路線(xiàn)，進(jìn)而使得房間的通風(fēng)效果變得更為顯著。

4 自然通風(fēng)的影響因子

要想評(píng)價(jià)自然通風(fēng)的效果，得先搞清楚影響它的有關(guān)因子。就自然通風(fēng)來(lái)說(shuō)，主要的影響因子是住宅建筑所在的氣候因素、地理環(huán)境因素、住宅建筑的組合形式與其空間結(jié)構(gòu)布局因素等等。

4.1 氣候因素

地方不同，氣候不同。當(dāng)然，自然通風(fēng)的效果也會(huì)產(chǎn)生一些程度上的差異。氣候條件對(duì)風(fēng)壓的影響甚為明顯，一般影響風(fēng)壓自然通風(fēng)的氣候條件最常見(jiàn)的有空氣溫度、空氣流速、相對(duì)濕度等等。所以在探究自然通風(fēng)的時(shí)候，對(duì)氣象數(shù)據(jù)做相關(guān)分析是相當(dāng)必要的，除了上面影響風(fēng)壓的幾個(gè)氣候因素外，還要關(guān)注風(fēng)向、風(fēng)速、太陽(yáng)直接輻射的強(qiáng)度、室內(nèi)熱源和產(chǎn)生的熱量因素以及CO2的含量等等。

4.2 地理環(huán)境因素

想要擁有良好的室內(nèi)通風(fēng)環(huán)境，地理環(huán)境是必須要考慮到的。在建筑設(shè)計(jì)的前期，選址應(yīng)盡量保證外部風(fēng)環(huán)境有利，能夠達(dá)到房間的縱軸與主導(dǎo)風(fēng)向是垂直的【3】，這樣獲得的通風(fēng)效果是比較良好的。

4.3 建筑布局因素

在現(xiàn)代的住宅小區(qū)里，不光是那些高層建筑有助于室內(nèi)的自然通風(fēng)，多層建筑里那些高低不一的建筑錯(cuò)列的排布也對(duì)室內(nèi)的自然通風(fēng)有益。住宅建筑的高度對(duì)自然通風(fēng)的影響主要就是體現(xiàn)在住宅正壓和負(fù)壓區(qū)的大小。在這兩個(gè)區(qū)域延伸的那段距離內(nèi)，其他住宅的通風(fēng)可能會(huì)受到一定程度上的影響。所以，設(shè)計(jì)師合理地安排建筑之間的朝向、間距、布局是非常關(guān)鍵的。

5 限制自然通風(fēng)普遍使用的條件

5.1 環(huán)境噪聲和空氣所含主要污染物

根據(jù)國(guó)家出臺(tái)的相關(guān)規(guī)章制度，規(guī)定按照不同通風(fēng)方式所建造的住宅建筑，外面的噪音程度要求也不同。人的生活水平一提高，對(duì)周?chē)挛锏南硎芨幸矔?huì)隨之提高，而噪聲是影響人舒適生活的一大因素，所以在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，要將環(huán)境噪聲所帶來(lái)的影響盡力減至最低。與此同時(shí)，也要切記保證住宅建筑外的空氣質(zhì)量必須符合相關(guān)的衛(wèi)生要求，尤其是建筑物自然通風(fēng)的進(jìn)風(fēng)口區(qū)域【4】。不過(guò)我國(guó)目前在這方面的現(xiàn)狀是，空氣所含主要污染物濃度和噪聲水平依然是治理城市環(huán)境的難點(diǎn)。在自然通風(fēng)的普遍應(yīng)用的這條路上，還需要付出很大努力啊。

5.2 房間得熱量

只有在屋外溫度比屋內(nèi)溫度低的情況下，自然通風(fēng)才能發(fā)揮作用——屋內(nèi)空氣可以通風(fēng)換氣，然后外面的風(fēng)被引進(jìn)來(lái)，屋內(nèi)空氣的溫度隨之降低。房間得熱量是兩種熱量的總和。哪兩種呢？具體是說(shuō)在某一個(gè)特定的時(shí)刻，房間外的熱源進(jìn)入室內(nèi)和房間內(nèi)的熱量這兩種。這個(gè)房間得熱量對(duì)利用自然通風(fēng)系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)降溫的建筑是很關(guān)鍵的因素之一。實(shí)踐表明，得熱量越小，想要通過(guò)降溫來(lái)保證屋內(nèi)舒適度的可能性就越大。

5.3 住宅建筑外空氣濕度

根據(jù)自然通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)作機(jī)理和實(shí)踐表明，該系統(tǒng)對(duì)降低住宅建筑室內(nèi)外空氣溫度的效果是相當(dāng)明顯的，不過(guò)對(duì)調(diào)節(jié)空氣濕度的效果就實(shí)在是不能恭維了。由此可見(jiàn)，該系統(tǒng)只能暫時(shí)對(duì)空氣溫度、濕度相對(duì)比較溫和的地方普遍地推廣使用，而不適合運(yùn)用在比較潮濕的地方。

6 結(jié)束語(yǔ)

在住宅建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師不管是從節(jié)能減排的角度看，還是從成本控制的方向出發(fā)，都應(yīng)該優(yōu)先考慮自然通風(fēng)。由于氣候、地理?xiàng)l件等客觀因素使用自然通風(fēng)的效果所見(jiàn)甚微時(shí)，可以采用與機(jī)械通風(fēng)或者現(xiàn)代其他通風(fēng)技術(shù)相結(jié)合的方式，設(shè)計(jì)師還要綜合考慮建筑群的布局、使用情況，可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)理念等等來(lái)對(duì)通風(fēng)環(huán)境進(jìn)行合理設(shè)計(jì)以至于建筑物的熱環(huán)境得到充分的改善，顯著提高室內(nèi)的空氣質(zhì)量，大力節(jié)省建筑的能耗，確保自然通風(fēng)有效地實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曾健，王銳.在住宅建筑設(shè)計(jì)中如何引用自然條件進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)[J].遼寧建材，2009（5）：27.

[2] 相恒文，徐秋實(shí)，汪雪峰.自然通風(fēng)在住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].知識(shí)經(jīng)濟(jì)，2009（4）.

[3] 陳華.基于自然通風(fēng)在現(xiàn)代住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析[J].中外建筑，2011（6）：125～127.

[4] 萬(wàn)鑫，蘇亞欣.現(xiàn)代建筑中自然通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用[J].建筑節(jié)能，2007（9）：9～12.