校園建筑設(shè)計中自然通風(fēng)原理的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)

陳可珍

（佛山市嶺南建筑設(shè)計咨詢有限公司 528251）

引言

隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，空調(diào)在現(xiàn)代校園建筑設(shè)計中的應(yīng)用越來越多，而自然通風(fēng)技術(shù)作為一項廉價成熟的技術(shù)已經(jīng)逐步被空調(diào)所取代，漸漸讓人們忽視了該技術(shù)的應(yīng)用。雖然空調(diào)的使用給人們帶來了很大的便利，使室內(nèi)環(huán)境更加舒適，但也相應(yīng)的帶來了空氣質(zhì)量惡化，資源消耗嚴(yán)重的問題，所以最傳統(tǒng)的自然通風(fēng)技術(shù)又得到了人們的重視。

1 自然通風(fēng)原理

自然通風(fēng)系統(tǒng)主要運(yùn)行的動力是在自然界形成的也就是說，它是一個自然過程。按照動力的來源這一角度來劃分，校園建筑物的自然通風(fēng)主要分為完全的自然通風(fēng)和機(jī)械輔助下的自然通風(fēng)這兩種。形成完全的自然通風(fēng)的兩個主要原因是：風(fēng)壓和室內(nèi)室外空氣的密度差；而自然通風(fēng)形成的原因是：

1.1 風(fēng)壓作用

在許多地區(qū)，風(fēng)能都非常的豐富，而風(fēng)壓是促進(jìn)自然通風(fēng)的十分重要的手段，但是在促進(jìn)自然通風(fēng)的情形下，要注意好通風(fēng)的各個事項，才可以做到通風(fēng)順暢，保證通風(fēng)效果。風(fēng)壓所造成的通風(fēng)是通過正面及負(fù)面的壓力差來實(shí)現(xiàn)的，以此來促進(jìn)室內(nèi)的空氣流動，減少室內(nèi)的污染物排放，從而最終達(dá)到降低室內(nèi)的余濕、余熱的效果。風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)如圖1所示。

圖1 風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)

1.2 熱壓作用

由于室內(nèi)室外空氣的溫差而形成的熱壓，就是通過熱空氣會上升這個原理，在校園建筑物的上部安置排風(fēng)口，因此，室外的新鮮空氣可以被吸入，而室內(nèi)的污染空氣可以被排出。通風(fēng)口的設(shè)置對加強(qiáng)通風(fēng)來說還具有十分重要的作用。通常，影響熱壓通風(fēng)的因素有許多：包括兩窗孔的高度差、窗孔的位置以及室內(nèi)的空氣密度差等。如果外面的溫度低于里面，校園建筑物上部壓力較高，而下部的壓力較低，如這些地方有通風(fēng)口時，空氣從下面的開口進(jìn)入，從上面出去；如果室外溫度高于室內(nèi)溫度，則氣流方向相反。在設(shè)計過程中，可將校園建筑物內(nèi)豎向空間大大的利用起來。滿足了所需的高度差，就能將校園建筑中的熱氣排出，讓校園建筑物具有更好的通風(fēng)的效果。

1.3 兩者的共同作用

實(shí)際的校園建筑中，兩者的共同作用會產(chǎn)生自然通風(fēng)，熱壓與風(fēng)壓共同作用是校園建筑中自然通風(fēng)中最常見的效果，但是由于它們各自作用的效果程度不同，相對穩(wěn)定的是熱壓作用，比較容易完成的是煙囪效應(yīng)拔風(fēng)。相同一座校園建筑，風(fēng)壓作用的方向是相同的，下部迎風(fēng)面是熱壓力，進(jìn)入風(fēng)將大于熱壓力，如果迎風(fēng)面熱壓力大于上部風(fēng)壓力，很容易形成反向倒灌。但一天下來，外面的風(fēng)向不時發(fā)生改變，為了保證自然通風(fēng)的效果，在計算中一般不考慮風(fēng)壓的作用；但是，由于風(fēng)壓客觀存在，還需要考慮風(fēng)壓對自然通風(fēng)的影響，使熱壓與風(fēng)壓相輔相成，密切的配合使用。

1.4 機(jī)械輔助式自然通風(fēng)

現(xiàn)代校園建筑物的面積越來越大，樓層也越來越高，所以就更有必要來實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，但是也面臨一個通風(fēng)路徑變得更長的問題，這樣空氣就可以受到校園建筑物的阻礙，所以，依靠自然風(fēng)壓和熱風(fēng)就不能簡答的實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的效果。但是，由于自然環(huán)境的惡化，在城市環(huán)境惡劣的地區(qū)，自然通風(fēng)就會把惡劣的空氣帶到室內(nèi)，從而造成空氣的污染，進(jìn)一步危害到學(xué)生的健康。所以，在設(shè)計學(xué)校校園建筑的過程中，因?yàn)閷W(xué)校人口的密度大，從而流動的阻力較大，為了實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，這個時候就要輔助的自然通風(fēng)，通過機(jī)械輔助的方式來加速室內(nèi)通風(fēng)。

2 校園建筑設(shè)計中自然通風(fēng)原理的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)策略

2.1 優(yōu)化門窗開口位置的設(shè)計

在這類學(xué)校的校園建筑中，門窗的布置和門窗與墻體的比例要盡可能的優(yōu)化，這直接影響到校園建筑內(nèi)部的通風(fēng)效果和氣流。在設(shè)計學(xué)校校園建筑的過程中，一些增加門窗的設(shè)計應(yīng)盡量避免，最大程度上減少洞口的面積；此外，外墻的面積減少，門窗洞口的面積不斷增加時，也就是加大窗墻比的時候，會直接影響到校園建筑的一些性質(zhì)。

2.2 平面屋頂?shù)脑O(shè)計

一般情況下，我們會在平屋頂上設(shè)置以磚為支架的保溫層，達(dá)到通風(fēng)降溫的效果。但由于該方法不能利用熱壓實(shí)現(xiàn)通風(fēng)，夾層溫度過高，需要邊坡保溫層，這樣就可以使通過熱壓產(chǎn)生的上升的氣流帶走熱量，使相對來說比較冷的空氣從坡的下面進(jìn)入，從而有效的降低屋頂?shù)臏囟取?/p>

2.3 校園建筑物幕墻的設(shè)計

現(xiàn)在綠色校園建筑通用的一種設(shè)計就是被稱作“上層皮”的幕墻，設(shè)計是在雙層玻璃之間預(yù)留一定寬度的通風(fēng)管道，并且還搭配有可以調(diào)節(jié)角度的百頁。這樣，在夏天的時候，可以打開上下的進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口，從而實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，并且當(dāng)通道里面的空氣被加熱以后，可以通過風(fēng)壓，使熱空氣上升，冷空氣進(jìn)入，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)，當(dāng)冬天的時候，關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口，雙層玻璃的中間就可以儲存熱量，以此來增溫。

2.4 風(fēng)帽的設(shè)計

風(fēng)帽主要可以分為排風(fēng)帽和進(jìn)風(fēng)帽兩種類型，可以因地制宜，依據(jù)自己的需要來進(jìn)行設(shè)置，一般來說都是設(shè)置在屋頂上。這樣能夠把任何水平方向吹過來的風(fēng)都通過進(jìn)風(fēng)帽導(dǎo)入到系統(tǒng)里，然后再通過壓差從排風(fēng)帽里面導(dǎo)出去，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)的流動，增強(qiáng)通風(fēng)。

3 自然通風(fēng)技術(shù)的原理以及在校園建筑設(shè)計中的使用注意要點(diǎn)

（1）古往今來，生態(tài)文化的保護(hù)在社會中起著十分重要的作用，保護(hù)生態(tài)文化是每個社會公民應(yīng)盡的責(zé)任，我們要極力倡導(dǎo)并依靠自我行動，全力走生態(tài)發(fā)展可持續(xù)道路。

（2）現(xiàn)代社會我們都應(yīng)有創(chuàng)新精神，特別是對于校園建筑設(shè)計來說絕對不能盲目模仿以前的著名設(shè)計，因?yàn)楹苡锌赡苣且呀?jīng)過時，而且在現(xiàn)實(shí)社會中實(shí)絕對不合理，不科學(xué)的。自然通風(fēng)技術(shù)可以根據(jù)不同的地區(qū)、溫度和氣候產(chǎn)生不同的風(fēng)壓和熱壓，而我們祖國地大物博，地域廣闊，幾乎每個城市都有每個城市的溫度氣候，所以堅決不能盲目模仿。

（3）自然通風(fēng)技術(shù)對現(xiàn)代校園建筑設(shè)計來說有著至關(guān)重要的作用，特別是在能源越來越匱乏今天。我們?nèi)鐣祟惗紤?yīng)共同努力，合理運(yùn)用校園建筑設(shè)計中的自然通風(fēng)技術(shù)，努力走校園建筑與文明，自然相統(tǒng)一的道路，為我們的子孫后代創(chuàng)造福音碩果。

4 結(jié)語

隨著社會的迅猛發(fā)展，科技時我們越來越方便或舒適，但也讓我們越來越遠(yuǎn)離自然和諧的腳步。雖然隨著現(xiàn)代社會的到來，校園建筑絕大多數(shù)都是依賴于機(jī)械通風(fēng)，然而它會使我們的資源岌岌可危，這樣與自然和諧背道而馳，也使不符合個國家的可持續(xù)發(fā)展。因此我們在做校園建筑設(shè)計的時候，應(yīng)該合理運(yùn)用生態(tài)理念，巧妙運(yùn)用生態(tài)通風(fēng)技術(shù)，朝著可持續(xù)發(fā)展的芬芳之路繼續(xù)前行。