建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)問題探析

姜明松

（山東省東營(yíng)市墾利區(qū)興隆街道辦事處，山東 東營(yíng) 257500）

1 引言

建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)與周圍環(huán)境因素有緊密聯(lián)系。隨著城市建設(shè)步伐的加快，建筑設(shè)計(jì)也在不斷創(chuàng)新。為了營(yíng)造更舒適的室內(nèi)環(huán)境，將建筑通風(fēng)方面的設(shè)計(jì)影響因素屏蔽，以空調(diào)的方式去調(diào)整室內(nèi)溫度雖然能夠短時(shí)間內(nèi)解決室內(nèi)通風(fēng)與溫度問題，但卻增加了建筑成本與環(huán)境壓力，消耗了更多的能源。綠色建筑發(fā)展在持續(xù)深入，尤其是低碳概念下，傳統(tǒng)通風(fēng)設(shè)計(jì)理念已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)的要求。在這種情況下，就需要及時(shí)對(duì)通風(fēng)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行創(chuàng)新，對(duì)通風(fēng)技術(shù)重新審視，并越來越重視自然通風(fēng)方面的研究?；诖耍瑧?yīng)加大對(duì)建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)問題的研究力度，對(duì)通風(fēng)設(shè)計(jì)有更多的了解，及時(shí)創(chuàng)新通風(fēng)設(shè)計(jì)模式，取得更理想的通風(fēng)設(shè)計(jì)效果。

2 淺析建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)問題進(jìn)行研究，需提前詳細(xì)掌握設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)下建筑行業(yè)發(fā)展中，關(guān)于通風(fēng)設(shè)計(jì)方面的要求集中體現(xiàn)在GB 50019—2015《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》中。針對(duì)通風(fēng)設(shè)計(jì)，主要?jiǎng)澐譃閮煞N類型：自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)。不同的通風(fēng)設(shè)計(jì)類型在很多方面會(huì)存在差異，尤其是設(shè)備、通風(fēng)規(guī)劃方面。建筑結(jié)構(gòu)室內(nèi)通風(fēng)設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格按照GB/T 50378—2019《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，對(duì)風(fēng)速科學(xué)控制，規(guī)定在不影響人們正常的室內(nèi)活動(dòng)的基礎(chǔ)上，將風(fēng)速控制在5 m/s 以內(nèi)。當(dāng)然，通風(fēng)設(shè)計(jì)還要考慮建筑區(qū)域的空氣情況，及時(shí)對(duì)周圍空氣展開評(píng)價(jià)[1]。近年來，雖然通風(fēng)設(shè)計(jì)理念得到逐漸創(chuàng)新，并且將環(huán)保意識(shí)也逐漸融入其中。但是，對(duì)于具體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，還沒有形成真正的統(tǒng)一，限制了通風(fēng)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性發(fā)展，同時(shí)也增加了通風(fēng)設(shè)計(jì)的難度。這方面還需要及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步完善[2]。

3 建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)存在的問題

3.1 氣候調(diào)查與分析不到位

建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)中存在的問題中，氣候調(diào)查與分析不到位是常見問題之一。我國(guó)地域遼闊，不同地區(qū)的季節(jié)性特點(diǎn)存在明顯差異。但是，通過對(duì)建筑行業(yè)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，建筑工程通風(fēng)設(shè)計(jì)方面常按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)展開，導(dǎo)致出現(xiàn)通風(fēng)設(shè)計(jì)與實(shí)際建筑不符的情況。以南北地區(qū)的季節(jié)性變化為例進(jìn)行說明，南方地區(qū)季節(jié)性變化沒有北方地區(qū)季節(jié)性變化明顯，若以相同的標(biāo)準(zhǔn)展開設(shè)計(jì)，會(huì)導(dǎo)致建筑能耗增加，浪費(fèi)自然資源[3]。雖然建筑設(shè)計(jì)中越來越重視通風(fēng)設(shè)計(jì)，但是在通風(fēng)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員并沒有深入建筑工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)氣候與其他因素的調(diào)查研究不到位，尤其是氣候特征方面，以單一的通風(fēng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)去設(shè)計(jì)，必然會(huì)影響通風(fēng)設(shè)計(jì)的效果，不利于建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)問題的解決[4]。

3.2 通風(fēng)負(fù)荷計(jì)算精準(zhǔn)性存在偏差

建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)中，通風(fēng)負(fù)荷計(jì)算方面也存在問題。設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合建筑項(xiàng)目的具體資料以及勘察情況，分析不同因素對(duì)通風(fēng)設(shè)計(jì)的影響程度，并展開負(fù)荷計(jì)算[5]。受到建筑結(jié)構(gòu)的影響，通風(fēng)負(fù)荷計(jì)算與普通的采暖負(fù)荷計(jì)算存在一定的差別。通風(fēng)負(fù)荷計(jì)算必須以GB 50019—2015《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》為標(biāo)準(zhǔn)，但是因?yàn)橛?jì)算中需要考慮到氣候變化、溫度等因素，還需要靈活調(diào)整計(jì)算方式，防止計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)較大的偏差[6]。另外，還需要對(duì)通風(fēng)負(fù)荷計(jì)算方法進(jìn)一步研究，提高通風(fēng)負(fù)荷計(jì)算的精準(zhǔn)性。

3.3 隱藏的不確定因素過多

建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)中，不確定因素比較多也是必須解決的問題。尤其是其中的通風(fēng)量，當(dāng)前還沒有系統(tǒng)、明確的計(jì)算規(guī)定，設(shè)計(jì)過程中，常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算評(píng)估。在這種情況下，加大了通風(fēng)設(shè)計(jì)的難度，不利于保證通風(fēng)設(shè)計(jì)的合理性[7]。另外，若通風(fēng)設(shè)計(jì)期間通風(fēng)量計(jì)算不精確，甚至計(jì)算結(jié)果過大，必然會(huì)增加建筑通風(fēng)系統(tǒng)的能耗；若通風(fēng)設(shè)計(jì)中忽略通風(fēng)量計(jì)算，就不能保證建筑室內(nèi)空氣流通率，通風(fēng)質(zhì)量必然會(huì)受到影響。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視通風(fēng)量的準(zhǔn)確計(jì)算，及時(shí)排除不確定因素。在設(shè)計(jì)過程中，可以根據(jù)室內(nèi)結(jié)構(gòu)規(guī)劃將通風(fēng)量計(jì)算劃分為2 方面：降溫除濕和衛(wèi)生通風(fēng)，從而降低建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)中通風(fēng)量計(jì)算的難度，并且進(jìn)一步完善通風(fēng)設(shè)計(jì)方案[8]。

4 建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)問題解決的有效措施

通過對(duì)建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，并對(duì)其中存在的問題進(jìn)行剖析可知，要解決建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)中的問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)人員應(yīng)以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度正面應(yīng)對(duì)通風(fēng)設(shè)計(jì)中的難題，積極在探索中總結(jié)解決措施，進(jìn)一步完善建筑通風(fēng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建筑通風(fēng)的節(jié)能減排。

4.1 科學(xué)、充分利用自然風(fēng)

傳統(tǒng)的建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)中，為了滿足室內(nèi)舒適度的要求，常采取機(jī)械通風(fēng)的方式。但是機(jī)械通風(fēng)不僅會(huì)增加通風(fēng)成本，增加能耗，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。自然風(fēng)既可以調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，又能夠協(xié)助建筑工程做到節(jié)能減排。為了實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)，通風(fēng)設(shè)計(jì)應(yīng)將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向?qū)ψ匀伙L(fēng)的充分利用。對(duì)于自然風(fēng)的應(yīng)用，需要從兩方面著手。

4.1.1 風(fēng)壓

建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)中，風(fēng)壓是實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的主要?jiǎng)恿?。風(fēng)壓由于空氣流動(dòng)而形成，因?yàn)榭諝庠诹鲃?dòng)過程中被阻擋，繼而產(chǎn)成靜壓。建筑工程項(xiàng)目若處于外部通風(fēng)條件比較理想的位置，根據(jù)對(duì)周圍環(huán)境條件與氣候變化等調(diào)查，可在通風(fēng)設(shè)計(jì)中充分利用自然環(huán)境形成的風(fēng)壓，實(shí)現(xiàn)建筑的有效通風(fēng)。圖1 為風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)模擬圖。

圖1 風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)模擬圖

以某建筑物為例，風(fēng)吹向建筑物的過程中，建筑結(jié)構(gòu)自然會(huì)對(duì)風(fēng)產(chǎn)生阻擋作用，這個(gè)過程中，靜壓會(huì)隨著阻擋作用的影響而升高，在建筑的側(cè)面和背風(fēng)面形成局部渦流，如此可以降低靜壓，使建筑結(jié)構(gòu)的迎風(fēng)面與背風(fēng)面由于受到靜壓作用而出現(xiàn)壓力差，在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部由于受到壓力差的影響使空氣迅速流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)理想的室內(nèi)外的空氣交換。

根據(jù)風(fēng)壓這一原理，在普通房屋建筑項(xiàng)目通風(fēng)設(shè)計(jì)中，為增強(qiáng)通風(fēng)效果，可以盡可能增加穿堂風(fēng)空間，同時(shí)，注意迎面風(fēng)與建筑結(jié)構(gòu)的夾角應(yīng)大于或等于45°，并且可以通過對(duì)建筑群平面的合理布置調(diào)整區(qū)域風(fēng)壓，優(yōu)化室內(nèi)通風(fēng)效果，不僅使舒適度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，而且也降低了空調(diào)等通風(fēng)設(shè)備的使用率，降低能耗，實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)。

4.1.2 熱壓

自然通風(fēng)設(shè)計(jì)中，熱壓也是空氣流動(dòng)的重要?jiǎng)恿?。結(jié)合建筑工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及對(duì)通風(fēng)設(shè)計(jì)的要求，科學(xué)利用熱壓也可以達(dá)到自然通風(fēng)的目的。自然通風(fēng)中熱壓的利用主要以“煙囪效應(yīng)”為主。因?yàn)榻ㄖ飪?nèi)部與外部空間空間空氣的成分及含量有所不同，所以，空氣密度也存在明顯差異，加上建筑室內(nèi)外溫度差異的影響，室內(nèi)空氣會(huì)迅速上升，以排風(fēng)口為通道及時(shí)排出，以此來達(dá)到更新室內(nèi)空氣的目的。圖2 為熱壓作用下的自然通風(fēng)模擬圖。

圖2 熱壓作用下的自然通風(fēng)模擬圖

建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)期間，為了充分發(fā)揮熱壓在自然通風(fēng)中的作用，需要對(duì)排風(fēng)口進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，確保室內(nèi)空氣能夠及時(shí)排除，室外空氣順利進(jìn)入，完成空氣置換，取得理想的自然通風(fēng)效果，并且保證室內(nèi)空氣環(huán)境的舒適性。

4.2 科學(xué)規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)布局

建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)問題的解決，還需要從建筑結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，尤其是建筑物朝向與建筑物間距方面。

4.2.1 建筑物朝向的合理規(guī)劃設(shè)計(jì)

建筑物朝向決定著通風(fēng)情況與日照時(shí)間等，這些都是通風(fēng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。建筑物朝向的確定需參考日照角度變化，還要計(jì)算日照量，調(diào)查當(dāng)?shù)丨h(huán)境變化的相關(guān)資料，尤其是季節(jié)性變化中的主導(dǎo)風(fēng)向，在此基礎(chǔ)上整理出空氣溫度與風(fēng)速等參數(shù)。

每個(gè)地區(qū)的自然條件都具有獨(dú)特性，自然條件也會(huì)存在很大的差別。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，特別是通風(fēng)設(shè)計(jì)，必須對(duì)自然條件進(jìn)行綜合考慮，以此來得到理想的通風(fēng)設(shè)計(jì)方案。我國(guó)南方地區(qū)主導(dǎo)方向以南風(fēng)為主，基于這一特點(diǎn)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑結(jié)構(gòu)朝南設(shè)計(jì)可以最大限度地利用自然通風(fēng)，降低空調(diào)使用率，節(jié)約通風(fēng)能耗。

4.2.2 科學(xué)控制建筑物的間距

建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)中，還必須考慮建筑群的間距，合理確定建筑間距，這樣不僅可以對(duì)空間布局進(jìn)行優(yōu)化，得到理想的設(shè)計(jì)效果，同時(shí)也能夠完善通風(fēng)設(shè)計(jì)，解決通風(fēng)設(shè)計(jì)中的問題，提高通風(fēng)效率。建筑工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)遇到建筑物日照量不夠的情況，出現(xiàn)這方面的主要原因就是間距設(shè)計(jì)不合理，后排建筑物被前排建筑物擋住，陽(yáng)光無(wú)法照射進(jìn)來，同時(shí)限制了建筑物的通風(fēng)。面對(duì)這種情況，首要任務(wù)就是對(duì)建筑物的間距進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，結(jié)合日照、風(fēng)向等因素，將間距加大，滿足后排建筑物的日照需求，如此也為通風(fēng)設(shè)計(jì)提供便利。

4.3 減小通風(fēng)負(fù)荷計(jì)算誤差

通風(fēng)設(shè)計(jì)中，為了有效控制通風(fēng)負(fù)荷計(jì)算中的誤差，要對(duì)室內(nèi)設(shè)備的散熱情況詳細(xì)掌握，還要分析照明設(shè)備的散熱情況，并計(jì)算人體散熱。以相關(guān)參數(shù)創(chuàng)建計(jì)算模型，繼而展開通風(fēng)負(fù)荷計(jì)算，將負(fù)荷值控制在規(guī)定范圍內(nèi)。

4.4 準(zhǔn)確計(jì)算通風(fēng)設(shè)計(jì)的通風(fēng)量

通風(fēng)量計(jì)算中，由于存在很多不確定因素，所以，計(jì)算過程存在較大的難度。為了方便計(jì)算，分為衛(wèi)生通風(fēng)量與降溫除濕通風(fēng)量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行計(jì)算。

4.4.1 衛(wèi)生通風(fēng)量

根據(jù)空調(diào)以及采暖通風(fēng)量等標(biāo)準(zhǔn)以及計(jì)算模式進(jìn)行。

4.4.2 降溫除濕通風(fēng)量

在降溫除濕通風(fēng)量的實(shí)際計(jì)算中，涉及的內(nèi)容比較多，并且分為余熱、余濕2 個(gè)方面。還要考慮到建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的其他結(jié)構(gòu)間的空氣流通量，準(zhǔn)確計(jì)算通風(fēng)量。

得到精確的通風(fēng)量數(shù)值后，可以及時(shí)調(diào)整通風(fēng)設(shè)計(jì)方案，保證建筑空間通風(fēng)設(shè)計(jì)科學(xué)合理。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)關(guān)系著建筑使用的舒適性與建筑質(zhì)量，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中存在一些問題，因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須對(duì)通風(fēng)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究，針對(duì)性地總結(jié)行之有效的解決措施，提高建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)水平，減少建筑使用期間的能耗，實(shí)現(xiàn)建筑的綠色節(jié)能設(shè)計(jì)。