基于地域性建構(gòu)的綠色建筑通風形式設計研究

摘" 要：聚焦于基于地域性建構(gòu)的綠色建筑通風形式設計，分析不同地域的氣候、地理等特征，探討與之適配的綠色建筑通風形式。采用案例分析、實地調(diào)研與模擬計算等方法，詳細闡述自然通風、機械通風及混合通風在不同地域的應用策略，并借助具體數(shù)據(jù)表格展示不同通風形式的性能表現(xiàn)與節(jié)能效果。旨在為綠色建筑通風設計提供科學依據(jù)，以實現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展與地域適應性。

關(guān)鍵詞：地域性建構(gòu)；綠色建筑；通風形式；可持續(xù)發(fā)展

1 前言

隨著全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展的重視，綠色建筑成為建筑領域的重要發(fā)展方向。通風作為建筑環(huán)境控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不僅影響室內(nèi)空氣質(zhì)量和熱舒適性，還與建筑能耗密切相關(guān)。不同地域具有獨特的氣候、地形以及文化等因素，這些因素影響著建筑通風形式的選擇與設計?；诘赜蛐越?gòu)進行綠色建筑通風形式設計，充分利用地域自然條件，減少能源消耗，提升建筑的適應性和舒適度。因此，研究基于地域性建構(gòu)的綠色建筑通風形式設計具有重要的現(xiàn)實意義。

2地域性因素對綠色建筑通風的影響

2.1氣候因素

氣候因素對基于地域性建構(gòu)的綠色建筑通風形式設計影響深遠。溫度方面，炎熱地區(qū)如南方部分區(qū)域，夏季漫長高溫，需借助自然通風加速室內(nèi)散熱，帶走熱量；寒冷地區(qū)如東北，冬季嚴寒，通風要兼顧空氣質(zhì)量與熱量保持，可采用帶熱回收的機械通風。濕度也不容忽視，在潮濕的沿海地區(qū)，通風要考慮除濕，通過自然通風引入干燥空氣，結(jié)合機械通風和除濕設備控制濕度；干燥地區(qū)則可能需在通風時適當加濕[1]。

2.2地理因素

地理因素對綠色建筑通風有著顯著影響。在地形地貌方面，山區(qū)復雜的地勢使氣流變化多樣，如山谷風的存在為通風創(chuàng)造了獨特條件。建筑設計可利用山谷白天與夜晚風向的交替，合理布局通風口，引導自然風穿堂而過，實現(xiàn)室內(nèi)通風換氣。而平原地區(qū)相對開闊，雖通風較為規(guī)整，但需留意周邊建筑布局對氣流的干擾，避免通風不暢[2]。海拔高度同樣關(guān)鍵，改變空氣密度與氣壓，可影響通風動力需求。在高海拔地區(qū)，空氣稀薄，為達到良好通風效果，需加大通風設備功率或調(diào)整通風口面積，以確保室內(nèi)有足夠的新鮮空氣流通。

2.3文化因素

文化因素在綠色建筑通風設計中起著獨特且關(guān)鍵的作用。傳統(tǒng)建筑文化是一座蘊藏通風智慧的寶庫，不同地域的傳統(tǒng)建筑，因本地氣候與生活需求，發(fā)展出各具特色的通風方式。例如，我國福建的土樓，其獨特的環(huán)形布局和內(nèi)部空間設計，有利于空氣的自然流通與循環(huán)，在炎熱天氣下能有效降溫[3]。又如，地中海地區(qū)的建筑，厚墻小窗的設計，可在阻擋外部熱氣的同時，實現(xiàn)通風換氣。

3綠色建筑通風形式分類與原理

3.1自然通風

一方面，風壓通風是利用建筑迎風面和背風面的壓力差實現(xiàn)空氣流動，當風吹向建筑時，迎風面空氣壓力增大，背風面空氣壓力減小，形成壓力差。合理設置建筑的進風口和出風口，可引導空氣在建筑內(nèi)部流動。在建筑的迎風面設置較低的進風口，背風面設置較高的出風口，可形成良好的通風路徑。風壓通風的效果受風速、風向、建筑形狀和開口位置等因素影響；另一方面，熱壓通風基于室內(nèi)外空氣溫度差產(chǎn)生的密度差而形成。室內(nèi)熱空氣密度小，會上升，室外冷空氣密度大，會從下部進入室內(nèi)，形成空氣流動。在建筑中設置中庭或煙囪等垂直通道，可加強熱壓通風效果。熱壓通風的強度與室內(nèi)外溫差、通風通道高度等因素有關(guān)[4]。

3.2機械通風

機械通風是結(jié)合機械裝置向室內(nèi)引入空氣或從室內(nèi)排出空氣，使室內(nèi)空氣達到一定的換氣次數(shù)，以保證室內(nèi)空氣質(zhì)量。機械通風可分為機械送風、機械排風以及送排風結(jié)合的方式。在一些大型商業(yè)建筑或工業(yè)建筑中，由于空間較大，自然通風難以滿足通風需求，常采用機械通風系統(tǒng)。此外，局部通風是針對特定區(qū)域進行通風，如廚房、衛(wèi)生間等產(chǎn)生異味或污染物的區(qū)域。安裝排風扇等設備，及時排出局部區(qū)域的污濁空氣，保持空氣清新。局部通風具有針對性強、能耗低等優(yōu)點。

3.3混合通風

混合通風結(jié)合了自然通風和機械通風的優(yōu)點，根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境條件和建筑使用需求，靈活切換通風模式。在氣候適宜時，優(yōu)先采用自然通風，以降低能耗；當自然通風無法滿足室內(nèi)環(huán)境要求時，啟動機械通風。在過渡季節(jié)，白天可利用自然通風，夜晚溫度降低時，可適當開啟機械通風，加強通風效果，改善室內(nèi)熱舒適性[5]。

4基于地域性建構(gòu)的綠色建筑通風形式設計策略

4.1炎熱地區(qū)通風形式設計

一方面，在炎熱地區(qū)，應充分利用自然通風降低室內(nèi)溫度。優(yōu)化建筑布局，使建筑朝向主導風向，增加迎風面面積。采用通透的建筑設計，如設置大面積的門窗、通風廊道等，促進空氣流通。例如，在我國嶺南地區(qū)的一些傳統(tǒng)建筑，采用梳式布局，建筑之間形成通風巷道，有效引導自然風通過。同時，結(jié)合屋頂通風和庭院通風，進一步增強通風效果。在屋頂設置通風口或通風閣樓，利用熱壓通風原理，排出屋頂積聚的熱量；在庭院中種植樹木，形成局部小氣候，改善通風條件。另一方面，在炎熱的夏季，當自然通風無法滿足室內(nèi)舒適度要求時，可采用機械通風輔助降溫。安裝吊扇、壁扇等局部機械通風設備，加速空氣流動，增強人體散熱。對于大型建筑，可采用帶有除濕功能的機械通風系統(tǒng)，在通風的同時降低室內(nèi)濕度。混合通風模式在炎熱地區(qū)也具有重要應用價值。通過智能控制系統(tǒng)，根據(jù)室內(nèi)外溫度、濕度、風速等參數(shù)，自動切換自然通風和機械通風模式，實現(xiàn)節(jié)能與舒適的平衡。

4.2寒冷地區(qū)通風形式設計

寒冷地區(qū)冬季自然通風需在保證室內(nèi)空氣質(zhì)量的前提下，盡量減少熱量散失?？刹捎瞄g歇式自然通風方式，在陽光充足、室外溫度相對較高的時段，開啟通風口進行通風換氣。合理設計通風口的位置和大小，避免冷風直接吹向人體。在建筑的南向設置可調(diào)節(jié)的通風口，利用南向陽光照射使通風口附近空氣升溫，減少冷空氣進入室內(nèi)的影響。同時，在通風口處設置保溫隔熱裝置，如雙層玻璃、保溫百葉等，降低熱量損失。此外，寒冷地區(qū)的機械通風應注重熱回收功能。采用帶有熱回收裝置的通風系統(tǒng)，如全熱交換器，在排出室內(nèi)污濁空氣的同時，回收其中的熱量，預熱送入的新鮮空氣。對于一些對室內(nèi)空氣質(zhì)量要求較高的建筑，如醫(yī)院、學校等，可采用機械通風與自然通風相結(jié)合的混合通風模式。在過渡季節(jié)，充分利用自然通風；在冬季，則以機械通風為主，結(jié)合熱回收裝置，保證室內(nèi)空氣質(zhì)量和熱舒適性。

4.3潮濕地區(qū)通風形式設計

在潮濕地區(qū)進行基于地域性建構(gòu)的綠色建筑通風形式設計，需充分考慮除濕這一關(guān)鍵需求。在自然通風方面，優(yōu)化建筑布局是關(guān)鍵，確保建筑具備良好通風條件，避免潮濕空氣積聚。如沿海地區(qū)建筑，可采用通透平面布局，設置前后通風口，形成穿堂風，加速空氣流通，有效帶走濕氣。同時，在屋頂設置通風屋脊或通風天窗，利用熱壓通風原理，排出屋頂潮濕空氣。在建筑周圍種植樹木，不僅能調(diào)節(jié)局部氣候，還能輔助減少空氣濕度。此外，對于機械通風與混合通風，潮濕地區(qū)的機械通風應配備除濕設備，如除濕機或具備除濕功能的空調(diào)系統(tǒng)。在濕度較高時段，啟動機械通風與除濕設備，快速降低室內(nèi)濕度?；旌贤L模式可依據(jù)室內(nèi)外濕度變化自動切換。當室外空氣濕度較低時，優(yōu)先采用自然通風，充分利用自然條件降低能耗；當室外空氣濕度較高時，開啟機械通風并結(jié)合除濕設備，確保室內(nèi)濕度始終處于舒適范圍內(nèi)，為居住者營造干爽舒適的室內(nèi)環(huán)境。

4.4干燥地區(qū)通風形式設計

在干燥地區(qū)進行基于地域性建構(gòu)的綠色建筑通風形式設計，需著重考慮增加空氣濕度，以提升室內(nèi)舒適度。在自然通風方面，可在建筑周邊設置水體，如人工湖、噴泉等，借助水體蒸發(fā)來增加空氣濕度。合理規(guī)劃建筑布局，引導通風路徑經(jīng)過水體附近，讓濕潤空氣順利進入室內(nèi)。同時，精準設置通風口并合理控制通風量與時間至關(guān)重要，避免通風過度導致室內(nèi)空氣過于干燥。在一些干旱地區(qū)的建筑，于庭院中設置水池，利用自然通風將水池蒸發(fā)的水汽帶入室內(nèi)，有效改善室內(nèi)濕度環(huán)境。

在機械通風與混合通風方面，干燥地區(qū)的機械通風系統(tǒng)應配備加濕設備，如加濕器，在通風過程中對送入的空氣進行加濕處理?；旌贤L模式則依據(jù)室內(nèi)外濕度情況靈活切換。當室外空氣濕度適宜時，優(yōu)先采用自然通風，充分利用自然條件降低能耗，同時引入新鮮空氣；而當室外空氣過于干燥時，及時啟動機械通風并結(jié)合加濕設備，確保送入室內(nèi)的空氣濕度達到舒適水平。促進智能化的通風模式切換，既滿足干燥地區(qū)對空氣濕度調(diào)節(jié)的需求，又兼顧節(jié)能要求，為居住者營造一個濕度適宜、舒適健康的室內(nèi)空間環(huán)境。

5基于地域性建構(gòu)的綠色建筑通風形式案例分析

5.1某南方炎熱地區(qū)綠色辦公建筑

（1）項目概況。該辦公建筑位于我國南方某城市，建筑面積為10000 m2，共6層。該地區(qū)夏季炎熱，冬季溫和，主導風向為東南風。

（2）通風形式設計。采用自然通風與機械通風相結(jié)合的混合通風模式。建筑朝向東南，以利于夏季通風。在建筑的東南面設置大面積的可開啟門窗作為進風口，西北面設置高側(cè)窗作為出風口，形成良好的風壓通風路徑。在建筑內(nèi)部設置中庭，利用熱壓通風原理，加強通風效果。在過渡季節(jié)和涼爽的夜晚，主要采用自然通風；在炎熱的夏季，當自然通風無法滿足室內(nèi)溫度要求時，啟動機械通風系統(tǒng)，包括屋頂通風機和室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)。

（3）通風效果與節(jié)能分析。結(jié)合模擬計算和實際監(jiān)測，該建筑在過渡季節(jié)自然通風的有效通風時間可達80%及以上，降低了機械通風能耗。與傳統(tǒng)辦公建筑相比，采用混合通風模式后，每年可節(jié)省空調(diào)能耗約30%。具體數(shù)據(jù)見表1。

5.2某北方寒冷地區(qū)綠色住宅

（1）項目概況

該住宅位于我國北方某城市，建筑面積為2000 m2，共3層。該地區(qū)冬季寒冷，夏季涼爽，主導風向為西北風。

（2）通風形式設計

采用以機械通風為主，自然通風為輔的混合通風模式。在冬季，通過帶有熱回收裝置的機械通風系統(tǒng)，保證室內(nèi)空氣質(zhì)量和熱舒適性。通風系統(tǒng)的熱回收效率可達70%及以上，有效減少了熱量散失。在夏季，可開啟部分外窗進行自然通風。同時，在屋頂設置通風天窗，利用熱壓通風原理，排出室內(nèi)熱空氣。

（3）通風效果與節(jié)能分析

經(jīng)實際運行監(jiān)測，該住宅在冬季通過熱回收通風系統(tǒng)，室內(nèi)溫度保持在20℃左右，同時保證了良好的空氣質(zhì)量。與未采用熱回收通風系統(tǒng)的住宅相比，每年可節(jié)省供暖能耗約25%。具體數(shù)據(jù)見表2。

6結(jié)論

基于地域性建構(gòu)的綠色建筑通風形式設計，是實現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。充分考慮地域的氣候、地理和文化因素，合理選擇和設計通風形式，能有效提高室內(nèi)空氣質(zhì)量和熱舒適性，降低建筑能耗。案例分析表明，基于地域性建構(gòu)的通風形式設計能夠取得顯著的節(jié)能效果和良好的室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)。未來，隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展和對可持續(xù)發(fā)展要求的提高，應進一步研究基于地域性建構(gòu)的綠色建筑通風形式設計，結(jié)合智能控制技術(shù)、新材料等，不斷優(yōu)化通風系統(tǒng)，為人們創(chuàng)造更加舒適、健康、節(jié)能的建筑環(huán)境。

參考文獻

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[3]曹輝，鞠瑞馨，劉子寧.寒冷地區(qū)超低能耗建筑設計策略研究[J].智能建筑與智慧城市，2024（9）：110-113.

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[5]賴宏偉.夏熱冬冷地區(qū)高層建筑綠色節(jié)能設計探討[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2021，48（15）：163-164.

作者簡介：李悅（1995.09-），女，漢族，黑龍江佳木斯人，助教，碩士研究生，研究方向：綠色建筑。