基于自然通風(fēng)目標(biāo)的建筑設(shè)計(jì)策略與方法

張 芳

北京炎黃聯(lián)合國際工程設(shè)計(jì)有限公司 北京 100048

對于當(dāng)期建筑而言，自然通風(fēng)是一個(gè)跨學(xué)科的綜合設(shè)計(jì)體系，而怎樣才能夠更加合理將其介入于建筑設(shè)計(jì)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，就需要有科學(xué)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，并采取正確的策略及方法來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。本文在此對建筑設(shè)計(jì)中自然通風(fēng)目標(biāo)的測量展開了分析，同時(shí)提出了合理的設(shè)計(jì)方法。

1、設(shè)計(jì)目標(biāo)

就建筑來看，其在通過空調(diào)在實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)環(huán)境改變的過程中，會造成能源的消耗，在其運(yùn)行過程中，將會產(chǎn)生源源不斷的熱量，進(jìn)而造成熱島效應(yīng)的持續(xù)提升，這就會導(dǎo)致能耗加劇，出現(xiàn)惡性循環(huán)的現(xiàn)象，對于環(huán)境有著惡劣影響。在建筑設(shè)計(jì)的自然通風(fēng)目標(biāo)中，對空調(diào)所造成的問題有很好的解決，其通過對空調(diào)的取代，來實(shí)現(xiàn)對建筑能耗及碳排放的減少，為生態(tài)環(huán)境的保護(hù)做出幫助。同時(shí)，其通過對室內(nèi)空氣溫、濕度的調(diào)節(jié)，來有效優(yōu)化空氣品質(zhì)，為人體提供一個(gè)更加舒適的環(huán)境。此外，結(jié)合所處環(huán)境的主導(dǎo)風(fēng)向與風(fēng)速，來有效降低城市噪音，并避免產(chǎn)生各種污染物。

2、基于自然通風(fēng)目標(biāo)的建筑設(shè)計(jì)策略

2.1 方案策略

在對建設(shè)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到自然通風(fēng)目標(biāo)的方案策略的實(shí)現(xiàn)，具體要體現(xiàn)出四點(diǎn)，即形態(tài)、界面、開口以及屋頂。就形態(tài)方面來看，在建筑群的布置方式和建筑物的平面形狀下，氣流將會產(chǎn)生各種變化，要深入分析風(fēng)向投射角以及房間內(nèi)風(fēng)速、風(fēng)場合渦旋的關(guān)系。在建筑平面形態(tài)上，要采用橫向舒展的平面，從而確保自然通風(fēng)的實(shí)現(xiàn)，還要最大程度的確保建筑的縱軸垂直于夏季主導(dǎo)風(fēng)向。在建筑內(nèi)部，除了要保證實(shí)現(xiàn)所有的功能需求，還要盡可能的減小穿過建筑物的氣流路徑，保證途徑中沒有過多的障礙物。就以自然通風(fēng)為目標(biāo)的建筑的界面來看，在設(shè)計(jì)概念方面，其與生物體的皮膚有著相同的特征，即自動調(diào)節(jié)的作用。根據(jù)室外環(huán)境的各種變化，整合通風(fēng)、制冷、采暖等功能，以此來更加靈活、科學(xué)的對通風(fēng)模式進(jìn)行調(diào)節(jié)。除了要保證室內(nèi)舒適度外，還要有效結(jié)合室外氣候環(huán)境，促進(jìn)用戶對個(gè)人環(huán)境的自動控制。就開口來看，建筑表面開口位置及面積將會對自然通風(fēng)的效果造成一定的影響。通過對風(fēng)口、進(jìn)出風(fēng)口方向的科學(xué)、有效的設(shè)計(jì)，完成更加良好的氣流循環(huán)。在實(shí)際應(yīng)用中，若氣流僅于風(fēng)口內(nèi)穿過，在此情況下，氣流就很難對室內(nèi)的其他地方造成影響，所以，一定要對建筑表面的開口位置及面積進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)。在建筑自然通風(fēng)系統(tǒng)中，屋頂是非常關(guān)鍵的部分之一，結(jié)合實(shí)際情況，對天窗、煙囪、風(fēng)斗等進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，為氣流構(gòu)建有效的進(jìn)出口。此外，還可以將構(gòu)建一個(gè)通風(fēng)屋頂，以此來作為獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，具體來看，通風(fēng)屋頂中往往都具備空氣間層，在熱壓通氣的作用下，來對屋頂表面溫度進(jìn)行增加或減少，以此來對室內(nèi)空氣溫度造成影響。

2.2 設(shè)備策略

在部分建筑中，自然通風(fēng)并不適用于每一個(gè)季節(jié)，在一些情況下，很可能會受到各種因素的影響，所以，要結(jié)合實(shí)際情況，來選擇有效的機(jī)械設(shè)備，從而為自然通風(fēng)提帶來其所需的動力。利用輔助設(shè)備，能夠有效優(yōu)化進(jìn)入室內(nèi)的空氣，實(shí)現(xiàn)對其溫度及濕度的改善，還可以降低城市噪音及污染物。在機(jī)械設(shè)備輔助系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)計(jì)中，要對建筑設(shè)計(jì)、內(nèi)部負(fù)荷等多種因素進(jìn)行充分的考慮。利用科學(xué)有效的環(huán)保方法，來最大程度的滿足內(nèi)部環(huán)境要求。

3、基于自然通風(fēng)目標(biāo)的建筑設(shè)計(jì)方法

本文結(jié)合建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐，提出了以通風(fēng)為目標(biāo)的建筑設(shè)計(jì)方法，具體來看，其主要遵循以下幾點(diǎn)：

3.1 多層次氣候環(huán)境分析

在氣候環(huán)境因素中，包括了溫度、濕度、等等多種因素，，各個(gè)因素間有著相應(yīng)的關(guān)系。如果在溫度、濕度和光輻射強(qiáng)度一致的情況下，區(qū)位條件的差異將會導(dǎo)致風(fēng)環(huán)境狀況產(chǎn)生很大不同，對于建筑通風(fēng)技術(shù)的選擇而言，各種空間初度氣候因子的作用均會對其造成一定的影響。在設(shè)計(jì)過程中，若只對建筑內(nèi)或建筑附近的通風(fēng)問題進(jìn)行考慮，往往無法正確的對所受城市氣候影響下的自然通風(fēng)問題進(jìn)行描述，為此，要充分考慮到綜合區(qū)域尺度、城市尺度、建筑尺度等各種層次的氣候環(huán)境，展開全面的分析。在設(shè)計(jì)過程中，城市各個(gè)季節(jié)的主導(dǎo)風(fēng)向及風(fēng)速是非常關(guān)鍵的依據(jù)。

3.2 確定適宜的通風(fēng)策略

在自然通風(fēng)當(dāng)中，不管是風(fēng)壓還是熱壓，都對其有著重要作用，是它的核心驅(qū)動力所在。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)所處環(huán)境的具體氣候，并結(jié)合建筑空間的特征，可能在風(fēng)壓、熱壓兩種方案中進(jìn)行選擇。可以根據(jù)需要，對方案進(jìn)行單獨(dú)使用，同時(shí)也可以共同作用。在建筑性質(zhì)側(cè)重于保溫性、氣密性的情況下，一般選擇熱壓通風(fēng)的方案，風(fēng)壓通風(fēng)的措施在此情況下并不適用。通過中庭，來盡可能的對“太陽煙囪”的作用進(jìn)行發(fā)揮，同時(shí)，可以利用人為的方式來提升通風(fēng)開口間的有效高差，例如通風(fēng)塔、天井等的建筑設(shè)計(jì)，以此來最大程度的以煙囪效應(yīng)實(shí)施撥風(fēng)。同時(shí)，在建筑當(dāng)中，重視對水體的設(shè)計(jì)，根據(jù)通風(fēng)的實(shí)際情況，來實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)制冷以及濕度的提升，對夜間通風(fēng)進(jìn)行利用，以此來有效降溫。若建筑性質(zhì)更多的體現(xiàn)為除濕，那么就要采用風(fēng)壓通風(fēng)，確保建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的開敞，實(shí)施底層架空設(shè)計(jì)，并結(jié)合挑檐、引風(fēng)墻等各種構(gòu)件，對通風(fēng)及遮陽進(jìn)行誘導(dǎo)。可以說，要想實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)自然通風(fēng)的合理設(shè)計(jì)，不能只是依賴于單一的模式，一定要充分結(jié)合實(shí)際情況，通過兩種通風(fēng)模式來共同作用，并根據(jù)建筑的通風(fēng)時(shí)機(jī)、方式等，來對主輔方式進(jìn)行合理的選擇。

4、結(jié)語

總而言之，在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，自然通風(fēng)并不是其所要實(shí)現(xiàn)的唯一目標(biāo)，但對其卻有著非常重要的意義，不但能夠確保建筑滿足審美及功能方面的要求，還可以實(shí)現(xiàn)對建筑性能的有效改善，對建筑舒適度的提升有很大幫助，是當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)中必須要重視的部分。