基于自然通風目標的建筑設計策略與方法

張 芳

北京炎黃聯合國際工程設計有限公司 北京 100048

對于當期建筑而言，自然通風是一個跨學科的綜合設計體系，而怎樣才能夠更加合理將其介入于建筑設計過程的各個環節，就需要有科學的設計目標，并采取正確的策略及方法來實現這一目標。本文在此對建筑設計中自然通風目標的測量展開了分析，同時提出了合理的設計方法。

1、設計目標

就建筑來看，其在通過空調在實現對室內環境改變的過程中，會造成能源的消耗，在其運行過程中，將會產生源源不斷的熱量，進而造成熱島效應的持續提升，這就會導致能耗加劇，出現惡性循環的現象，對于環境有著惡劣影響。在建筑設計的自然通風目標中，對空調所造成的問題有很好的解決，其通過對空調的取代，來實現對建筑能耗及碳排放的減少，為生態環境的保護做出幫助。同時，其通過對室內空氣溫、濕度的調節，來有效優化空氣品質，為人體提供一個更加舒適的環境。此外，結合所處環境的主導風向與風速，來有效降低城市噪音，并避免產生各種污染物。

2、基于自然通風目標的建筑設計策略

2.1 方案策略

在對建設進行設計時，要充分考慮到自然通風目標的方案策略的實現，具體要體現出四點，即形態、界面、開口以及屋頂。就形態方面來看，在建筑群的布置方式和建筑物的平面形狀下，氣流將會產生各種變化，要深入分析風向投射角以及房間內風速、風場合渦旋的關系。在建筑平面形態上，要采用橫向舒展的平面，從而確保自然通風的實現，還要最大程度的確保建筑的縱軸垂直于夏季主導風向。在建筑內部，除了要保證實現所有的功能需求，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。就以自然通風為目標的建筑的界面來看，在設計概念方面，其與生物體的皮膚有著相同的特征，即自動調節的作用。根據室外環境的各種變化，整合通風、制冷、采暖等功能，以此來更加靈活、科學的對通風模式進行調節。除了要保證室內舒適度外，還要有效結合室外氣候環境，促進用戶對個人環境的自動控制。就開口來看，建筑表面開口位置及面積將會對自然通風的效果造成一定的影響。通過對風口、進出風口方向的科學、有效的設計，完成更加良好的氣流循環。在實際應用中，若氣流僅于風口內穿過，在此情況下，氣流就很難對室內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行嚴格的設計。在建筑自然通風系統中，屋頂是非常關鍵的部分之一，結合實際情況，對天窗、煙囪、風斗等進行合理的設計，為氣流構建有效的進出口。此外，還可以將構建一個通風屋頂，以此來作為獨立的通風系統，具體來看，通風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行增加或減少，以此來對室內空氣溫度造成影響。

2.2 設備策略

在部分建筑中，自然通風并不適用于每一個季節，在一些情況下，很可能會受到各種因素的影響，所以，要結合實際情況，來選擇有效的機械設備，從而為自然通風提帶來其所需的動力。利用輔助設備，能夠有效優化進入室內的空氣，實現對其溫度及濕度的改善，還可以降低城市噪音及污染物。在機械設備輔助系統的實際設計中，要對建筑設計、內部負荷等多種因素進行充分的考慮。利用科學有效的環保方法，來最大程度的滿足內部環境要求。

3、基于自然通風目標的建筑設計方法

本文結合建筑設計實踐，提出了以通風為目標的建筑設計方法，具體來看，其主要遵循以下幾點：

3.1 多層次氣候環境分析

在氣候環境因素中，包括了溫度、濕度、等等多種因素，，各個因素間有著相應的關系。如果在溫度、濕度和光輻射強度一致的情況下，區位條件的差異將會導致風環境狀況產生很大不同，對于建筑通風技術的選擇而言，各種空間初度氣候因子的作用均會對其造成一定的影響。在設計過程中，若只對建筑內或建筑附近的通風問題進行考慮，往往無法正確的對所受城市氣候影響下的自然通風問題進行描述，為此，要充分考慮到綜合區域尺度、城市尺度、建筑尺度等各種層次的氣候環境，展開全面的分析。在設計過程中，城市各個季節的主導風向及風速是非常關鍵的依據。

3.2 確定適宜的通風策略

在自然通風當中，不管是風壓還是熱壓，都對其有著重要作用，是它的核心驅動力所在。在實際應用中，根據所處環境的具體氣候，并結合建筑空間的特征，可能在風壓、熱壓兩種方案中進行選擇。可以根據需要，對方案進行單獨使用，同時也可以共同作用。在建筑性質側重于保溫性、氣密性的情況下，一般選擇熱壓通風的方案，風壓通風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”的作用進行發揮，同時，可以利用人為的方式來提升通風開口間的有效高差，例如通風塔、天井等的建筑設計，以此來最大程度的以煙囪效應實施撥風。同時，在建筑當中，重視對水體的設計，根據通風的實際情況，來實現蒸發制冷以及濕度的提升，對夜間通風進行利用，以此來有效降溫。若建筑性質更多的體現為除濕，那么就要采用風壓通風，確保建筑圍護結構的開敞，實施底層架空設計，并結合挑檐、引風墻等各種構件，對通風及遮陽進行誘導。可以說，要想實現建筑內自然通風的合理設計，不能只是依賴于單一的模式，一定要充分結合實際情況，通過兩種通風模式來共同作用，并根據建筑的通風時機、方式等，來對主輔方式進行合理的選擇。

4、結語

總而言之，在建筑設計當中，自然通風并不是其所要實現的唯一目標，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，還可以實現對建筑性能的有效改善，對建筑舒適度的提升有很大幫助，是當前建筑設計中必須要重視的部分。