綠色建筑自然通風(fēng)的外圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

李嘉穩(wěn)

摘? ? 要：當(dāng)今社會，能源危機逐漸推進，人們的認知水平與過去相比明顯提高，以空調(diào)為代表的多項技術(shù)，由于能耗過大，應(yīng)用頻率也有所降低，自然通風(fēng)等建筑取而代之，成為人們討論的焦點。文章從綠色建筑的角度出發(fā)，圍繞著自然通風(fēng)設(shè)計展開了討論，由于外圍護結(jié)構(gòu)對建筑通風(fēng)效果具有直接影響，因此，文中主要提出了三種外圍護結(jié)構(gòu)所適用的設(shè)計方案，分別是與空間設(shè)計進行結(jié)合、附加相應(yīng)的構(gòu)造措施還有合理應(yīng)用雙層皮幕墻，供設(shè)計人員參考。

關(guān)鍵詞：綠色建筑;自然通風(fēng);外圍護結(jié)構(gòu);設(shè)計方案

1? 引言

首先應(yīng)當(dāng)明確一點，作為一項重要的建筑技術(shù)，自然通風(fēng)在提高建筑舒適度方面，往往可以起到無法比擬的作用，雖然空調(diào)的出現(xiàn)，使得自然通風(fēng)的重要性被削弱，但是在溫室效應(yīng)越來越突出的當(dāng)今社會，自然通風(fēng)又一次引起了人們的重視，合理應(yīng)用該項技術(shù)，不僅可以使室內(nèi)環(huán)境變得更加舒適，還能夠降低建筑的能耗。下文主要圍繞著外圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計展開分析，這是因為外圍護結(jié)構(gòu)決定了室內(nèi)外的通風(fēng)換氣，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2? 與空間設(shè)計進行結(jié)合

對綠色建筑而言，在設(shè)計外圍護結(jié)構(gòu)的同時對空間進行設(shè)計，所形成的外圍護結(jié)構(gòu)的樣式，更加符合空間設(shè)計提出的要求，建筑剖面、立面形式稍顯平淡的問題能夠得到有效解決，隨著建筑功能空間被有效整合，自然通風(fēng)的效果也會變得更加明顯。現(xiàn)階段，較為常見的結(jié)合方式有兩種，分別是融合與穿插。

2.1? 融合設(shè)計

要想將外圍護結(jié)構(gòu)和建筑空間進行融合，較為常見的方式是將室內(nèi)庭院和外圍護結(jié)構(gòu)相結(jié)合，在建筑入口處，打造由外圍護結(jié)構(gòu)組成的大庭院，這樣做可以使空間功能變得更加明確，另外，外圍護結(jié)構(gòu)具有的整體性也會得到提升。與下文提到的穿插設(shè)計相比，融合設(shè)計的封閉性更強，具有良好的保溫效果，因此，該設(shè)計方式較常被用在中緯度和高緯度地區(qū)。

2.2? 穿插設(shè)計

基于建筑空間和外圍護結(jié)構(gòu)展開的穿插設(shè)計工作，從本質(zhì)上來說，就是將過渡空間與實體空間進行結(jié)合，一般來說，過渡空間的樣式通常為空中庭院，適在高層建筑可以充分發(fā)揮出自身的作用。將結(jié)構(gòu)與空間相結(jié)合，在建筑內(nèi)部插入過渡空間，有利于建筑和過渡空間的結(jié)合，立面迎風(fēng)壓力差被擴大，自然風(fēng)可以更加輕松地進入建筑。需要注意一點，在外圍護結(jié)構(gòu)上插入空間，會導(dǎo)致建筑的形體系數(shù)被提高，對于氣候干熱或寒冷的地區(qū)而言，這種設(shè)計方法并不適用。以香港理工大學(xué)紅磡灣校區(qū)的建筑為例，設(shè)計人員便應(yīng)用穿插設(shè)計的方法，對建筑的外圍護結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計，通過在空中庭院種植植物的方式，降低室內(nèi)溫度，大量使用能夠增加自然風(fēng)量的可開式窗戶，在保證室內(nèi)環(huán)境舒適度的基礎(chǔ)上，避免了電力的不必要消耗，另外，空中庭院還可以作為學(xué)生開展室外活動的空間。

3? 附加相應(yīng)的構(gòu)造措施

要想對綠色建筑在自然通風(fēng)方面的效果進行優(yōu)化，附加相應(yīng)的構(gòu)造措施，屬于在諸多設(shè)計方案中，相對簡單的一種。設(shè)計人員可以利用不同的構(gòu)造形式，對氣流產(chǎn)生影響，最終達到通風(fēng)的目的。用來產(chǎn)生壓力梯度的方法同樣有兩種，分別如下：一種是導(dǎo)風(fēng)入室，也就是利用自然風(fēng)，在建筑外部形成壓力差，只有在風(fēng)環(huán)境適宜的情況下，該方式才能夠得到有效利用，因此，導(dǎo)風(fēng)入室的方法，常被應(yīng)用在濕熱氣候區(qū);另一種是以冷暖空氣具有不同密度為依托，形成壓力差。由于冷空氣的密度低于暖空氣，因此，所形成壓力差對暖空氣具有抬升作用，與導(dǎo)風(fēng)入室相比，這種方法的封閉性更好，也就更適合干熱或是寒冷氣候區(qū)。

4? 合理應(yīng)用雙層皮幕墻

目前，在高層建筑中，雙層皮幕墻的“出鏡率”極高。一方面，在高層建筑中應(yīng)用單層幕墻，較易導(dǎo)致紊流的形成，另一方面，對氣候干熱或寒冷的地區(qū)而言，單層幕墻在保溫、隔熱等方面的表現(xiàn)，與雙層皮幕墻的差距十分明顯。從自然通風(fēng)的角度出發(fā)，圍繞著外圍護結(jié)構(gòu)所應(yīng)用雙層皮幕墻的風(fēng)循環(huán)形式展開分析能夠發(fā)現(xiàn)，使用頻率較高的風(fēng)循環(huán)形式有兩種，即：內(nèi)循環(huán)通風(fēng)、外循環(huán)通風(fēng)。

4.1? 內(nèi)循環(huán)通風(fēng)

此種風(fēng)循環(huán)形式的封閉性相對良好，適合寒冷地區(qū)的氣候特點，應(yīng)用內(nèi)循環(huán)通風(fēng)形式的綠色建筑，通常需要在機械的輔助下，實現(xiàn)空氣的循環(huán)。首先，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)選擇不可開啟的雙層保溫玻璃作為外層幕墻，這樣做可以為隔聲、保溫的效果提供保證，接下來，再使用單層玻璃對內(nèi)層幕墻進行構(gòu)建，預(yù)留進風(fēng)口，最后，保證兩層幕墻間留有寬度約0.2m的通道。與下文中提到的外循環(huán)通風(fēng)相比，內(nèi)循環(huán)通風(fēng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在封閉性上，與室內(nèi)溫度十分接近的空氣層，保證了室內(nèi)環(huán)境的舒適性。以阿布扎比的國家展覽中心為例，由于該建筑地區(qū)干熱氣候區(qū)，在隔熱方面具有良好表現(xiàn)的雙層皮幕墻，自然引起了設(shè)計人員的重視，該建筑所應(yīng)用雙層皮幕墻的內(nèi)層幕墻，由能夠阻斷熱空氣、引入自然光的高透玻璃構(gòu)成，這也可以被視為外圍護結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新。

4.2? 外循環(huán)通風(fēng)

如果采用外循環(huán)通風(fēng)這一形式，設(shè)計人員則應(yīng)當(dāng)將開窗通風(fēng)與機械輔助送風(fēng)進行結(jié)合，隨著自然風(fēng)被引入，室內(nèi)環(huán)境的舒適性隨之提升。該設(shè)計方案通常被用在氣候溫和的地區(qū)，用單層玻璃構(gòu)建外層幕墻體系，設(shè)置兩種不同形式的進出風(fēng)口，一種始終打開，另一種則可以自由開閉，在此基礎(chǔ)上，對能夠隔離室內(nèi)外環(huán)境的內(nèi)層幕墻進行設(shè)計，在兩層幕墻間預(yù)留寬度約1m的風(fēng)道。需要注意一點，外層幕墻體系應(yīng)當(dāng)由強化玻璃和隔熱玻璃共同構(gòu)成，只有這樣，才能既保證陽關(guān)的吸收，又減少建筑內(nèi)部的熱損失，另外，人們應(yīng)當(dāng)視情況選擇開啟或關(guān)閉內(nèi)層玻璃。

5? 結(jié)語

綜上所述，自然通風(fēng)既能夠?qū)κ孢m的室內(nèi)環(huán)境進行營造，又可以節(jié)約空調(diào)產(chǎn)生的能耗，上文中列舉了現(xiàn)階段較為常見的幾種對外圍護結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的方案，在實際設(shè)計的過程中，設(shè)計人員應(yīng)站在綠色建筑的角度上，對建筑造型、功能及所處地區(qū)的氣候條件等因素進行綜合考慮，選擇適合的設(shè)計方法并加以應(yīng)用。希望上文中討論的內(nèi)容，能夠在某些方面給設(shè)計人員以啟發(fā)，保證外圍護結(jié)構(gòu)在保溫、采光及遮陽等方面具有的作用，能夠得到充分的發(fā)揮。

參考文獻：

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