建筑節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)分析

王子佳

建筑是一種長(zhǎng)期性的消耗品，不可重復(fù)更新，因此建筑工程的設(shè)計(jì)方案顯得尤為重要。過(guò)去建筑工程被視為耗能大戶，近年來(lái)多元化的節(jié)能設(shè)計(jì)逐漸步入人們的視野。當(dāng)前，全世界都在提倡“低碳環(huán)保、綠色節(jié)能”，呼吁人們努力實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)。在建筑耗能方面，應(yīng)從國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略角度出發(fā)，在嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家法律法規(guī)的基礎(chǔ)上，積極響應(yīng)國(guó)家政策，努力推動(dòng)將可再生能源應(yīng)用于建筑工程，在政府的支持下，加大資金和人力扶持，實(shí)現(xiàn)節(jié)能資源開(kāi)發(fā)[1]。本文首先分析建筑設(shè)計(jì)的重要工具——建筑信息模型的用途和重要作用，并深入分析建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能通風(fēng)技術(shù)及常用設(shè)計(jì)原理，了解建筑設(shè)計(jì)中與節(jié)能通風(fēng)的關(guān)系，最后探索節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)在建筑整體設(shè)計(jì)中的思路。

1.建筑信息模型的應(yīng)用

建筑信息模型（BIM），是現(xiàn)代化建筑設(shè)計(jì)必備的輔助設(shè)計(jì)軟件。通過(guò)BIM軟件可以有效集合建筑信息，從它最初始的模樣——建筑設(shè)計(jì)，到施工、驗(yàn)收，直至整個(gè)建筑工程“壽命衰竭”，將所有相關(guān)的建筑信息進(jìn)行整合，形成三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)，所有部門(mén)以及工作人員都可以基于這個(gè)三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)工作協(xié)調(diào)配合，在很大程度上提高自己的工作效率，使龐雜的建筑工程變得有條不紊，不僅降低企業(yè)成本，還能節(jié)約社會(huì)資源，而且符合國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略[2]。

設(shè)計(jì)是建筑工程的根本，要想實(shí)現(xiàn)節(jié)能、低碳，就必須從設(shè)計(jì)著手。合理的設(shè)計(jì)理念和超前的設(shè)計(jì)思路必然離不開(kāi)有效的設(shè)計(jì)工具，BIM模型就是很好的選擇，可以呈現(xiàn)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)想法，同時(shí)還可以通過(guò)仿真模擬技術(shù)對(duì)地皮構(gòu)造、建筑的內(nèi)部環(huán)境以及外部天氣環(huán)境等不可控因素進(jìn)行提前“體驗(yàn)”。本著節(jié)能環(huán)保的想法，在仿真模擬技術(shù)的幫助下，可以對(duì)建筑的節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)進(jìn)行“提前驗(yàn)證”，可以任意切換建筑的模擬環(huán)境，比如晴天、雨天、雪天以及大風(fēng)天氣等，通過(guò)環(huán)境設(shè)定，獲取建筑的光照、制冷、供暖、遮擋等相關(guān)數(shù)據(jù)，分析不同環(huán)境下建筑的耗能情況，剖析影響建筑耗能的因素，通過(guò)模擬了解建筑設(shè)計(jì)的耗能問(wèn)題，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案和施工計(jì)劃[3]。

2.建筑節(jié)能通風(fēng)技術(shù)

2.1 節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)的自然通風(fēng)

節(jié)能通風(fēng)技術(shù)是指建筑設(shè)計(jì)中常用的一種環(huán)境控制技術(shù)，可以借助外部手段或者通風(fēng)設(shè)備，滿足室內(nèi)的通風(fēng)需求，以盡可能減少能耗的方式，降低空氣污染物的濃度。節(jié)能通風(fēng)的首要方法就是盡可能實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。與人工通風(fēng)相比，自然通風(fēng)更有利于人的身體健康，也更能體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的理念，符合國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

在實(shí)際的建筑設(shè)計(jì)中。利用熱壓和風(fēng)壓來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能通風(fēng)是最常用的方式，利用風(fēng)壓進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)是借助建筑的位置優(yōu)勢(shì)，結(jié)合整體設(shè)計(jì)格局，通過(guò)室內(nèi)外的溫差形成通風(fēng)動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)；假如室內(nèi)外溫度都偏高，那么空氣差之間形成的熱壓就可以促使空氣流動(dòng)，形成空氣循環(huán)。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)具體的使用方法，主要取決于建筑的位置和氣候特征[4]。我國(guó)的南北方地區(qū)，氣候差異明顯，需因地制宜，北方的四季氣候變化明顯，夏季炎熱冬季寒冷，單純采用一種壓力通風(fēng)方式很難滿足每個(gè)季節(jié)的溫度變化，因此北方的建筑通常使用熱壓和風(fēng)壓有效結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。

2.2 建筑設(shè)計(jì)中的機(jī)械通風(fēng)

在一些特殊的工業(yè)建筑或大型建筑中，由于實(shí)際通風(fēng)路徑相對(duì)而言比較長(zhǎng)，空氣阻力就比較大，這就很難利用風(fēng)壓和熱壓的原理實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，再例如一些地區(qū)空氣污染嚴(yán)重，單純地設(shè)置自然通風(fēng)還會(huì)將室外污染嚴(yán)重的空氣帶到室內(nèi)，不易流出，給人的身體健康造成不良影響[5]。往往受到各種因素的影響，需要給建筑的通風(fēng)設(shè)備增加輔助系統(tǒng)，加強(qiáng)自然通風(fēng)，其原理就是借助外部機(jī)械設(shè)備，增加空氣流速，促進(jìn)室內(nèi)外空氣循環(huán)流動(dòng)，甚至很多通風(fēng)設(shè)備還具有凈化空氣的功能，這將增加建筑的健康指數(shù)。

3.節(jié)能通風(fēng)和建筑設(shè)計(jì)

3.1 節(jié)能通風(fēng)在建筑布局中的融合

建筑布局是實(shí)現(xiàn)節(jié)能通風(fēng)的直接影響因素，比如建筑的高低結(jié)構(gòu)、前后距離、朝向等因素都會(huì)影響節(jié)能通風(fēng)的實(shí)際效果，因此，良好的空間布局將非常有利于形成良好的自然通風(fēng)。一般來(lái)說(shuō)，建筑群的空間布局有多種形式，比如并列布局、錯(cuò)列布局、斜列布局以及自由布局等，設(shè)計(jì)師需在建筑布局中突出各種布局方式的鮮明特點(diǎn)，使之對(duì)節(jié)能通風(fēng)的影響程度趨于合理化。

3.2 節(jié)能通風(fēng)在建筑平面中的存留

在建筑的平面設(shè)計(jì)過(guò)程中，像每個(gè)房間的門(mén)窗大小、位置，都會(huì)直接決定氣流的流通路線，當(dāng)然也要結(jié)合房間的實(shí)際用途，綜合考慮房間是否有必要設(shè)置節(jié)能通風(fēng)以及通風(fēng)程度等問(wèn)題[6]。

3.3 節(jié)能通風(fēng)在建筑剖面中的實(shí)現(xiàn)

利用建筑剖面實(shí)現(xiàn)節(jié)能通風(fēng)也是一種非常好的方法，例如建筑中尺度較大的空間，比如樓梯間、中廳、邊廳等，借助這些大空間可以有效調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣流通。像我國(guó)的少數(shù)民族——傣族，他們的標(biāo)志性建筑竹樓就是借助建筑剖面來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能通風(fēng)，他們是將建筑的底層架空，促進(jìn)自然空氣的流速，增加空氣循環(huán)，從而獲得比較舒適的居住環(huán)境，這也是我國(guó)建筑中的一大特色，是一種民族文化的象征。

3.4 節(jié)能通風(fēng)的其他完善方法

有的時(shí)候建筑無(wú)法實(shí)現(xiàn)自然節(jié)能通風(fēng)，綜合考量后可以借助一些輔助設(shè)備，實(shí)現(xiàn)節(jié)能通風(fēng)，比如常用的有導(dǎo)流引板、雙層玻璃幕墻、屋頂隔熱層，以及適用于干熱和暖濕地區(qū)的捕風(fēng)窗。

4.建筑節(jié)能通風(fēng)的整體設(shè)計(jì)思路

氣候變化特征、環(huán)境位置以及建筑自身特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)中的自然通風(fēng)不可能忽視的三個(gè)重要因素。通過(guò)建筑信息模型可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境模擬，通過(guò)模擬當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓膀?yàn)證”通風(fēng)設(shè)計(jì)的實(shí)際效果，給設(shè)計(jì)工作增加便利性。自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)思路主要是先從宏觀再到微觀，根據(jù)實(shí)際情況和用戶需求，利用熱壓和風(fēng)壓的原理進(jìn)行節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)。

（1）圍繞當(dāng)?shù)氐拇蟓h(huán)境進(jìn)行整體考量，比如當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓卣鳎占鱾€(gè)季節(jié)的時(shí)長(zhǎng)、溫差、雨量等參數(shù)，通過(guò)對(duì)整體大環(huán)境的氣候參數(shù)進(jìn)行分析，深入剖析數(shù)據(jù)資料，確定節(jié)能通風(fēng)的設(shè)計(jì)思路，按照設(shè)計(jì)原理進(jìn)行初步設(shè)想[7]。

（2）對(duì)整體大環(huán)境有了基本的把控以后，再考慮細(xì)致的微環(huán)境，所謂的微環(huán)境就是指建筑的“周邊”，比如城市建設(shè)、交通情況、地形特點(diǎn)、周?chē)ㄖ约熬G化等等，了解微環(huán)境對(duì)建筑節(jié)能通風(fēng)的影響，在具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中著重考慮。需要結(jié)合建筑的周邊進(jìn)行綜合考量，微調(diào)初步設(shè)計(jì)想法，很多時(shí)候由于某些因素的限制，很可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)那么“完美、周全”的設(shè)計(jì)思路，那么，“退而求其次”未嘗不是一個(gè)最佳選擇。

（3）建筑的用途、朝向、通風(fēng)通道以及戶型結(jié)構(gòu)等這些結(jié)構(gòu)本身的因素也是影響節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)的重要參考系數(shù)，而建筑本身的特點(diǎn)，其實(shí)大多是個(gè)人想法的體現(xiàn)，從這方面更夠看出戶主的意愿。此外，門(mén)窗作為“家里”自然通風(fēng)的主要通道，設(shè)計(jì)者需要結(jié)合實(shí)際情況以及建筑的實(shí)際用途，嚴(yán)格控制門(mén)窗參數(shù)，在位置、寬度、高度以及厚度等方面需要嚴(yán)格考量設(shè)計(jì)。

綜合考慮建筑的地區(qū)氣候特點(diǎn)、周邊發(fā)展以及自身情況，將使建筑的節(jié)能通風(fēng)設(shè)計(jì)達(dá)到事半功倍的效果[8]。如果無(wú)法實(shí)現(xiàn)很好的自然通風(fēng)，就需要借助機(jī)械設(shè)備增加空氣動(dòng)力，促進(jìn)自然通風(fēng)，這就需要選擇合適的通風(fēng)設(shè)備，不同的型號(hào)對(duì)應(yīng)不同的位置、不同的功能，而現(xiàn)代化的建筑設(shè)計(jì)還要結(jié)合綜合控制系統(tǒng)，與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)“接軌”，增強(qiáng)使用者的智能控制，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代建筑的智能化發(fā)展，創(chuàng)造新時(shí)代背景下人們的“智慧生活”。

5.結(jié)語(yǔ)

整體而言，節(jié)能通風(fēng)的實(shí)現(xiàn)方式有很多，盡量借助自然通風(fēng)是最低碳環(huán)保的通風(fēng)方式，如果無(wú)法實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，那么應(yīng)借助外部設(shè)備，促進(jìn)空氣流通，以最低能耗的形式給人們帶來(lái)更加舒適的體驗(yàn)。