影響工業建筑通風除塵效果的因素與完善措施

張思齊 徐爽

1.沈陽脈拓普達建筑智能化工程有限公司 遼寧沈陽 110000

2.沈陽都市建筑設計有限公司 遼寧沈陽 110000

人們多達90%的時間在室內度過，伴隨著室內外污染物的多元變化，室內污染愈加嚴重，僅因為室內污染導致人類死亡人數就高達上百萬，已經嚴重危害了人類的身體健康，成為當今社會重點關注對象。建筑通風是有效降低建筑室內污染物濃度、改善室內環境和保持良好的室內空氣質量的有效方法。本文對國內外學者在該研究領域相關的探索和研究進行了綜述，并提出了有待進一步深入研究的幾個關鍵問題。

1 自然通風概述

自然通風是指依靠室外風力形成的風壓及室內外空氣溫差產成的熱壓促使空氣流動，使建筑室內外空氣交換。夏熱冬暖地區的城市易產生“熱島效應”，城市建筑通過自然通風設計，可減少過渡季節、夏季及冬季的空調及其他通風設施的使用頻率。城市建筑中的自然通風分為風壓通風、熱壓通風、風壓與熱壓共同作用及機械輔助式自然通風4 種形式。

2 工業建筑建筑自然通風的設計要點

建筑方案策劃應對項目所在地的自然狀況、各季節主導風向及強度進行調研。城市建筑自然通風受項目所在地的樹木、水景等自然環境及周邊建筑群影響。建筑平面布局不適宜將造成室內外空氣不流通，從而降低建筑室內環境的舒適度。因此，在場地布局規劃的開始階段，建筑師應充分調研項目周邊自然環境，并在建筑布局階段進行優化設計。

2.1 合理設計建筑朝向

建筑物的方向是風壓和通風效果的關鍵。設計時應考慮盛行的夏季風向和建筑區域的地理條件。在炎熱的夏季和溫暖的冬季地區，氣候炎熱潮濕，因此應謹慎考慮通風和遮陽設計。如果夏季建筑物的布置與主要風向對齊并且風向的投影角保持在0°，則前建筑物的高度，位置和形狀會直接影響后建筑物產生的渦流區。建筑物的外墻上有風流，以最大化氣流的長度。當前，必須增加建筑物之間的距離，以避免防風的問題。這是建筑設計中最不合理的形式。為避免這種情況，在建筑物設計階段應相應地調整建筑物與風向之間的角度，并將風向之間的角度控制在30°至60°之間，以減小風影長度。因此在城市建筑設計布局期間，應結合項目所處區域的地理條件和主導風向選擇最佳建筑朝向，確保后排建筑既有充分日照，又能位于風影范圍外，享有更好的自然通風效果[1]。

2.2 借助地形強化通風效果

夏熱冬暖地區夏季主導風為東南向，要將自然風引入室內，在滿足其他條件情況下，可讓建筑朝向盡可能垂直于夏季主導風向，并在平面布局中結合功能需求適當設計建筑進深，以此形成良好的室內風環境，提高室內舒適性。建筑設計使用建筑方位的凹凸布局，考慮居住區建筑的規劃布局是否采用錯列式或斜列式，進而使兩邊的建筑樓群形成錯位，并使建筑與夏季主導風形成不大于45°的投射角，上述設計方法可加強夏季主導自然風的對流，從而提高“穿堂風”強度，優化建筑風環境。

2.3 加入水景設計

在進行場地設計時可考慮加入水景設計，如結合場地在夏季主導風迎風向或底層架空處設計景觀水池。由于水的比熱容與蓄熱性能較好，水體具有降溫及改善空氣濕度的作用，利用熱壓通風原理加速室內外空氣流通，場地設計中引入水體可形成良好的建筑微氣候。此外，“引水入室”還能增強景觀效果，使人們親近自然，同時也可模糊建筑與環境的界限。

2.4 運用風環境模擬軟件調整建筑組群布局

現代城市建筑如住宅小區、產業園區多由建筑組群構成，其平面布局形式直接影響建筑的自然通風。因此在場地布局階段應結合風環境模擬軟件對建筑群體組合方式、建筑間距等進行風壓差分析，在滿足GB/T50378-2019《綠色建筑評價標準》前提下進行布局調整。建筑組群設計可結合實際情況靈活運用散點式、周邊式與行列式等類型，一般采用行列式。行列式是指建筑組群中的建筑朝向統一，建筑間距設計合理，適當對建筑進行錯動，借助差異化的布局形式更好提升整體的自然通風效果。建筑群的立面形式要確保不同單體建筑的高度錯落有序，避免群體建筑內部形成氣流，不利于自然通風[2]。

3 動態通風策略

盡管一些研究人員試圖同時考慮室內空氣質量和能源效率，但他們的研究往往把同樣的重點放在能源和室內空氣品質目標上。在多個目標中，室內空氣品質應該是第一位的。不同的通風策略在能耗的分析中已有大量研究。例如，如果在中小型辦公樓中，自然通風和機械通風這兩種通風方法的室溫，CO2濃度和制冷負荷不同，則發現使用自然通風方法時室內空氣質量與機械通風水平相似，并且能耗低。它基于機械通風系統，可以很好地適應因員工人數變化而引起的新鮮空氣需求。但是，如果房間中維修工人的數量突然增加，則機械通風的CO2濃度將超過標準。此時，與一棟住宅樓作為建模對象進行比較。分析了自然通風和機械通風的不同方法對室內空氣質量和能耗的綜合影響，發現在自然通風模式下，窗的總打開時間相同時，孔的數量增加并改善了室內空氣質量。開窗足以降低房間中的甲醛濃度。在機械通風模式下，供氣風扇的連續運行比間歇運行更節能。在北部采暖季節，與自然通風相比，使用機械通風稀釋室內污染物的效率和效率更高。在建模過程中，僅以甲醛為例分析污染物濃度的變化[3]。

4 結語

隨著城市不斷發展及空氣環境變化，要實現建筑可持續發展必須考慮自然通風。有效的自然通風設計策略不僅能提高室內環境舒適度，還能降低建筑使用能耗，實現建筑節能。建筑師在設計過程中應將自然通風理念貫穿始終，不斷完善自然通風設計手法，設計節能環保的綠色建筑。