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    [浅述自然通风在建筑设计中的应用]建筑自然通风

    2018-12-18  红叶文摘网  本文已影响   字号:T|T

      摘要:本文通过建筑设计实现的自然通风,不但能使建筑获得良好的室内环境条件,而且具有节约能源、造价低廉的特点。介绍在建筑设计中实现自然通风的几种技术;探讨建筑布局、建筑平面、建筑剖面与建筑构件在实现建筑自然通风中的作用与方法。
      关键词:建筑设计;自然通风;技术;幕墙
      前言
      自然通风是指利用建筑内外风力或热压造成的风来促使空气流动而进行的通风换气。自然通风的作用体现在两方面:第一,实现有效的被动式制冷。这意味着在不消耗不可再生能源的情况下,降低室内气温,带走潮湿空气,并以气流降低皮肤温度,达到人体热舒适。第二,提供新鲜、清洁的自然空气,以维持室内空气的卫生,有利于人的生理和心理健康。建筑通风的设计方法,是以建筑设计配合室外通风条件,提高室内有效风速,从而达到通风换气的目的。如今,空调的使用,人们可以主动地控制居住环境,而不是被动地适应自然;也使人们渐渐淡化了对自然通风的重视。在全球能源与资源短缺、环境严重破坏时,建筑师将不得不重新审视自然通风这一传统技术
      通过建筑设计等传统的建筑通风技术,不但能使建筑获得良好的自然通风,而且具有节约能源、造价低廉的特点。长久以来,人们积累了丰富的经验,不同地理位置和气候条件都有相应的通风措施,利用风来使室内变得凉爽和舒适。从中国传统堪舆中的“藏风聚气”到古代中东地区招风塔和招风斗,都充分体现了各国人民在利用自然风方面的聪明才智。这些传统的技术较好地适应了当地的自然环境与气候条件。这些技术至今仍然值得借鉴,一些建筑师在现代建筑中也发展了传统的自然通风技术。
      1建筑布局与自然通风
      建筑布局是建筑设计的前期工作,对自然通风的效果影响很大。建筑群的布局方式一般有以下5种:并列式、错列式、斜列式(统称为行列式)、周边式和自由式。各种布局对建筑自然通风的效果不同,在设计中应予以注意。高低建筑、长短建筑相结合的不同布局、建筑布局不同的疏密关系以及建筑院落开口的方向等等也都会对建筑的自然通风带来一定的影响
      2建筑平面与自然通风
      2.1设置天井进行自然通风
      我国地域辽阔,南北的气候条件及地理环境差异极大,却在居住形态上都脱离不了“院”的干系,基本上都可以概括为“合院式”民居。“院”是中国传统建筑的灵魂,建筑平面中的“院”创造了良好的建筑通风。如广东的“竹筒屋”中天井的设置,增强了自然通风的效果
      2.2建筑开口的设置与通透度
      房间的开口大小相对位置等直接影响到风速、进风量和风的路径。开口的相对位置对气流路线起到决定作用,并应根据房间的使用功能考虑。如傣族竹楼的平面就很好地组织了自然通风
      3建筑剖面与自然通风
      3.1利用建筑高大空间进行通风
      高大空间建筑腔体在这里指能够对建筑内部环境起到调节作用的空间,包括:建筑的一些高大房间、中厅、边厅、楼梯间与通风井等。现代建筑师在创作中充分发挥了这一方法,从而实现了建筑的生态化(表1)。
      3.2利用架空空间进行通风
      利用架空空间也可使建筑获得良好的自然通风。架空层的设置可考虑两种位置:一是设计在底层。我国傣族的竹楼就是利用底层架空来获得舒适室内环境的典范。二是设计在建筑高度的中部。由福斯特设计的法兰克福商业银行为典型例子,它共60层,其平面为弧线围成的三角形,中央为贯通全楼的中庭。三角形的每个边在若干个高度上都分别设有架空的空中花园,围绕中庭错落布置,与中庭一起共同组织气流,使整座楼的自然通风高达60%,被人们誉为“带有空中花园的能量搅拌器”4建筑构件与自然通风
      4.1设计导板引导气流
      创造风压通风的建筑开口与风向的有效夹角在40°范围内(Chandra,1986)。当建筑开口和风向夹角不在40°范围内,可以设计导板引导通风。一定风向下,导板和风压的关系见图
      4.2屋顶的自然通风
      通风隔热屋面通常有以下2种方式:1)在结构层上部设置架空隔热层。这种做法把通风层设置在屋面结构层上,利用中间的空气间层带走热量,达到屋面降温的目的。另外,架空板还保护了屋面防水层。2)利用坡屋顶自身结构,在结构层中间设置通风隔热层,也可得到较好的隔热效果。
      4.3双层玻璃幕墙
      双层幕墙又称会呼吸的皮肤,由内外两道幕墙组成。两层玻璃幕墙之间留一个空腔,空腔的两端有可以控制的进风口和出风口。在冬季,关闭进出风口,利用温室效应,提高围护结构表面的温度;夏季,打开进出风口,利用烟囱效应在空腔内部实现自然通风。利用双层玻璃幕墙通风的工作原理如图
      4.4捕风窗
      密集的建筑聚落,会对风的流动产生影响。因此,干热和暖湿地域的人们发明了捕风窗,这样高于建筑的风可以被捕风窗引导入室内。所谓捕风窗就是利用杆件支撑起高于建筑又迎向主导风向的片状构件,利用片状构件截住高于建筑的气流,因为同地表比较起来,高处气流温度低,流速快。所以,捕风窗将风利用风道引入建筑室内,满足了普通窗户通风和保证室内空气流动的功能要求。

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