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探讨建筑自然通风

时间:2025-07-31 07:21:43 浏览次数:

建筑自然通风是一种自然而又必然的趋势是指利用自然的手段(风压、热压)来促使空气的流动,将室外的清新空气引入室内不断地更替,从而维持室内空气的舒适性满足人体健康的生理需求。

建筑通风目前主要有三种方式:自然通风、机械通风、机械辅助自然通风。自然通风是指充分利用自然环境条件,节能、环保,并且更容易被人的生理感知接受,但是单一的自然通风有一定的缺陷,气流不够稳定,组织和控制有一定的难度,机械通风能够提供较稳定的人工风环境但是在节能,和噪音方面存在着瑕疵,机械辅助自然通风是两者的结合。从生态意义上考量,自然通风包括了机械辅助自然通风,就目前而言也是运用最为广泛的。反之单一的通风模式较为有限缺点较多,且不利于发挥建筑本身最大作用。

就建筑自然通风的组织模式而言主要有四种:风压通风,热压通风,风压与热压组合通风、机械辅助式自然通风。在国外这方面已早有了研究和著作如著名的伯努利效应和文丘里效应等。简单来说风压通风是风源于大气压力差,风在运行过程中遇到障碍物发生能量转换,动压力变成静压力。吹向建筑物表面的风受到阻挡后,在建筑物迎风面静压力增高而形成了正压力,而气流绕过建筑在背风面形成了负压力。在迎风面和背风面的压力差作用下,高压侧的风向低压侧流动。如果建筑的迎风面有开口,缝隙或通风设施进入内部空间,也就可以实现空气对流,形成风压自然通风。典型的“穿堂风”就是风压通风。如伦佐皮亚诺设计的奇巴欧文化中心的棚屋型建筑是典型的代表,建筑的背面的肋架结构中设有上下开口和可调百叶,针对微风到飓风不同的风速和风向,通过调节百叶窗的闭合来控制室内气流。热压通风是对风能的间接利用,由于建筑空间室内外存在着温度差,其密度也存在差异导致垂直的压力不同,被加热的室内空气由于密度小而向上浮升,从建筑的上方开口排除,室外空气由于温度低密度较大从建筑下方开口补充空气,使得空气形成了自下而上的运动即所谓的“烟囱效应”这种手法在荷兰代尔夫特税务办公楼得到了运用。组合通风大多数的情况下是热压通风和风压共同作用的结果。如英国诺丁汉国税中心群体。机械辅助式自然通风较常用于一些大型公建。大型的共建由于室内空间大、通风路径长,流动阻力也大,紧靠风压和热压作用不能实现建筑的自然通风在此情况下采用机械辅助式自然通风来加强通风效果。

进入20世纪,随着经济的增长、科学技术的迅猛发展、城市水平的不断提高,经济与技术全球化将人类社会文明推进一个崭新的阶段,然而能源的危机使人类认识到,自然资源的不可再生。基于对生态环境的反思,以及建筑耗能对环境影响的主体作用的认知,节能建筑成为了未来的趋势。就建筑制冷、通风方面来讲,空调似乎成为了现代建筑必不可少的装饰。其实如果当建筑自然通风设计的合理恰当的话会大大减少这一现象甚至会取代空调。不仅能少消耗不可再生资源实现被动热调节,而且能提供新鲜清洁的自然空气,有利于人的身心健康。诚然空调技术如今得到了广泛的运用和发展,对于节约能耗来讲是有了很大的改进却始终有不足。另一方面,人们物质生活水平的提高对于室内热舒适的需求也有了更为深的层次,一些原有的通风技术标准已经滞后于建筑环境的可持续发展要求。应利用多元的通风技术实现更为人性化生活场所。为了更好的实现节能和提高人们的生活的品质,满足人的生理和心理的热舒适要求,在建筑设计中自觉运用自然通风的方式改善环境是一种必然的趋势。自然通风也是建筑师设计阶段较容易控制的环节,因为它是通过空间组织来实现的方式。

建筑自然通风发展到今天似乎是一个循环,工业化时代否定了自然通风,而今天又重新重视。当然现在的自然通风以区别于前工业化时代的自然通风。我们拥有了丰富的经验,从传统技术中吸收了精华为有所用辅以现代的科学手段对传统技术兼容并蓄,并得以重生。建筑自然通风是通过建筑本身科学的设计来回应地方的环境,以较小的代价达到舒适性与节能性平衡,在未来的发展中有很大的潜力。

作为人类发展的可再生资源,建筑自然通风为室内提供清新的空气并带走室内污浊的空气,改善空气品质,提高了都市人们生活的质量,节约了能源。建筑自然通风不需要设置消耗常规能源的动力驱动设施,可减少空调的开启时间和数量,节约了建筑的运行成本。提高了建筑环境热舒适性,通过组织自然通风可以实现夏季炎热地区被动制冷,带走室内空间的热量和湿气,降低室内的温度和相对湿度,避免和减少过度使用空调造成用户的“空调病”。一方面建筑自然通风是现代化大都市上班族的需求,促进了人与自然的接触而非与自然“隔绝”开生活在封闭的空间里。间接的减少了因工作压力而带来的压抑感也有利于公司员工之间的和谐发展。另一方面也为建筑带来了不一样的空间,促使建筑空间的多样性从而刺激了整个行业的发展趋势。总而言之建筑自然通风有利于现代社会建筑发展的需求是未来建筑发展的希望,满足人们的精神需要和物质需要。

(作者单位:浙江理工大学

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