住宅自然通風(fēng)設(shè)計在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

1、住宅自然通風(fēng)設(shè)計在建筑節(jié)能中的應(yīng)用 摘要：自然通風(fēng)是當(dāng)今建筑普遍采取的一項改革建筑熱環(huán)境、節(jié)約空調(diào)能耗的技術(shù)，采用自然通風(fēng)方式的根本目的就是取代（或部分取代）空調(diào)制冷系統(tǒng)。本文探討了通過合理的建筑方案設(shè)計等措施來實現(xiàn)通過自然通風(fēng)達到建筑物降溫的目的，從而實現(xiàn)目前大力提倡的建筑節(jié)能環(huán)保的大目標(biāo)。 關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計自然通風(fēng)節(jié)能 abstract: the natural ventilation is generally adopted in the construction of a reform of the building thermal environment. the fundament

2、al purpose of natural ventilation mode is to replace (or replace) air conditioning system. this paper discusses the construction scheme and reasonable design and other measures to achieve the purpose of cooling the building by natural ventilation, so as to realize the objectives of building energy s

3、aving and environmental protection are strongly advocated. keywords: architectural design; natural ventilation; 中圖分類號：tu2文獻標(biāo)識碼：a 文章編號： 自然通風(fēng)是指利用熱壓、風(fēng)壓等來促進室內(nèi)空氣流動而達到通風(fēng)喚氣的作用。它不消耗動力，是一種環(huán)保、節(jié)能的通風(fēng)方式。通風(fēng)是影響建筑物品質(zhì)的一個重要方面。良好的通風(fēng)可以把新鮮空氣帶入室內(nèi)，帶走室內(nèi)的熱量，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。 在建筑物中采用自然通風(fēng)是勞動人民在長期的社會實踐中總結(jié)出調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境溫度的原始手段，在各地的傳統(tǒng)民居中，得到了廣泛

4、的應(yīng)用。自然是一種具有很大潛力的通風(fēng)方式。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這項技術(shù)一度被人民所忽視，但是隨著社會的進步，人民對環(huán)保和節(jié)能意識的增強，自然通風(fēng)技術(shù)作為傳統(tǒng)的建筑防熱技術(shù)在房屋建筑中的應(yīng)用，又被人民重新所認識和利用。很多科學(xué)家和專業(yè)技術(shù)人員重新研究這一技術(shù)。本文從建筑設(shè)計的角度出發(fā)討論在設(shè)計中如何合理地利用自然通風(fēng)。 1 節(jié)能措施主要體現(xiàn)在以下幾個方面 (1)建筑外環(huán)境的改善，包括冬季防風(fēng)、夏季及過渡季促進自然通風(fēng)以及城市熱島效應(yīng)的控制。 (2)建筑主體圍護結(jié)構(gòu)熱工性能的改善，包括保溫、隔熱、遮陽、通風(fēng)性能等。 (3)冷熱源能效比及輸配系統(tǒng)效率的提高，以及末端用冷(熱)的可調(diào)節(jié)及費用承擔(dān)形式

5、。 這些措施大多都需要新技術(shù)與新材料的運用，勢必要增加一部分建筑造價。其中通風(fēng)設(shè)計如果在方案設(shè)計階段運用合理的情況下，能夠在不需要增加建筑造價的基礎(chǔ)上使節(jié)能產(chǎn)生明顯的效果，是住宅節(jié)能的重要手段。 一般來說，建筑通風(fēng)設(shè)計包括主動式通風(fēng)和被動式通風(fēng)兩個方面。所謂主動式通風(fēng)指的是利用機械設(shè)備動力組織室內(nèi)通風(fēng)的方法，一般要與空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)進行配合，被動式通風(fēng)指的是采用“天然”的風(fēng)壓、熱壓作為驅(qū)動，并在此基礎(chǔ)上充分利用包括土壤、太陽能等作為冷熱源對房間降溫和升溫的被動式通風(fēng)技術(shù)。 這里主要研究的是被動式通風(fēng)系統(tǒng)在住宅建筑方案設(shè)計中的運用。被動式通風(fēng)分為兩類:熱壓通風(fēng)和風(fēng)壓通風(fēng)。熱壓通風(fēng)的動力是由室內(nèi)外溫

6、差和建筑開口(如門、窗等)高差引起的密度差造成的。因此有窗孔高差和室內(nèi)外溫差的存在就可以形成通風(fēng)，并且溫差、高差越大，通風(fēng)效果越好。風(fēng)壓通風(fēng)的動力是在室外風(fēng)力的作用下，建筑物的外圍結(jié)構(gòu)兩個開口間風(fēng)壓值不同的時候形成的風(fēng)壓。 2 通風(fēng)設(shè)計的合理運用，可產(chǎn)生以下兩種效果 (1) 在不使用空調(diào)、供暖設(shè)備時(如過渡季節(jié)和夏季夜間)，通過對建筑單體的模擬分析，得出對建筑規(guī)劃與單體設(shè)計有指導(dǎo)意義的結(jié)論，促進建筑室內(nèi)的風(fēng)壓和熱壓驅(qū)動自然通風(fēng)。 (2) 在使用空調(diào)、供暖設(shè)備時(夏、冬季)，考慮如何利用設(shè)計通風(fēng)換氣措施，以保證室內(nèi)良好的空氣品質(zhì)(即滿足室內(nèi)人員的新風(fēng)量要求);同時不至于帶入室外過多的冷熱負荷，以

7、降低空調(diào)采暖的能耗。 另外，一些構(gòu)造措施，包括門窗挑檐、擋風(fēng)板、通風(fēng)屋脊、內(nèi)隔斷等的運用與改造都會進一步改善自然通風(fēng)的效果。在設(shè)計中可以適當(dāng)考慮。 3 通風(fēng)設(shè)計在住宅方案設(shè)計中的運用方法 3.1 優(yōu)化配制建筑物的門窗洞口 建筑物的門窗洞口的設(shè)置以及門窗洞口的尺寸、窗戶的型式和開啟方式，窗墻面積比等的合理設(shè)計，直接影響著建筑物內(nèi)部的空氣流動以及通風(fēng)效果。根據(jù)測定，當(dāng)開口寬度為開間寬度的1/32/3時，開口大小為地板總面積的15-25時，通風(fēng)效果最佳。開口的相對位置對氣流路線起著決定作用。進風(fēng)口與出風(fēng)口宜相對錯開布置，這樣可以使氣流在室內(nèi)改變方向，使室內(nèi)氣流更均勻，通風(fēng)效果更好。 3.2 設(shè)計中形

8、成豎井空間加速氣流流動并實現(xiàn)自然通風(fēng) 設(shè)計中形成豎井空間可以加速氣流流動，實現(xiàn)自然通風(fēng)。在建筑設(shè)計中豎井空間主要形式有： （1）純開放空間目前，大量的建筑中設(shè)計有中庭，主要是平面過大的建筑出于采光的考慮。從另外一個方面考慮，我們可利用建筑中庭內(nèi)的熱壓形成自然通風(fēng)。由福斯特主持設(shè)計的法蘭克福商業(yè)銀行就是一個利用中庭進行自然通風(fēng)的成功案例。在這一案例中，設(shè)計者利用計算機模擬和風(fēng)洞試驗，對60層高的中庭空間的通風(fēng)進行分析研究。為了避免中庭內(nèi)部過大的紊流，每12層作為一個獨立的單元，各自利用熱壓實現(xiàn)自然通風(fēng)，取得良好的效果。 （2）“煙囪”空間的利用?！盁焽琛庇纱怪必Q井和幾個風(fēng)口組成，在房間的排風(fēng)口末

9、端安裝太陽能空氣加熱器以對從風(fēng)塔頂部進入的空氣產(chǎn)生抽吸作用。該系統(tǒng)類似于風(fēng)管供風(fēng)系統(tǒng)。風(fēng)塔由垂直豎井和風(fēng)斗組成。在通風(fēng)不暢的地區(qū)，可以利用高出屋面的風(fēng)斗，把上部的氣流引入建筑內(nèi)部，來加速建筑內(nèi)部的空氣流通。風(fēng)斗的開口應(yīng)該朝向主導(dǎo)風(fēng)向。在主導(dǎo)風(fēng)向不固定的地區(qū)，則可以設(shè)計多個朝向的風(fēng)斗，或者設(shè)計成可以隨風(fēng)向轉(zhuǎn)動。例如在英國貝丁頓零能耗發(fā)展項目中，設(shè)計了可以隨風(fēng)向轉(zhuǎn)動的風(fēng)斗，配合其他措施，利用自然風(fēng)壓實現(xiàn)了建筑內(nèi)部的通風(fēng)。 3.3 應(yīng)用通風(fēng)隔熱屋面 通風(fēng)隔熱屋面通常有以下兩種方式：1)在結(jié)構(gòu)層上部設(shè)置架空隔熱層。這種做法把通風(fēng)層設(shè)置在屋面結(jié)構(gòu)層上，利用中間的空氣間層帶走熱量，達到屋面降溫的目的，另外

10、架空板還保護了屋面防水層。2)利用坡屋頂自身結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)層中間設(shè)置通風(fēng)隔熱層，也可得到較好的隔熱效果。 3.4 太陽能強化自然通風(fēng) 太陽能強化自然通風(fēng)，充分利用了太陽能這一可持續(xù)能源轉(zhuǎn)化為動力進行通風(fēng)。太陽能強化自然通風(fēng)的建筑結(jié)構(gòu)主要有：屋面太陽能煙囪、trombe墻和太陽能空氣集熱器。以上三種結(jié)構(gòu)可以單獨設(shè)置來強化通風(fēng)，但是，為了在夏季達到更好的冷卻效果，通常將這些做法與其他建筑結(jié)構(gòu)組合成一個有組織的自然通風(fēng)系統(tǒng)。 4 采用自然通風(fēng)的的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益 自然通風(fēng)是當(dāng)今建筑普遍采取的一項改革建筑熱環(huán)境、節(jié)約空調(diào)能耗的技術(shù)，采用自然通風(fēng)方式的根本目的就是取代（或部分取代）空調(diào)制冷系統(tǒng)。而這一取

11、代過程有兩點至關(guān)重要的意義：一是實現(xiàn)有效被動式制冷，當(dāng)室外空氣溫濕度較低時自然通風(fēng)可以在不消耗不可再生能源的情況下降低室內(nèi)溫度，帶走潮濕氣體，達到人體熱舒適，即使室外空氣溫濕度超過舒適區(qū)，需要消耗能源進行降溫降濕處理，也可以利用自然通風(fēng)輸送處理后的新風(fēng)，而省去風(fēng)機能耗，且無噪聲。這有利于減少能耗、降低污染，符合可持續(xù)發(fā)展的思想。二是可以提供新鮮、清潔的自然空氣（新風(fēng)），有利于人的生理和心理健康。室內(nèi)空氣品質(zhì)的低劣在很大程度上是由于缺少充足的新風(fēng)?？照{(diào)所造成的恒溫環(huán)境也使得人體抵抗力下降，引發(fā)各種“空調(diào)病”。而自然通風(fēng)可以排除室內(nèi)污濁的空氣，同時還有利于滿足人和大自然交往的心理需求。 傳統(tǒng)建筑對自然通風(fēng)有很多值得借鑒的方法，而在我們現(xiàn)代的建筑設(shè)計中積極地考慮自然通風(fēng)，并注意與