用自然通風(fēng)創(chuàng)造親和的建筑空間

1、用自然通風(fēng)創(chuàng)造親和的建筑空間    摘要：本文通過對海南建筑的自然通風(fēng)措施講述了利用自然通風(fēng)創(chuàng)造親和建筑空間方法。 關(guān)鍵詞：氣候特征；自然通風(fēng)；熱帶建筑設(shè)計；環(huán)境；舒適性 Abstract: this article through to Hainan construction natural ventilation measures about the architectural space method using natural ventilation to create affinity. Key words: climate character

2、istics; Natural ventilation; Tropical architecture design; The environment; comfort. 中圖分類號：TU834.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104(2013) 2013年4月1日實(shí)施的新的夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（JGJ 75-2012）新增修訂的條文中有三條強(qiáng)調(diào)了對單體建筑自然通風(fēng)的組織。自然通風(fēng)是建筑親和室外環(huán)境的基本能力，是提高建筑室內(nèi)空氣環(huán)境品質(zhì)的重要手段。已公布的環(huán)境空氣質(zhì)量檢測結(jié)果表明，?？?012年全年的空氣質(zhì)量優(yōu)良率為100%，達(dá)到國家空氣質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn)（優(yōu)）的天數(shù)為301天。在可

3、持續(xù)發(fā)展成為世界各國發(fā)展主流的背景下，適合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)的建筑設(shè)計是實(shí)現(xiàn)節(jié)能、創(chuàng)造健康人居環(huán)境的有效方法。海南省氣候條件優(yōu)越，通過自然通風(fēng)達(dá)到人體熱舒適、減少空調(diào)的運(yùn)作時間應(yīng)該成為建筑節(jié)能研究的重要要方向之一。 建筑通風(fēng)可分為衛(wèi)生通風(fēng)和熱舒適通風(fēng)，衛(wèi)生通風(fēng)能夠排出室內(nèi)空氣的污染物，保證室內(nèi)空氣品質(zhì)達(dá)到一定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，同時提供人體呼吸所需要的氧氣。熱舒適通風(fēng)能排出室內(nèi)余熱余濕，使室內(nèi)環(huán)境處于熱舒適狀態(tài)，同時也起到衛(wèi)生通風(fēng)的作用。自然通風(fēng)按照其動力來源分為風(fēng)壓和熱壓通風(fēng)，風(fēng)壓通風(fēng)是利用建筑物前后的壓差，在其內(nèi)部形成穿堂風(fēng)，它要求室外具有一定的風(fēng)速，并在室內(nèi)形成有效的通風(fēng)路徑。熱壓通風(fēng)是利用室內(nèi)外的溫

4、度差及進(jìn)排風(fēng)口的高度差所產(chǎn)生的熱壓進(jìn)行通風(fēng)換氣的。自然通風(fēng)本是傳統(tǒng)建筑的防熱技術(shù)，在世界各地的傳統(tǒng)民居中得到廣泛的運(yùn)用，在濕熱地區(qū)，我們看到傳統(tǒng)民居的建筑一般都具有開闊的窗戶、輕質(zhì)的墻體、較深的挑檐、高高的頂棚、并且在頂部設(shè)有通風(fēng)口。這些簡樸有效的措施對我們現(xiàn)在的建筑設(shè)計具有很大的借鑒作用。 隨著人們對建筑舒適條件要求的不斷提高，在建筑設(shè)計階段就有意識地根據(jù)建筑的周圍環(huán)境、建筑布局、建筑構(gòu)造、通過門窗、中庭、雙層幕墻、屋頂?shù)葮?gòu)件的優(yōu)化設(shè)計來實(shí)現(xiàn)良好的自然通風(fēng)效果，已經(jīng)成為海南地區(qū)建筑的必備要素。與其他相對復(fù)雜昂貴的技術(shù)相比，自然通風(fēng)在海南是一種具有很大潛力的通風(fēng)方式，也是生態(tài)建筑所普遍采取的比

5、較廉價的技術(shù)措施，它具有節(jié)能、環(huán)保、充分利用海南氣候特點(diǎn)改善室內(nèi)熱舒適性和空氣品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的理念。 本人通過對通風(fēng)原理的深入理解，在?？谧罱瓿傻膬蓚€設(shè)計項目中，運(yùn)用穿堂風(fēng)、被動風(fēng)井通風(fēng)、風(fēng)井拔風(fēng)、中庭通風(fēng)等技術(shù)措施，取得了很好的通風(fēng)效果，并得到了用戶的好評。 其一是位于海口濱海大道北側(cè)的海岸壹號四期商住樓項目（如圖1），該項目用地范圍小，城市景觀設(shè)計要求必須采用大體量的建筑形象，但該建筑的內(nèi)部功能則是小戶型住宅為主。為了創(chuàng)造有利的自然通風(fēng)條件，我們在平面布局上采用了西面開口的U形設(shè)計，口字型的環(huán)廊三側(cè)是小戶型住宅，每五層設(shè)置了一個有利于通風(fēng)的中庭（如圖2）. 并利用流體力學(xué)的

6、原理，分別在每個中庭的底層南側(cè)和頂層北側(cè)設(shè)置架空通風(fēng)層，通過進(jìn)排風(fēng)口的高度差和室內(nèi)外溫度差、建筑物外墻上開口兩側(cè)的壓差，使室外空氣從建筑底部開口被吸入，與室內(nèi)的熱空氣混合降溫，上升的熱空氣從頂部排出并帶走熱量。由于中庭內(nèi)的空氣一直是流動的，所以用戶始終享有舒適的風(fēng)環(huán)境。該項目投入使用四年來，無論在圍廊上駐足，還是在戶內(nèi)生活，即便是在炎熱的夏季，也會感到身邊涼風(fēng)習(xí)習(xí)。 另一個項目是位于?？谑袊d大道北側(cè)的盛達(dá)商務(wù)廣場（如圖3），該項目總建筑面積約五萬平方米，四層商業(yè)裙房，上部23層為寫字樓。以往傳統(tǒng)的寫字樓，進(jìn)深大、耗能高、內(nèi)走道通風(fēng)不暢，空氣污濁。為創(chuàng)造良好的通風(fēng)環(huán)境，我們把中庭通風(fēng)及風(fēng)塔效應(yīng)

7、的理念引入到高層綜合樓當(dāng)中，上部結(jié)構(gòu)平面為口字型，中庭的東西兩側(cè)是開敞式的。交通核兩側(cè)采用開敞式的連廊，日照形成的熱壓差，使中庭內(nèi)形成良好的穿堂風(fēng)狀態(tài)。南側(cè)的五層、十一層、十六層設(shè)架空通風(fēng)層，北側(cè)的十層、十五層、二十七層設(shè)置架空通風(fēng)層，利用風(fēng)塔拔風(fēng)的原理促進(jìn)豎向空氣的流動，同時達(dá)到室內(nèi)降溫的目的。中庭內(nèi)及架空層處布置的綠色植物，有效地提高空氣的含氧量，改善了氣流組織，使中庭處的風(fēng)速更加舒適柔和。同時也避免了高層建筑由于風(fēng)速過高造成的風(fēng)鳴和旋流。 辦公空間的自然通風(fēng)是系統(tǒng)性的設(shè)計，外窗不但要保證有50%的可開啟面積，而且還要提高外窗的整體的調(diào)控性能。我們分析了幾種室外風(fēng)環(huán)境下窗型的對應(yīng)組合。當(dāng)室

8、外風(fēng)速較大時，關(guān)閉推拉窗，打開部分上懸窗，可減少迎風(fēng)面的開窗面積，實(shí)現(xiàn)風(fēng)速的調(diào)節(jié)，辦公區(qū)域任何活動高度風(fēng)速正常，沒有“吹風(fēng)感”。當(dāng)室外風(fēng)速較小時，開啟部分推拉窗和平開窗，可最大程度增加迎風(fēng)面的開窗面積，調(diào)節(jié)風(fēng)速達(dá)到辦公區(qū)域的舒適性。窗的不同形式的細(xì)節(jié)處理也使通風(fēng)設(shè)計更加精細(xì)化。對于大進(jìn)深的辦公空間，中懸窗能讓坐在窗邊的人避免風(fēng)的直吹影響的同時將室外新風(fēng)引入辦公空間內(nèi)部深處。 在這兩個項目的設(shè)計實(shí)踐中，我們也根據(jù)本地區(qū)的氣候特征，對于中庭頂部是否設(shè)置屋頂做了細(xì)致的分析和研究。海南有日照強(qiáng)烈，太陽高度角大，強(qiáng)降雨多、臺風(fēng)頻發(fā)等諸多不利于設(shè)置露天式中庭的限制條件。中庭頂部采用隔熱屋面能有效地阻隔太陽

9、輻射熱。利用頂層架空通風(fēng)層排風(fēng)更有利于中庭的風(fēng)環(huán)境的組織。即便在多雨和臺風(fēng)季節(jié)，面向中庭的房間門仍可以敞開，有利于房間的通風(fēng)。因此，我們設(shè)計的自然通風(fēng)，并不是通風(fēng)量越大越好，而是在綜合各種因素的情況下，做到有組織的通風(fēng)、可持續(xù)的通風(fēng)。作為可持續(xù)性的兩種策略，綠色辦公公共空間的被動式設(shè)計與主動式技術(shù)相互配合，相互影響，使主動式技術(shù)發(fā)揮出最佳的效果，可以得到更好的室內(nèi)環(huán)境。 在設(shè)計實(shí)踐中我們也體會到建筑布局對自然通風(fēng)的效果影響很大。應(yīng)該盡量使建筑的法線與夏季主導(dǎo)風(fēng)向一致。然而對于建筑群，若風(fēng)沿法線吹向建筑群，會在背風(fēng)面形成很大的漩渦區(qū)，對于后排建筑的通風(fēng)不利，為了消除這種影響，群體布局中建筑法線應(yīng)

10、與風(fēng)向有一定的角度。還應(yīng)對建筑的體型因素如高度、進(jìn)深、面寬乃至形狀有一定的控制。 其次房間的開口大小和開口相對位置直接影響到風(fēng)速和進(jìn)風(fēng)量 ，進(jìn)風(fēng)口大則風(fēng)速小通風(fēng)區(qū)域大，進(jìn)風(fēng)口小則風(fēng)速大，通風(fēng)區(qū)域小。根據(jù)測定，外墻處通風(fēng)口的寬度為開間面寬的1/32/3時，開口面積為地板面積的15%25%通風(fēng)效果最佳。開口的相對位置對氣流線路起著決定作用，進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口宜相對錯開布置，通過控制氣流在室內(nèi)改變方向，使室內(nèi)氣流更均勻、通風(fēng)效果更好。 氣候是自然環(huán)境中不可移植的地域特征，在建筑地域性的自然要素中，氣候是最穩(wěn)定長久的要素。也是對建筑的地域性影響最為突出的，印度著名建筑師柯里亞就提出了“設(shè)計追隨氣候的”著名口號，并且從民間建筑和建造技術(shù)中吸取精華不斷創(chuàng)新。近年來，風(fēng)環(huán)境與熱環(huán)境、光環(huán)境一樣漸漸成為生態(tài)建筑環(huán)境的一個重要設(shè)計要素，特別是對于我們海口這樣的沿海城市，風(fēng)環(huán)境資源豐富，針對海南的氣候特征，我們要做的是如何組織通風(fēng)和氣流、如何考慮日照和遮陽，并且有效地運(yùn)用建筑空間和建筑構(gòu)件將通風(fēng)、遮陽、防雨等功能需求巧妙