大型公共建筑自然通風節(jié)能設(shè)計

關(guān)鍵詞：大型公共建筑；自然通風；節(jié)能設(shè)計 

　　隨著經(jīng)濟發(fā)展，人們對于大型建筑的需求越來越多，雖然大型公共建筑滿足了人們休閑娛樂的需求，但是其的問題也在不斷凸顯，現(xiàn)有的大型公共建筑自然通風都不是很好，并且在采光上基本都是依賴人工的照明，對于不可再生資源的消耗嚴重。如何增加大型公共建筑的自然通風節(jié)能設(shè)計也就成為了相關(guān)人員重點研究的課題，良好的自然通風條件，是減少制冷能源浪費的有效手段，是節(jié)能的最高效措施。 

　　1 大型公共建筑自然通風設(shè)計現(xiàn)狀 

　　大型公共建筑的占地面積廣，進深以及體量都很大，所以必然不利于自然通風，雖然空調(diào)的出現(xiàn)可以在很大程度上對于室內(nèi)環(huán)境進行人工調(diào)控，改善大型建筑的通風情況，但是空調(diào)制冷系統(tǒng)對于能源的消耗嚴重，并且自然通風和空調(diào)調(diào)控所制造的環(huán)境并不相同，相比較，讓人們感覺更舒適的是自然通風制造的室內(nèi)環(huán)境�？照{(diào)調(diào)控制作的室內(nèi)環(huán)境，對于人們的健康不利，室內(nèi)恒溫對于人體并不一定是好事，空調(diào)的存在對于人體產(chǎn)生了許多消極的影響。同時空調(diào)制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的氟利昂，對于大氣的臭氧層會產(chǎn)生嚴重的破壞，對于環(huán)境造成了嚴重的影響。自然通風需要的投資少，如果在大型建筑中，可以以自然通風替代空調(diào)調(diào)控，不僅可以達到節(jié)能的目的，還可以為人們提供更加舒適的室內(nèi)環(huán)境，并且減少環(huán)境負擔、能源浪費。 

　　2 大型公共建筑自然通風物理環(huán)境要求 

　　2.1 溫度要求 

　　實現(xiàn)自然通風的條件之一就是有室內(nèi)外溫差。一般情況下，在晴朗的天氣下，氣溫在晝夜的變化是由規(guī)律可循的，最高值一般出現(xiàn)在下午兩點左右，氣溫最低點則出現(xiàn)在日出的前后。大型公共建筑適用于提供人們生活活動場所的區(qū)域，許多設(shè)備在運行的時候，往往會產(chǎn)生較高的熱量，所以自然通風就可以利用室內(nèi)外溫差的不同，來進行通風。室內(nèi)外的溫差越大，其效果也就越好。在不同季節(jié)自然通風手段也要進行調(diào)節(jié)，春秋自然通風效果最好也最簡單，夏季由于溫度過高，一般要對室外空氣進行冷處理之后才能進行通風，冬季則是由于室外溫度過低，需要進行溫處理后才能進行自然通風操作。 

　　2.2 濕度要求 

　　濕度要求指的是對于空氣中水蒸氣含量的要求。要滿足人體的蒸發(fā)過程的需求，就要保證空氣中水蒸氣的含量在50%-72%左右，過高會讓人們感覺身體不適，過低則會引起人們熱感覺的不滿，很可能會引起呼吸道的疾病出現(xiàn)。 

　　2.3 風速要求 

　　自然通風對于風速也有一定的要求，由于現(xiàn)階段的建筑群較為密集，高度較高，所以對于空氣的水平動能造成了一定的消耗，使城區(qū)中的風速減小。對于大型公共建筑來講，只有滿足了風速，才能增加空氣的傳輸速度，增加自然通風效果。 

　　2.4 空氣品質(zhì)要求 

　　由于現(xiàn)階段的空氣污染情況較為嚴重，大氣中的煙霧、灰塵等污染物較多，所以在自然通風中，不能直接將室外空氣引入，需要先對空氣進行過濾才能進行使用。合格的可進行自然通風的空氣需要嚴格按照相關(guān)規(guī)定要求進行過濾，保證沒有已知的污染物質(zhì)，并且不同的大型公共建筑對于空氣的質(zhì)量要求也不同，在實際使用中，要實現(xiàn)考察，依據(jù)具體情況進行分析。 

　　3 自然通風設(shè)計原理 

　　自然通風是傳統(tǒng)的生態(tài)適宜技術(shù)，凝聚著千百年來的人類智慧。它主要由室外空氣流動在建筑物開口部位所造成的風壓或者室內(nèi)不同部位的溫度差所形成的熱壓驅(qū)動而產(chǎn)生。最基本的自然通風方式包括風壓通風和熱壓通風2種。所謂風壓通風，是利用風壓進行換氣，必須藉由有速度的氣流方可。而熱壓通風則是利用熱空氣上升、冷空氣下降的熱浮力原理進行對流換氣，只要有空氣溫差存在即可。 

　　3.1 風壓通風 

　　風壓通風風壓通風是由建筑迎風面和背風面之間的空氣壓力差造成的。風吹向建筑時，建筑表面會阻擋風的流動，在建筑迎風面形成正壓力；同時，氣流在向上流動、繞過建筑物各側(cè)面和背面的過程中，會在相應位置產(chǎn)生負壓區(qū)。傳統(tǒng)民居的“穿堂風”實際上就是典型的風壓通風。建筑的外部風環(huán)境以及建筑的形體要素（體量、進深等）對實現(xiàn)風壓通風具有直接影響。 

　　3.2 熱壓通風 

　　另一種自然通風方式是熱壓通風。該方式利用建筑內(nèi)部空氣的熱壓差形成自然對流，也即運用“煙囪效應”實現(xiàn)通風。其原理是通過熱空氣所產(chǎn)生的升力，將污濁、潮濕的熱氣從建筑上部開口處排出，同時從建筑底部吸入室外的清潔冷空氣。熱壓通風與風口部位的垂直距離以及室內(nèi)外的空氣溫差都有緊密聯(lián)系。通常情況下，進出風口部位垂直距離以及室內(nèi)外空氣溫差越大，熱壓通風效果就越明顯。大型公共建筑進深普遍較大，實現(xiàn)風壓通風可能存在一定難度，而由煙囪效應產(chǎn)生通風效果則是改善悶熱、不舒適狀況的良好手段。 

　　4 自然通風設(shè)計方法 

　　4.1 外部環(huán)境營造 

　　風壓通風與建筑外部的風環(huán)境息息相關(guān)。最主要的關(guān)系就體現(xiàn)在既定建筑與鄰近建筑的距高比可以改變周邊的風環(huán)境，形成“風影效應”。風吹向建筑，在其背后形成渦旋區(qū)，該渦旋區(qū)在地面上的正面投影稱為“風影區(qū)”。風影區(qū)風力較弱，風向不穩(wěn)定，將減弱建筑外部環(huán)境的氣流作用強度，并影響室內(nèi)外正常氣流交換。為了避免風影區(qū)影響建筑自然換氣，建筑間距宜為建筑平均高度的6倍。然而，對處于鬧市區(qū)、周邊被鱗次櫛比的高層建筑所包圍的大型公共建筑而言，這一要求很難得到滿足。事實上，采取錯列式的平面布局有助于減小“風影效應”形成的幾率，并且建筑的風口部位也要盡量避免設(shè)置在建筑的風影區(qū)。 

　　4.2 平面布局控制與分化 

　　一方面，對平面布局進行有效控制，能夠讓足夠多的室內(nèi)空間與自然接觸，為實現(xiàn)自然通風創(chuàng)造良好前提。早在20世紀伊始，芝加哥學派建筑師在設(shè)計高層建筑時，就充分利用凹凸平面進行平面組合，靈活地解決了這個棘手問題。另一方面，對建筑平面布局進行合理的分化處理，同樣可以讓室內(nèi)空間充分利用自然通風。 

　　4.3 內(nèi)部空間形態(tài)優(yōu)化 

　　諸如展覽館、商業(yè)設(shè)施以及綜合體之類的大型公共建筑，由于進深往往較大，空氣流動阻力也較大，同時建筑能夠與外界直接接觸的面積十分有限，因此風壓通風通常難以實現(xiàn)。而通過風井、水平風道、中庭等要素來優(yōu)化內(nèi)部空間形態(tài)，分散大型公共建筑的集中體量，可以有效緩解其外表面資源嚴重不足的矛盾，減少大型公共建筑對不可再生資源的依賴。 

　　5 結(jié)論 

　　隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展，建筑區(qū)域的不斷減少，其發(fā)展方向逐漸趨向于大型建筑，并且功能越來越集中，空間的增大，使建筑內(nèi)商業(yè)與住宅的結(jié)合越來越緊密，其內(nèi)部環(huán)境也就愈加的復雜，建筑施工時間與運行維護費用都有顯著增加，自然通風對于大型建筑的重要性也不斷凸顯�，F(xiàn)階段的大型建筑中，最常使用的就是平面組合方式，這種方法可以在很大程度上降低大型公共建筑的通風不暢問題，給人們提供舒適的生活工作休息環(huán)境。 

　　參考文獻 

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