浅论绿色建筑自然通风的外围护结构设计

姜久强

【摘要】目前，绿色理念已经成为流行词汇，备受行业关注，各行业都必须要贯彻落实绿色理念，才能实现其目标。对于建筑行业而言，更要注重绿色设计理念的应用，特别是运用绿色设计技术提高建筑行业整体节能效果，为我国绿色建筑设计做出贡献。基于此，文章将围绕绿色建筑自然通风的外围护结构设计方面进行详细分析，希望能够给相关人士提供重要的参考。

【关键词】绿色建筑；自然通风；外围结构设计

自然通风，长久以来就被作为一种必不可少的建筑技术。空调技术的发展虽然在一定程度上削弱了自然通风在建筑设计中的重要地位，但随着能源危机和温室效应的推进，越来越多的建筑设计回归到运用自然通风来营造舒适的室内环境，降低建筑能耗。建筑的外围护结构作为建筑室内外的分界点，对建筑室内外通风换气起着重要的枢纽作用。

一、建筑外围护结构绿色设计原则

（一）气候性

环境与气候都会影响建筑物，因此在建筑绿色设计中，要充分考虑当地气候条件，根据实际环境条件，设计合理规范化的施工方案，确保建筑外围护结构与当地气候统一。为当地居民创造良好的居住与生活环境，同时降低建筑运行成本。

（二）经济性

施工所在地经济与科技发展情况也会影响建筑外围护结构。设计者不能忽视这一重要影响因素。根据实际情况，灵活采用建筑技术，实事求是，深入发掘当地资源优势与经济特点，进行建筑外围护结构绿色设计。设计中，严禁使用不符合经济条件的成本技术，杜绝不切实际与主观随意的设计行为。

二、绿色建筑自然通风的外围护结构设计策略分析

（一）运用风力通风方式的附加构造措施，促进自然通风

当建筑室外风速较低，空气压力差不足以形成足够的流速进入室内时，仅依靠建筑外围护结构门窗洞口处的简单附加构造，无法有效改善建筑的自然通风效果，还需要在外围护结构上增加可形成建筑内部温度梯度的辅助构造措施，将空气“吸入”建筑内部以达到自然通风的目的。利用建筑内部压力差的自然通风，比较常用的附加构造措施为拔风井、通风塔、中庭和可开启的天窗等。例如：位于中纬度温暖气候区英国剑桥的爱奥尼克电信总部即为标榜能源高效使用的绿色建筑，它通过应用烟囱效应来实现舒适的自然通风，允许使用可开式窗户通风，而不是能耗高、密闭的空调通风技术，营造了更加宜人的室内环境。在该建筑的顶部设立了6个风塔，辅助中庭来完成通风任务。机械装置将空气从室外经由地板下部输送进室内，辅以外部的开窗通风，当空气在室内加热后通过风塔排出室外，形成了良好的换气手段，使室内自然通风的百分比达到了70%。

（二）建筑空间与外围护结构的融合

外围护结构与空间融合的设计方式即为外围护结构直接结合室内庭院设计，在建筑入口大厅处形成类似于温室的由外围护结构所包裹的大庭院。在此种结合方式中，空间的功能更加明确，外围护结构更加整体。由于其结合方式较上一种更为封闭，可以起到一定的保温效果，多用于中高纬度地区。例如：位于日本横滨的东京燃气有限公司总部大楼，它的外层玻璃幕墙之下是一个大型的室内庭院，占到了整个建筑进深的将近一半的距离，办公空间和中庭之间是开场的走廊，利用中庭内上升的暖空气产生的组群效应来保持办公室通风。中庭把外面的空气吸到底部，吸入的空气从隔层楼板下方对中庭敞开的部分进入办公室，再由顶部排出。中庭玻璃由大而弯的薄木条支撑，这些玻璃组成固定的密封单元，玻璃外层覆盖有一层低放射率的材料，降低了夏季的热量，中庭内的大面积种植花园也起到了降低建筑室内底部空气的温度，增加压力梯度差的作用。玻璃幕墙与其后大中庭的结合使得该建筑拥有了58%的室内自然通风百分比，达到了降低能耗、绿色环保的效果。

（三）外循环通风

外循环通风的双层皮幕墙体系的建筑物多采用机械辅助送风和开窗通风相结合的方式，通过引入自然风来营造适宜的室内环境，降低建筑能耗。这种通风方式多见于温和气候区及部分夏热冬冷气候区。一般构造为外层的幕墙体系采用单层玻璃，主要考虑透光和形成风道的外壁，在外层幕墙的上下部位设有进出风口，分为可自由开闭和始终打开两种；内层幕墙成为了室内外环境真正的分界线，起到炎热季节隔离外界热量，寒冷季节减少室内热损失的作用，大多采用双层玻璃的形式。内外层幕墙间会形成较宽的风道，多在1米左右。例如德国埃森RWE塔楼的双层幕墙体系，塔楼为圆柱形，共30层，高163米。幕墙体系外面是单层强化玻璃，里面是隔热的白玻璃，允许阳光被最大程度地吸收，同时又降低了楼体内部的热损失，两层玻璃中间的空间宽50厘米，做微热缓冲之用。中央部分在玻璃层之间装置的“鱼嘴”是一体化元件，与其它结构构件一起形成了室内外的空气交换系統。换气时每个单元的外层玻璃进出风口保持开启，内部空气被加热，形成了明显的温度梯度，从而产生稳定的热压通风，内层玻璃可以根据需要选择性地开启或者关闭。所有办公室的窗户都是可开闭的，室内自然通风率达到了70%。

三、结论

简而言之，良好的自然通风是营造舒适室内环境、节约空调能耗的重要建筑设计策略。为此，文章围绕绿色建筑自然通风的外围护结构设计方面进行了详细分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。