基于自然通风目标的建筑设计策略与方法

2019-02-19张芳

城市建设理论研究（电子版） 2019年2期

张芳

北京炎黄联合国际工程设计有限公司北京 100048

对于当期建筑而言，自然通风是一个跨学科的综合设计体系，而怎样才能够更加合理将其介入于建筑设计过程的各个环节，就需要有科学的设计目标，并采取正确的策略及方法来实现这一目标。本文在此对建筑设计中自然通风目标的测量展开了分析，同时提出了合理的设计方法。

1、设计目标

就建筑来看，其在通过空调在实现对室内环境改变的过程中，会造成能源的消耗，在其运行过程中，将会产生源源不断的热量，进而造成热岛效应的持续提升，这就会导致能耗加剧，出现恶性循环的现象，对于环境有着恶劣影响。在建筑设计的自然通风目标中，对空调所造成的问题有很好的解决，其通过对空调的取代，来实现对建筑能耗及碳排放的减少，为生态环境的保护做出帮助。同时，其通过对室内空气温、湿度的调节，来有效优化空气品质，为人体提供一个更加舒适的环境。此外，结合所处环境的主导风向与风速，来有效降低城市噪音，并避免产生各种污染物。

2、基于自然通风目标的建筑设计策略

2.1 方案策略

在对建设进行设计时，要充分考虑到自然通风目标的方案策略的实现，具体要体现出四点，即形态、界面、开口以及屋顶。就形态方面来看，在建筑群的布置方式和建筑物的平面形状下，气流将会产生各种变化，要深入分析风向投射角以及房间内风速、风场合涡旋的关系。在建筑平面形态上，要采用横向舒展的平面，从而确保自然通风的实现，还要最大程度的确保建筑的纵轴垂直于夏季主导风向。在建筑内部，除了要保证实现所有的功能需求，还要尽可能的减小穿过建筑物的气流路径，保证途径中没有过多的障碍物。就以自然通风为目标的建筑的界面来看，在设计概念方面，其与生物体的皮肤有着相同的特征，即自动调节的作用。根据室外环境的各种变化，整合通风、制冷、采暖等功能，以此来更加灵活、科学的对通风模式进行调节。除了要保证室内舒适度外，还要有效结合室外气候环境，促进用户对个人环境的自动控制。就开口来看，建筑表面开口位置及面积将会对自然通风的效果造成一定的影响。通过对风口、进出风口方向的科学、有效的设计，完成更加良好的气流循环。在实际应用中，若气流仅于风口内穿过，在此情况下，气流就很难对室内的其他地方造成影响，所以，一定要对建筑表面的开口位置及面积进行严格的设计。在建筑自然通风系统中，屋顶是非常关键的部分之一，结合实际情况，对天窗、烟囱、风斗等进行合理的设计，为气流构建有效的进出口。此外，还可以将构建一个通风屋顶，以此来作为独立的通风系统，具体来看，通风屋顶中往往都具备空气间层，在热压通气的作用下，来对屋顶表面温度进行增加或减少，以此来对室内空气温度造成影响。

2.2 设备策略

在部分建筑中，自然通风并不适用于每一个季节，在一些情况下，很可能会受到各种因素的影响，所以，要结合实际情况，来选择有效的机械设备，从而为自然通风提带来其所需的动力。利用辅助设备，能够有效优化进入室内的空气，实现对其温度及湿度的改善，还可以降低城市噪音及污染物。在机械设备辅助系统的实际设计中，要对建筑设计、内部负荷等多种因素进行充分的考虑。利用科学有效的环保方法，来最大程度的满足内部环境要求。

3、基于自然通风目标的建筑设计方法

本文结合建筑设计实践，提出了以通风为目标的建筑设计方法，具体来看，其主要遵循以下几点：

3.1 多层次气候环境分析

在气候环境因素中，包括了温度、湿度、等等多种因素，，各个因素间有着相应的关系。如果在温度、湿度和光辐射强度一致的情况下，区位条件的差异将会导致风环境状况产生很大不同，对于建筑通风技术的选择而言，各种空间初度气候因子的作用均会对其造成一定的影响。在设计过程中，若只对建筑内或建筑附近的通风问题进行考虑，往往无法正确的对所受城市气候影响下的自然通风问题进行描述，为此，要充分考虑到综合区域尺度、城市尺度、建筑尺度等各种层次的气候环境，展开全面的分析。在设计过程中，城市各个季节的主导风向及风速是非常关键的依据。

3.2 确定适宜的通风策略

在自然通风当中，不管是风压还是热压，都对其有着重要作用，是它的核心驱动力所在。在实际应用中，根据所处环境的具体气候，并结合建筑空间的特征，可能在风压、热压两种方案中进行选择。可以根据需要，对方案进行单独使用，同时也可以共同作用。在建筑性质侧重于保温性、气密性的情况下，一般选择热压通风的方案，风压通风的措施在此情况下并不适用。通过中庭，来尽可能的对“太阳烟囱”的作用进行发挥，同时，可以利用人为的方式来提升通风开口间的有效高差，例如通风塔、天井等的建筑设计，以此来最大程度的以烟囱效应实施拨风。同时，在建筑当中，重视对水体的设计，根据通风的实际情况，来实现蒸发制冷以及湿度的提升，对夜间通风进行利用，以此来有效降温。若建筑性质更多的体现为除湿，那么就要采用风压通风，确保建筑围护结构的开敞，实施底层架空设计，并结合挑檐、引风墙等各种构件，对通风及遮阳进行诱导。可以说，要想实现建筑内自然通风的合理设计，不能只是依赖于单一的模式，一定要充分结合实际情况，通过两种通风模式来共同作用，并根据建筑的通风时机、方式等，来对主辅方式进行合理的选择。