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绿色建筑设计中的自然通风问题研究

【摘要】:社会的日新月异,使得人们对建筑设计中通风问题越来越重视。本文对绿色建筑中通风问题的有关要点进行分析研究,说明通风在建筑设计中具有重大意义。

【关键词】: 绿色建筑;自然通风;问题;研究
  一.前言
  远古时代,人们就懂得通过对风的利用,对生活环境进行改善。一直以来,聪明的人类根据自身生活环境的特点,寻找出一套套有利于对自身的生活环境进行通风的措施。而科学的发展,使得传统的通风技术被人们遗忘在角落,直至到了今天,当能源逐渐被开发完毕,地球面临着越来越大的压力,在这样的情况之下,人们又开始有了对生态技术的追求,并试图寻找能通过对风的利用,达到降低能耗的效果,并且能够改善人们生活的室内环境,使室内环境变得更舒适、凉爽。
  二.绿色建筑和自然通风的定义
  1.绿色建筑:
  所谓的绿色建筑,是指建筑在全寿命的周期之内,在资源上能够进行最大的节约,比如节地、节能、节水以及节材等,能减少污染,对环境进行保护,并能为人类提供舒适、健康以及高效的使用空间,能够做到和睦相处,谐平共生。
  2.自然通风。建筑内部是不是具备通风条件,将对人们的健康起着重大影响。具有通风条件的建筑内部,通过空气的流通以及气流对人体的影响,并通过对室内温度、气温以及内表面的温度,对人们的健康进行间接影响。关于自然通风所产生的作用,人们通常认为有3种功能,且功能不同:第一,热舒适通风。皮肤如果过于潮湿,会引起不舒适的感觉,这类通风可以对皮肤的不舒适起到改善作用,可以帮助体内散热;第二,健康通风。这类通风可以保持室内的空气质量;第三,降温通风。当室内温度比室外温度高时,可以对建筑构件进行降温。根据有关资料表明,当室内与室外的温度相差比较大的时候,开窗达到十分钟以上,就可以对室内空气换气一次,温度相差不大时,大约三十分钟左右会换气一次。热压与风压是自然通风的最基础的条件,因此,为了实现通风,通常依靠三种方法:第一,通过对热压的利用进行通风;第二,通过对风压的利用进行通风;第三,通过对风压与热压的利用进行通风。
  2.1通过对热压的利用进行通风
  烟囱的主要作用是拔火拔烟,把烟气排走,净化室内的空气,这就是所谓的“烟囱效应”。而通过对热压的利用进行通风,就是根据以上原理,再根据建筑内部空气密度的差别,冷空气下降,热空气上升的原理,促进自然通风的形成。在热压作用的进行下,进风、出风风口高度的区别,以及室内外的温度差,都会对它产生影响,在温度差越大,高度差也越大的情况下,会使热风通风具有很明显的效果。
  2.2通过对风压的利用进行通风
  这里所说的风压,是指空气流在受到外物阻挡的情况下,所产生的静压。当风面对着建筑物正面吹袭时,建筑物的表面会进行阻挡,这股风处在迎风面上,静压自然增高,并且有了正压区的产生,这时,气流再向上进行偏转,并且会绕过建筑物的侧面以及正面,并在侧面和正面上产生一股局部涡流,这时,静压会降低,负压差会形成,而风压就是对建筑背风面以及迎风面压力差的利用,压力差产生作用,室内外空气在它的作用下,压力高的一侧向压力低的一侧进行流动,并且这个压力差与建筑与风的夹角、建筑形式、四周建筑布局等几个因素关系密切。
  当风向建筑正面垂直吹来时,负压最大的位于屋角以及屋脊处,正压最大的位于迎风面的中心位置。可以说,风对建筑物产生的作用力有两种,一种是垂直的升力,一种是水平的阻力,而对风压的利用,则是对水平方向的阻力进行利用,并进行相关的设计以及组织通风的。垂直方向的力,会有伯努力效应的产生,比如,在进风面的斜屋顶上,会有巨大抽吸力的形成,对于这种形式的屋顶,会起到兜风的效果。
  2.3通过对风压与热压的利用进行通风
  建筑中能够产生自然通风,经常是在风压与热压共同作用情况下进行的,只是由于它们之间作用的程度不一,所以对建筑物整体自然通风的作用也不同。对于热压而言,由于它具有的相对稳定性,更容易产生烟囱效益的拔风作用;对于风压作用而言,因为经常受到地方风、大气环流以及周围形状、建筑形状的影响,所以比较不稳定。因此,当热风与风压同时作用的情况下,甚至可能有减弱通风效果的状况出现。当热压与风向作用的流线方向报纸一致时,它们之间会相互促进;反之,它们之间就会产生阻碍作用,并且对自然通风产生影响。
  三.自然通风与建筑设计
  1.进出口窗户的面积大小以及窗口的朝向问题
  进出口窗户面积的大小,对室内空气流速产生了很大影响。根据科学数据表明,要想获得室内整体最好的风速,可以采取进风口面积小于出风口面积10%左右的方式进行改善。不仅如此,房间与窗口朝向也起着重要作用,假如窗户在相交的两面墙上,房间可以直接面对着风向开窗;如果窗户位于相对着的两面墙上,则房间的方向不要去顺着主导方向。
  2.双层玻璃幕墙
  一般来说,内遮阳设备与外遮阳设备相比,在节能效果方面,外遮阳设备效果会更好,不过,由于外遮阳设备容易影响美观,而且要进行很大投资,所以改成了双层玻璃幕墙,由于双层玻璃之间存在比较大的空间,所以,有“会呼吸的皮肤”之美誉。冬季的时候,在双层玻璃间会形成阳光温室,夏季时,可利用烟囱效应,在夹层间形成通风作用。具体而言,双层玻璃幕墙有以下优点:第一,在夜间时可安全进行通风;第二,室内不再受室外噪声的影响;第三,一般而言,开窗时会对室内温度产生影响,双层玻璃幕墙则可以避免这类情况的发生。
  3.关于中庭
  对高层建筑而言,可以通过中庭的热压作用,达到自然通风的效果。目前,有中庭的建筑相继出现,不过大部分是封闭式,单纯为了达到采光的作用。
  4.关于屋顶
  建筑设计中,屋顶的形状对室外风压产生影响,并且对自然通风效果产生影响。此时,在对屋顶形状的选择上,可以选择翼形屋顶,这样可以形成低压区和高压区。根据实验表明,屋顶的高度和形状对室内气流的流速以及分布会产生影响。
  四.自然通风的节能和绿色建筑的低能耗之间的联系
  总而言之,绿色建筑其实就是一项环保建筑,并且可持续发展,绿色建筑也可以称为生态建筑,在建筑的全生命周期内,绿色建筑是以对能源的充分利用以及节约能源作为目标,并且为人们提供健康、舒适的生活环境以及工作空间。绿色建筑以低能耗的技术策略,减少了对自然环境的影响。绿色建筑采用了绿色技术与环境技术,不仅能减少建筑能耗,还能充分地对自然资源进行利用,而自然通风作为舒适、健康以及节能的室内环境的调节方式,成为绿色建筑不可缺少的一项内容。作为一种生态技术,自然通风在实际的运用时,要结合建筑材料、太阳能、自动控制以及自然采光等特点,并通过对计算机模拟技术的运用,根据实际案例进行研究。随着人们对生态技术的追求,人们对于这种健康、廉价的自然通风将会越来越喜欢,并且会更多地被利用。
  【参考文献】:
  [1].宋晔皓.利用热压促进自然通风[J].建筑学报,2000.12
  [2]王鹏,谭刚.生态建筑中的自然通风[J].世界建筑,2000.04
  [3]李华东.高技术生态建筑[M],天津:天津大学出版社,2002

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