节能建筑与通风设计

科技信息规划与设计OSciENCE TECHNOLOGY INFORMATION2009年第19期节能建筑与通风设计黄晓曼胡英盛(山东工艺美术学院山东济南250013)【摘要】自然通风是利用自然界的可再生能源卖现建筑节能。本文阐述了自然遁风产生的基本原理分析了与自然通风有关的建筑构件以及与自然通风有关的几个问題,目的在于引起人们对于建筑自然通风的足够重视。【关键词】自然通风;热压;风压;传堂风;烟囱效应自然通风是利用建筑物内外空气的温度差引起的热压或风力造璃之间的空间形成的附加阳光间,贮存热量用以采暖成的风压来促使空气流动而进行的通风换气,是一种既环保又经济的2.2天窗通风通风方式。采用自然通风取代空调制冷技术至少具有两方面的意义:英国的 Zimbabwe大学报告厅的自然通风设计,报告厅从座位下是实现了被动式制冷。自然通风可在不消耗不可再生能源情况下降进风,顶部设中央拔风口,通过天窗进行自然通风低室内温度,带走潮湿污浊的空气,改辫室内热环境;二是可提供新2.3双层屋面通风鲜、清洁的自然空气,有利于人体的生理和心理健康。传统的建筑平屋顶屋面使用砖架空的隔热层隔热,无法利用热压自然通风的实现方式主动通风。设于坡屋顶的隔热夹层,在屋面受太阳辐射时,夹层内空气自然通风的原理在很早的时候就被利用。人们常说的“传堂风”即温度升高,热空气沿着倾斜屋面上升,冷空气从尾面下檐补充在热压使利用风压在建筑内部产生空气流动。在一些湿热地区,自然通风的及风压的作用下形成自然通风,带走了太阳对屋面的辐射热量。重要性甚至影响了建筑的外部形象。如西双版纳傣族民居。目前,建筑24凤帽中常用的自然迺风实现方式主要有以下几种风帽是自然进排风系统的入口或出口,它利用风力或温度差造成1.1利用风压实现自然通风的正压或负压,加强进排风能力的一种装置。风帽可以装在需要局部风压是自然通风最基本的动力之一。在具有良好的外部风环境的通风的地方,也可以装在顶上,促进全面进排风。进风型风帽是在外地区,风压可作为实现自然通风的主要手段。在我国大量的非空调建界风压的作用下能向内部空间引风的风帽。特点是能利用任何方向吹来的风,将室外气流导向内部空间。排风型风帽是在外界风压的作的建筑处理手段。风洞试验表明:当风吹向建筑时因受到建筑的阻用下风帽本身产生负压,从空间内部向外排风,特点是从任何水平方挡会在建筑的迎风面产生正压力。同时,气流绕过建筑的各个侧面及向吹来的风作用在风帽上风帽都产生吸力向外排风。应位置产生负压力。风压通风就是利用建筑的迎风面和25附加通风背风面之间的压力差实现空气的流通。这是一种灵活的解决自然采光与自然通风矛盾的方法。有时建筑压力差的大小与建筑的形式建筑与风的夹角以及建筑周围的环表面上开的采光窗的面积虽然满足室内自然采光的要求了,但在某个境有关。如果希望利用风压来实现建筑自然通风,首先建筑要有理想时间段如夏季即使将窗户完全打开也无法满足室内育然通风的要求的外部风环境(平均风速一般不小于34ms)。建筑要选择适宜的朝向这时可以设计一些附加通风窗。他们是不透光的保温隔热材料制成和布局的形式,建筑布局方式在平面上有并列式、错列式、斜列式(统的,可以自由开闭,平时关闭不用,在室内无法满足自然通风要求时才称为行列式)、周边式和自由式,一般来说,建筑的朝向应与当地夏季打开使用主导风向保持合适的角度,更有利于自然通风。建筑进深不应过大3.与建筑的自然通风相关的几个问题般宜小于14m),这样易形成“传堂风”。其次要组织好建筑平面和开口31自然通风与机械迺风相结合。并不是所有建筑都将自然通风的位置及面积,为了引风入室,争取穿堂风,要从平面、剖面及建筑细的设计作为设计考虑的重点。对于一些大型的体育场馆、展览馆、商业部来考虑,如内外建筑构件要尽量通透,尽可能把门窗对齐布置在一建筑等,由于通风路径较长,空气流动阻力较大,单纯依靠自然通风不条直线上,这样可以减少气流阻力、保证风速,使通风流畅;开口面积足以实现自然通风。同时,某些建筑环境、建筑功能可能对建筑通风有应大,减小开口边缘阻力。现比之下外推窗比推拉窗好,圆滑渐缩的开特殊的要求,如研究所或实验室,这时需要考虑机械通风。因此,当我口比锐缘开口好们为建筑的自然通风设计寻找合适的策略时,要清楚它可能产生的不2利用热压实现自然通风足。自然通风与机械迺风结合设计时,应当使自然通风取得尽可能大自然通风的另一原理是利用建筑内部空气的热压差——即通常的成效,从而节省能源,保护环境所说的烟囱效应—来实现建筑的自然通风。利用热空气上升的原32风的垂直分布带来的问题。风的垂直分布特性使中庭、天井等理,在建筑上部排风门可将污浊的热空气从室内排出,而室外新鲜的空间比较容易实现自然通风。但在建筑内部,如果设计有高度较高的冷空气则从建筑底部被吸入。中庭,烟囱效应使得下层热空气上升,往往导致下部空间的采暖效率热压作用与进、出风口的高差和室内外的温差有关,室内外温差变低,采暖效果变差。对于高层建筑的中庭、天井等空间,还会出现风和进、出风口的高差越大,则热压作用越明显。在建筑设计中,可利用速过大造成素流的现象建筑物内部的贯穿多层的竖向空腔—如楼梯间、中庭、拔风井等满3.3建筑通风与遮蔽物。绿化树木、围墙、隔断或拱廊等设在建筑足进排风口的高差要求,并在顶部设置可以控制的开口,将建筑各层易产生气流剥离的角度及周围,会产生遮蔽作用。建筑周围的树木种的热空气排出,达到自然通风的目的。与风压式自然通风不同,热压式类布置方式在一定程度上都会影响自然通风的效果。一边或两边行自然通风更能适应常变的外部风环境和不良的外部风环境列式布置的树木有利于建筑物的通风,但如果三面都围以树木,房间3风压与热压相结合实现自然通风的通风效果便会受到影响;当房屋迎风面的窗前种植树木时,如果树在建筑的自然通风设计中,利用风压和热压进行自然通风往往是丛把檐口挡住则会把风引向顶棚,若树丛距外墙有一定距离那么吹互为补充,密不可分的。由于室外的风速和风向是经常变化的,不是一来的风很有可能大部分越过窗户从屋顶穿过;在窗台前45-5m以内个稳定的因素。为了保证自然通风的设计效果,根据我国采暖通风和种植的灌木,则可引导风吹向室内。空气调节设计规范的规定,在实际计算时仅考虑热压的作用,风压4结论般不予考虑。但是必须定性地考虑风压对自然通风地影响。一般说来,21世纪是环保的世纪是可持续发展的世纪。降低建筑能耗使建在建筑进深较小的部位多利用风压来直接通风,而进深较大的部位赠筑的人工环境与自然环境达到动态的平衡将是建筑在满足了基本的多采用热压来达到通风效果使用功能和美学要求后应追求的吏高目标。因此,注视建筑自然通风,2与自然通风有关地其他建筑构造将是推行王卧→一应镭墨创将遍关注2.1“呼吸"幕墉中国煤化工利用双层玻璃作为围护结构,玻璃之间留有一定宽度的通风道并设有可调节角度的百页是当今生态建筑界普遍采用的一项先进技术,[宋置CNMHG版杜社20他们被称作“双层皮"幕墙。夏季,打开上下进排风口,通风道内的空气[2】厦云,夏,嘴行巩北系:抗工业出版社,2001被加热,在烟囱效应和一定的风压作用下,热空气上升,冷空气从下层进入通道形成自然遁风;冬季,关闭进排风口,减小风速,利用双层玻贵任编辑:王静]255