【摘要】我國社會的快速進步,使得建筑的數量及質量都有明顯提升,由于人口數量的逐年增加,使得不可再生資源的數量減少的速度加劇,節約能耗不僅限于工業生產等,在建筑物的設計中引入節能理念,也同樣可以實現節約能源的目標,自然通風技術,就是一種有效的節能技術。在現代建筑中引入自然通風設計理念,是將古老通風方式與現代建筑技術相整合,該項技術的使用降低了空調等電氣設備的使用率,從而實現建筑節能的目的,加強了人們與自然的溝通,提高了人們的居住環境質量和生活品質,使人們更加親近自然,該技術已經成為現代建筑設計師較為推崇的技術手段。本文主要針對住宅建筑設計中自然通岡技術的應用進行詳細的分析。
【關鍵詞】住宅;建筑設計;自然通風
住宅建筑內的空氣流通順暢,可以有效的提高人們的居住舒適度,快速的降低因裝修等帶來的居住環境污染等。風環境做為建筑設計的重要內容之一,在以往只追求建筑速度的時代常常被忽略,然而隨著人們對居住環境質量要求的不斷提高,以及對自然環境重視程度的提升,使得整個社會對建筑的自然通風能力有了新的要求。從建筑設計的角度出發,自然風相較于機械岡具有消耗能源低,無噪音,更加環保、舒適等諸多優點,自然的空氣流動使得住宅內各個空間的空氣時刻保持清新,并帶走了室內的污染,防止某些流行疾病的發生,因此對住宅建筑進行合理的自然通風設計,無論從節能角度還是人類健康角度看都十分的重要。
1 現代住宅建筑設計中對自然通風的認識
自然通風在全世界的建筑中均有所應用,它是一項古老的建筑防熱技術,特別是在環境溫熱地區,人們的住宅多會采用多窗的形式,其建筑墻體也較為輕便,有時還會將建筑物架起,從而躲避地面的潮濕空氣,增加空氣流通等等,這些方法都是自然通風最相互的實現方式。而現代社會,由于科學技術的迅速發展,使得人們對室內環境的調節只依賴自然風轉變為依賴應用現代化的電氣設備,如空調等,這些現代化的電氣設備的應用,使人們對自然通風的使用程度大為降低。而在當今社會能源短缺及環境質量下降的壓力下,人們不得不將自然通風技術再次重視起來。因此,將自然通風技術應用于現代建筑已經成為現代建筑設計中的重要內容,自然通風的使用,可以節約能源,降低環境污染程度,更接近了人們與自然的距離,使人們的生活環境更加的健康。
2 住宅建筑中自然通風的應用
自然通風不消耗動力也可獲得較大的通風換氣量,簡單易行,節約能源,有利于環境保護,被廣泛應用于工業和民用建筑中。自然通風共同的特點是:依靠室外風力造成的風壓和室內空氣溫度差造成的熱壓使空氣流動,以達到供給室內新鮮空氣和稀釋室內氣味和污染物,除去余熱、余濕的目的。自然通風按工作原理可分為:熱壓作用下的自然通風、風壓作用下的自然通風、熱壓風壓共同作用下的自然通風,按通風方式可分純自然通風和機械輔助自然通風。
2.1 熱壓作用下的自然通風
風壓和熱壓是自然通風最基本的動力,一般所說的煙囪效應即是熱壓通風。熱壓通風不考慮室外風壓的作用,當室內外存在溫差或存在進排氣口高差時,空氣密度會隨著溫度的升高而降低,從而實現自然通風,可能過在建筑物上部設置排風口等實現熱壓通風。
影響熱壓通風的主要因素是:窗孔位置、兩窗孔的高差和室內空氣密度差。在建筑設計中,一般可利用建筑物內部貫穿多層的豎向井洞,如樓梯間、中庭、拔風井、管道井等滿足進排風口的高差要求,在頂部設置可以控制的開口,將建筑各層的熱空氣排出,達到自然通風的目的。相比較風壓式自然通風,熱壓式自然通風更能適應常變的外部風環境。
2.2 風壓作用下的自然通風
在風力資源較為豐富的地區,風壓是實現自然通風的最佳手段,在住宅建筑中使用風壓手段,可以更好的促進建筑室內的空氣流通,提高室內空氣質量。
當空氣流吹向建筑時,由于受到建筑的阻擋,建筑物四周室外氣流的壓力分布將發生變化,迎風面氣流受阻,動力降低,會在建筑的迎風面產生正壓力。同時,氣流繞過建筑的各個側面及背面,會在相應位置產生負壓力。風壓通風就是利用建筑的迎風面和背風面之間的壓力差實現空氣的流通。壓力差的大小與建筑的形式、建筑與風的夾角以及建筑周圍所決定的空氣動力系數等有關。當風垂直吹向建筑的正立面時,迎風面中心處正壓最大,在屋角和屋脊處負壓最大。由風壓促成的氣流可以穿過整個房間,通風量大大超過熱壓促成的氣流,這是夏季組織通風的主要方式。另外根據伯努利流體原理,可以在建筑中局部留出橫向的通風通道,當風從通道吹過時,會在通道中形成負壓區,從而帶動周圍空氣的流動,這就是管式建筑的通風原理。通風的管式通道要在一定方向上封閉,而在其他方向開敞,從而形成明確的通風方向。這種通風方式可以在大進深的建筑空間中達到較好的通風效果。
2.3 風壓與熱壓共同作用實現自然通風
在建筑的自然通風設計中,建筑物受到風、熱壓同時作用時,外圍護結構上各窗孔的內外壓差就等于各孔的余壓和室外風壓之差線性疊加。風壓通風與熱壓通風往往是互為補充、密不可分的。一般來說,在建筑進深較小的部位多利用風壓來直接通風,而進深較大的部位則多利用熱壓來達到通風效果。
2.4 機械輔助式自然通風
現代建筑更趨于高層化、大型化,這使得通風路徑更長,空氣流動受到了更大的阻力,自然通風效果降低,因此只是簡單的依靠自然風壓及熱風壓是很難取得較好的通風效果的。特別在一些空氣質量較差、噪聲污染嚴重的城市,過于直接的自然通風會將室外的各種污染帶入室內,自然通風效果相較于污染對人體的傷害顯得較低,這時就需要對自然通風施以機械輔助的手段。機械輔助自然通風系統具有較為完整的空氣循環通道,它將機械方式與生態思想相融合,共同完成室內通風任務。
3結束語
綜上所述,住宅建筑中包含較多的自然通風設計,可以使建筑物本身的生態節能性有所提升,且降低了通風成本,住宅建筑設計師應從建筑物的整體規劃以及實際用途出發,對住宅建筑的自然通風進行周密的、科學的設計,從而更好的保證建筑物內的空氣質量,為用戶提供一個更加適合、健康的生活環境。自然通風做為一種較為環保且低廉的建筑通風方式,應在現代建筑的設計中得到更為廣泛的應用,但它是一種被動式的通風方式,其設計及使用要受到諸多因素的制約,如地理環境、氣候狀況、建筑周遭空氣質量以及建筑物結構等等,在住宅建筑進行自然通風設計時,要將多種因素綜合起來,從全局出發,從而達到更好的建筑自然通風效果。