論述大型公共建筑的自然通風節能設計

2023年12月30日發(作者：高中教育)

論述大型公共建筑的自然通風節能設計

摘要：大型公共建筑是發展功能集約化的代表性建筑，逐漸將商業、辦公、文化等多種需求集合在一個建筑中，雖然這樣很好，節省了大量的土地，緩解了城市的壓力，但是也出現了讓人擔憂的問題，由于當今的建筑規模和體量不斷增大，所需要的能耗也不斷增加，在城市化中已經無法回避這個問題。要想盡可能的降低建筑的制冷能耗，最重要的手段就是做好建筑的通風工作，這也是最自然節能方法。建筑的通風工作可以達到：對室內的氣候利用自然通風進行調節，減少空調制冷設備的使用，降低對不可再生能源的使用，與此同時，也可以創建更加安全健康的生活環境。基于此，本文就從大型公共建筑的自然通風節能設計展開分析。

關鍵詞：大型公共建筑；自然通風；節能設計；

1、大型公共建筑通風設計現狀

在建造大型公共建筑的時候，通常體積比較大，地基深度也比較大，占用的面積也非常廣。如果建筑的進深和體量超過了設置的標準，一定會妨礙建筑的自然通風，不能對自然資源進行充分的使用。對于室內的微氣候可以使用人工控制，其標志是出現了空調制冷技術，可以極大的改善通風狀況對于建筑尤其是體量大的建筑。在處理大體量建筑內部空間的舒適性問題方面，人們大多使用技術手段來實現。雖然大型公共建筑會消耗大量的能源，但是它在節能方面存在著巨大的潛力。

2、自然通風設計原理

2.1風壓通風

建筑的迎風面和背風面兩者之間存在的空氣壓力差所引起的通風即風壓通風。當風吹向建筑的時候，風的流動會受到建筑表面的阻擋，就會在建筑的迎風面出現正壓力；當風在繞過建筑物的側面和背面的過程中，就會在同一個地方出現負壓區。人們平時所說的“穿堂風”本質上就屬于風壓通風。風壓通風的形成會受到建筑外部的風環境以及建筑的樣式的直接影響。

2.2熱壓通風

熱壓通風作為另外一種自然通風方式，其出現的原理：在建筑內部形成溫度差因而出現熱壓差，然后出現自然對流形成通風。本質：受熱空氣的影響出現升力，在建筑頂部的開口處散去污濁、潮濕的熱氣，同時室外清潔的冷空氣會從建筑的底部進去。因此，熱壓通風和風口的垂直距離以及室內外的空氣溫差有著直接的聯系。一般情況下，熱壓通風效果會更加明顯，如果進出風口的垂直距離以及室內外的空氣溫差很大的話。由于大型公共建筑的進深通常會非常大，所以風壓通風可能不是非常的適合，而對大型公共建筑來說，熱壓通風是一種不錯的選擇。

3、自然通風設計方法

3.1外部環境營造

建筑外部的風環境對風壓通風的形成具有決定性的作用。既定建筑和周邊建筑之間的距高比對周圍的風環境可以產生影響，會產生“風影效應”。當風吹向建筑的時候，會在建筑的背后出現渦旋區，這個渦旋區在地上的正面投影就叫做“風影區”。如風影區的風力不強，風向不固定，那么就會降低建筑外部的氣流強度，

然后降低室內外氣流交換。

3.2平面布局控制與分化

對自然通風最重要的就是要做好具有良好通風效果的建筑平面的設計工作。據有關數據信息顯示，優質的通風條件之一就是建筑的進深一般要小點，如果進深太大超過了規定的標準就只能依靠空調系統來進行日常的換氣工作，除此之外，對于建筑的自然通風設計也非常的不利。但是大型公共建筑不論是體量還是進深都比較大，怎樣可以減小進深的尺寸，就是當前建筑師所要面對的挑戰。一方面，做好平面布局的控制工作，盡可能的加大室內空間和室外環境的接觸，創建一個好的前提為實現自然通風這個目標。在20世紀初，芝加哥學派的建筑師在對高層建筑進行設計的時候，在組合平面的時候就采用了凹凸平面，科學的處理了這個難題；另一方面，科學合理的對建筑平面布局進行分化處理，使用科學的方法可以提高對室內空間的利用，可以實現自然通風的目標。荷蘭國際銀行就使用了這種分化處理的模式，改變了傳統的以方正為主的平面設計，開拓思維，創新的使用了狹窄并且曲折的平面形式。主要由長度大約有1km左右的曲折、不規則的建筑組成平面，其中含有10棟高低不同的豎直辦公樓，然后使用一條直線形式的街道將它們連接起來。這座大樓所有的進深都在7m以下，很好的實現了自然通風。

3.3內部空間形態優化

在大型公共建筑中，比如展覽館、商業設施以及綜合體等建筑，它們的進深通常都會很大，妨礙空氣流動的阻力也會比較大。建筑和外界的直接接觸面積也非常有限，所以大型公共建筑的風壓通風就非常難實現。在對內部空間的形態進行優化的時候可以使用風井、水平風道、中庭等元素，對大型公共建筑的體量進行分散，這樣對于緩解它和外部資源嚴重不足的矛盾十分有效，盡可能的降低大型公共建筑對不可再生資源的依賴程度。

風井有很多中存在形式，比如氣井、煙囪、通風塔等，可以采用熱壓通風的手段實現自然通風。由于大型公共建筑的進深通常都會非常大，因此熱壓通風是一種不錯的選擇。英國的萊斯特市德蒙特福德大學女王館就是熱壓通風的代表作，設計師考慮到大樓室內的高熱量，首次嘗試了用熱壓通風代替空調制冷的做法，減小能源消耗，保護環境。這座建筑的中央報告廳進深非常大，并且只有一個外開窗，所以可使用熱壓通風來實現自然通風的目的。在一樓教室和二樓報告廳之間會設置一個通風口，室內的空氣會從這個通風口中排出去。當夏天來臨時，由于室內的人員較多會讓溫度增加，這個時候通風口就會自動打開；如果室外天氣不好，就會自動關住。和其他的建筑相比，雖然這個建筑的總面積超過了10000m2，但是由于采用了自然通風的設計，所以能源消耗非常的小。

熱壓通風也適用于中庭設計。中庭可以分成核心式、接觸式和貫通式這三種由于建筑內部的位置以及自然能源的不同。中庭空間的合理化以及合適的輔助技術，在兩者的結合之下，可以對可再生的自然資源進行充分的利用，使得生態效益達到最大化。在設計后勤工程學院綠色建筑示范樓的過程中，建筑師就采用了核心式的中庭方式，在這個建筑中科學的融入自然能源。核心式的中庭將建筑的體量進行了分散，在建筑里引入了充足的自然光，并且還可以使用熱壓通風的方式把污濁的空氣排出室內。經過多次試驗可以總結出來，中庭頂部設置4個7m×1.5m的百葉窗通風口可以提高熱壓通風的效果，提升建筑的室內環境。

結束語

總之，當前我國的城市建筑正在逐步向大型公共建筑這個方向轉變。由于城

市人口數量不斷增加，我國的城市用地就變得非常緊張，大型公共建筑是發展功能集約化的代表性建筑，逐漸將商業、辦公、文化等多種需求集合在一個建筑中。雖然這樣很好，節省了大量的土地，緩解了城市的壓力，但是也出現了一些讓人擔憂的問題，由于當今的建筑規模和體量不斷增大，所需要的能耗也不斷增加，要想盡可能的降低建筑的制冷能耗，最重要的手段就是做好建筑的通風工作，這也是最自然節能方法。

參考文獻

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