基于自然通风目标的建筑设计策略与方法

2018-03-23李婧

城市建设理论研究（电子版） 2018年33期

李婧

山东华科规划建筑设计有限公司山东聊城 252000

正文：

1、前言：

在现代建筑设计中，空调常常充当着增强通风效果的作用，然而空调只能缓和室内温度，却无法改善室内空气质量，长此以往，室内环境会越来越差。与空调等设备的通风方式相比，自然通风能够实现室内与室外空气的快速交换，室内空气品质大大提高，并且可以保持室内温度和湿度均衡。所以在建筑设计中应用自然通风技术，具有非常重要的现实意义。

2、设计策略

自然通风的原理主要为风压和热压。由于我国大部分地区的气候环境为夏季炎热，冬季寒冷，因此在建筑设计中自然通风应做到风压和热压相结合。具体的设计策略如下：

2.1、建筑群的布局

通常，建筑群的布局设计应尽量使每栋建筑均有良好的通风效果，因此须首要考虑建筑群的布局设计。建筑群的布局分为平面布局和立面布局。建筑群的平面布局主要分为三类：行列式、周边式和错落式。在进行建筑群的平面布局规划时，应考虑合理设计路网，通过充分在建筑群内利用自然通风，优化风环境，实现良好、节能的自然环境。在建筑群中，建筑前排的风影区会影响建筑后排的通风效果，当风吹向平行排列的多排建筑时，会增大风影区，影响自然通风效果，因此，在设计中要避免采用建筑物长轴与夏季主导风向垂直的布局。而建筑群的立面布局需要保证建筑物高低错落有序排列。

2.2、建筑物的朝向与间距

建筑物的朝向由其所处的地形和当地夏季风的主导方向这两个因素决定，因此在设计建筑物朝向时，应通过分析当地的气候条件与地形条件，确保风向投射角足够大，并使得后排建筑同样具有良好的通风效果。

建筑物的日照间距增加时，由于风压的增强，可以使后排建筑物得到优良的通风效果。因此，建筑物的间距在设计过程中也应考虑充分以及进行合理设计。

2.3、建筑物的开口

建筑物的开口设计的不同会影响自然通风的效果。因此，在建筑设计过程中，应将风向与进出口方向设计为不同的方向，以确保气流循环更充分进行；并且应合理地设计开口尺寸以及适当降低进风口，保证气流能够容易进入室内。

2.4、新技术手段的结合

为了获得更好的自然通风效果，应考虑将传统技术与新技术结合的策略。比如使用双层玻璃幕墙，这种幕墙在两层玻璃幕间留有通风换气层，无论在冬季还是夏季，利用换气层上下两端的百叶调节进风量，保证室内温度；还有可以应用太阳能来增强自然通风效果。

3、设计方法

基于以上的建筑设计策略，为了获得更好的自然通风效果，还必须有有科学的设计方法，为之后自然通风在建筑设计中的应用提供借鉴

3.1、气候材料的收集与分析

在建筑设计中，应充分考虑到气候因素的影响。不同地区可能存在着不同的日照条件，不同的温度和湿度以及不同的风环境条件，这些因素都会影响到之后的自然通风效果。因此在进行建筑设计前，要对当前地区气候情况进行详细的调查，全面了解气候特征，如气温、湿度、风速、降雨量等等，尽可能的了解该地区气候的变化情况。这样才会使设计过程有理有据。

3.2、确定合适的通风策略

在确定合适的自然通风策略前，需要考虑不同的建筑空间形态对自然通风效果产生的不同影响。通常，建筑物进深小的部分风压实现自然通风，而进深大的部分利用热压实现。而且，对于高层建筑、多建筑群等不同的建筑布局，其空间形态与自然通风有着不同的作用关系，因此只有在分析多种建筑物的空间形态结束后，才能制定合适的通风措施。

自然通风的主要方式是利用热压和风压，在不同的地区，由于不同地理环境和气候因素的影响，这两种方式的使用效果有很大不同。因此确定具体的自然通风方式至关重要。选择单一通风方式或者两者相结合均要考虑实际情况。如果建筑物的重心在于气密性，应选择热压通风；若侧重于除湿的效果，应选择风压通风来保证利用气流起到散热作用。

3.3、制定模式语言

在选择适宜的自然通风策略后，应通过制定模式语言和计算机模拟来模拟和评估该策略的实用性与可行性。首先应该从气候因子到建筑设计因子之间的转译过程入手，具体包括建筑室内外布局、空间特征、场地等内容，最终将分析结果在模式语言中表现出来。之后运用基于计算流体力学的数值模拟方法进行评估，分析设计方案的优点与缺点，并通过数值的调整来达到最佳效果。一般计算机模拟过程分为数学模型的建立、设置边界条件、对计算网格进行划分、方程计算的建立和对结果的处理这五个部分。