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建筑通风设计中存在的主要问题

2023-01-11郑娜莉辽宁大建筑设计有限公司辽宁沈阳110000

中国房地产业 2022年7期
关键词:通风负荷人员

文/郑娜莉 辽宁大建筑设计有限公司 辽宁沈阳 110000

引言:

近年来,随着现代化城市建设速度的持续加快,建筑工程项目的复杂度也有了明显提高。为了能够全面满足广大民众的个性化居住需求,则要进一步加快建筑设计的创新速度。而建筑通风设计会受到周边环境因素的影响,设计人员需要将能够影响设计结果的负面因素予以屏蔽,尽量减少建筑成本的同时达到最优的通风效果。在这一前提下,绿色建筑理念得到了更进一步的推广,合理保护周边环境的同时提升建筑内部环境的舒适度。

1、通风的作用与主要方法

建筑本身风环境的优劣程度将会对居住者的身心健康带来直接性的影响,同时也是干扰建筑能耗的核心要素。总结来看,建筑的通风设计具有以下几个方面的作用:合理的通风设计能够在室内形成对流,将室内多余的热量带走,将温度控制在适宜的状态;加快人体表面汗液的蒸发速度,保证体感温度的舒适性;根据居住者的具体要求来合理调控建筑围护结构同外界之间的热交换速度,以此来有效控制室内的热辐射;及时更换室内环境中的浑浊空气,将空气洁净度维持在健康标准等等。

而建筑外部的风环境状况将会对建筑内的通风质量与通风效果带来直接性的影响,其中比较关键的几大影响因素包括风向、风速、空气湿度、空气温度以及空气质量等等。为了能够将室内风速控制在合理范围内,针对年平均风速相对较低的地区,要尽量减少对于自然风的遮挡;而对于年平均风速相对较高的地区而言,则要将不利风向进行合理分流与遮挡。由于不同地区内建筑的通风要求存在着较大差异,因此设计人员应遵循因地制宜原则来开展通风设计工作。针对湿热地区,要合理化利用夏季时的强风,以此来达到降低室内温度、湿度的作用;而针对干寒地区,如果强风持续存在,将会降低建筑围护结构在冬季时的保温性能,加快热能损失速度。由于我国的地域十分辽阔,中西部地区大多处于夏热冬冷的气候区间,设计人员则要同时兼顾到建筑在夏季时的隔热与降湿性能,并且还要保证冬季时的保温与控制质量要求。

2、建筑通风设计中所存在的主要问题

2.1 对当地气候条件缺乏准确认知

目前,我国绝大地区的房屋建筑所采用的是统一化的通风设计标准。但由于我国的土地面积十分宽广,各个地区之间存在着明显的地理特征,这会导致外界环境中的气候条件存在着极大的差异,使得建筑工程项目的通风设计方案呈现出了多样性与复杂性的特点。尤其是在冬季,南方与北方地区的气候条件则表现的完全不同,这就需要设计人员严格按照建筑所处位置的季风性质,进一步发挥出自然风的作用,以此来为建筑室内提供新鲜空气的同时,保证湿度和温度可以长时间地处于合理状态。但如果在进行通风设计之前,设计人员并没有对建筑所处区域的气候条件与温度变化展开全面了解,盲目信任以往的工作经验,或遵循统一化的通风设计标准。将会导致最终的通风设计方案失去应有的实用性价值,不仅无法满足房屋建筑的室内通风要求,同时也会造成不必要的资源浪费。

2.2 通风负荷计算错误

在现代建筑的通风设计环节中,设计人员为了能够保证通风效果可以达到预期要求,则必须要提前对设计目标的通风量进行精准计算。截至目前为止,在我国现行的相关规范制度中,对于建筑通风量的计算方法给出了详细的说明。但由于绝大多数的计算方法均针对的是空气调节,而对于现代建筑所应用的空调负荷,则需要根据不同季节的气候特点来进行逐项、逐时的负荷计算,整个计算过程十分繁琐。总结来看,在对建筑进行通风设计时,有关于通风复合的计算工作可被分为以下两个方面,即为维护结构的负荷与室内的负荷。在此处要强调的是,建筑物的围护结构在通风设计中是一项有利因素,在对维护结构负荷进行计算时,应参考有关于季节负荷的计算要求,并同步做好分析工作。而建筑的围护结构完可被分为内外两大类别。其中,外围护结构的负荷变化主要来自于室内外的温差变化,同时受到太阳光辐射、风向以及风速等诸多因素的影响;而内围护结构的负荷主要来源于室内相邻房间的温差。在绝大多数情况下,如果通风量较大,所产生的温差负荷则会相对较小,设计人员应当将建筑室内的照明设施、散热设施以及人体散热这三大因素关联到一起,以此来获取更为稳定的计算模型。

2.3 缺乏对风量的计算

在我国的建筑行业中,尚未针对建筑通风设计内的通风量计算制定出明确的规定要求,这在很大程度上增加了通风设计工作的开展难度,并在具体的设计环节中衍生出了诸多不确定性因素。举例说明,如果通风量的计算结果出入过大,将会影响到后续建筑通风设计环节的准确性,进而造成大量的资源浪费,使得通风设备一直处于长期闲置的状态。此外,如果设计人员并没有对通风总量展开详细分析,同样也会对建筑的室内通风质量带来直接性的干扰,甚至还会威胁到居住者的生命健康安全。建筑的通风量计算大致可被分为卫生通风量、降温除湿通风量这两大类别。设计人员应同时兼顾到建筑室内的空调与采暖系统,并将室内的厨房、卫生间以及盥洗室所需的通风量考虑在内,结合建筑的具体运行情况来对通风量计算结果予以核对。

2.4 建筑群布局不合理

除去上文中所提到的几点问题之外,有关于建筑群的分布和布局情况同样要被纳入到通风设计工作中,设计人员需要同时兼具建筑平面空间与立面空间的设计元素。其中,立面空间的设计不仅要保证建筑群可以呈现出更加舒服的视觉效果,同时还要让建筑物的高度处于错落有序的状态,以此来避免形成漩涡气流与冲气流;平面空间的设计则能够让建筑按照周边等式或行列等式的方式处于建立群内。如果建筑群的布局规划不合理,势必会引发热量堆积和热量加速丧失的不良后果,为通风设计工作的顺利落实带来干扰。

3、建筑通风设计的改进措施

3.1 自然通风

(1)空间设计

设计人员应当在建筑的内部结构中设置竖井空间,以此来保证建筑内气流的快速流通,全面提高建筑内部的通风效果。现如今,在现代化建筑的节能设计方案中,比较常见的竖井空间包括以下两种:纯开放空间,此种设置主要应用到的是建筑中庭内的热压,通过合理化设计来达到通风目的;烟囱空间,主要利用的是太阳能在加热空气后所引发的烟囱效应,以此来保证建筑室内空气的高效流通。

(2)布局设计

在建筑的自然通风设计环节中,能够对最终节能效果带来直接影响的即为建筑群的布局设计。在前文中有所提及,为了能够保证建筑群布局规划的合理性,设计人员应当合理利用现代化技术手段,通过计算机通风模拟的方式,提前判断风向投射角能够对室内风速带来怎样的影响,并按照模拟结果来合理调整建筑通风设计方案。除此之外,还要同时兼顾到建筑物的高度、面宽、进深等主要设计参数。

(3)维护结构开口设计

建筑室内各个房间的开口大小与相对位置设计,将会对室内的进风量与风速带来直接影响。进风口越大,则流场越大,反之则越小。设计人员应根据测定结果,合理优化维护结构的开口设计。其中,如果开口宽度与开间宽度的比例在1/3~2/3之间,且维护结构的开口大小占据室内地板总面积的15%~25%之间,则能够保证通风效果达到预期要求。另外,设计人员还要考虑到室内房间开口的相对位置,确保进风口与出风口处于错开的位置,以此来合理控制气流路线走向,让室内的气流处于更加均匀且舒适的状态。

(4)穿堂风设计

有关于穿堂风的设计概念经常出现在热带建筑的通风设计方案中,事实上,穿堂风是自然通风中最佳的一种效果。简单一些解释,穿堂风所指的是,自然风会从建筑的迎风面进风口进入,以直线的方式穿过整个房子之后,再从背风面的出风口吹出。为了能够达到穿堂风的效果,设计人员一定要根据建筑的具体条件来组织好室内通风。其中,建筑内的主要房间应当处于主导风的迎风面位置,而辅助性房间则可以设置在背风面位置;其次,需要利用建筑室内的房间开口来合理引导气流走向。并且要保证建筑风口处于可调节的状态,根据住户的实际需求来灵活调整风速与风量。最后,在进行室内装潢设计时,应按照穿堂风的路线来合理规划家具和隔断布置,将风量与风速控制在宜人状态。

(5)通风墙体

通风墙体所指的是,设计人员需要将建筑的隔热外墙设计成空心夹层的形式,同时还要在墙体的上下部分分别设置进风口与出风口。通常情况下,通风墙体的间层厚度需要控制在30~100mm内,当墙体的夹层内空气受热后会处于上升状态,并在墙体内部形成压力差,可以有效带走建筑室内的部分热量和潮气。此外,通过在建筑的外墙加装通风间层,能够有效降低墙体的表面温度,随着日照辐射度的增加,墙体的隔热效果也会明显提升。

3.2 科学规划建筑结构布局

(1)建筑朝向设计

建筑物的朝向设计将会影响到建筑室内的通风情况以及日照时长,因此务必要将其列为通风设计工作中的关键性参考元素。在这一环节中,设计人员应当根据日照角度的变化情况来合理确定建筑物朝向,全面掌握当地气候与环境的变化特点,并按照主导方向所呈现出的季节性变化趋势来精准计算日照量,在此基础之上来进一步整理空气温度与风速等关键参数。

由于各个地区内的自然条件存在着一定的差异,因此在进行建筑通风设计时,设计人员也不能够忽视对自然条件的综合考量,对通风设计方案予以合理优化。例如,在我国的南方区域中,南风为主导风向,设计人员则要尽可能保证建筑朝向的朝南设计,以此来充分利用自然通风,大幅度降低空调系统的使用率,达到节约能耗的作用。

(2)建筑物间距设计

在进行建筑的通风设计时,设计人员还要充分考虑到建筑群的间距调整,通过合理化控制建筑间距来对建筑群的空间布局进行优化,进一步得到理想的通风设计效果。通过分析以往的建筑通风设计经验可知,在建筑工程设计中三最为常见的问题是建筑物的日照量不足。导致这一问题的主要原因是建筑物之间的距离设计不合理,处于后排位置的建筑会被前排建筑遮挡,导致阳光无法成功照射进来,并在很大程度上限制了建筑内的通风效果。针对这一现象,设计人员需要充分考虑到建筑所处地点的日照与风向因素,尽量拉大建筑之间的距离,充分满足后排建筑物的基本日照需求,为后续通风设计工作的正常开展奠定基础。

3.3 降低通风负荷计算误差

在建筑通风设计中,为了能够将通风负荷计算结果的误差值控制在合理范围之内,设计人员则必须要对建筑室内所应用到的相关设备予以全面掌握,将设备在不同使用时期下的散热情况进行详细记录,同时还要计算出人体散热值。在做好相关的技术准备工作之后,设计人员应利用相关参数来创建精准的计算模型,以此来提高风负荷计算结果的准确性。

3.4 准确计算通风量

能够对通风量计算结果带来影响的因素有很多,鉴于其中存在着一些无法提前预估的不确定性因素,稍有不慎将会导致通风量计算结果失真。因此,为了能够便于计算,设计人员应从卫生通风量、降温除湿通风量这两大角度入手来开展工作。

(1)卫生通风量

需要同时参考空调系统通风量与采暖通风量,并按照符合地方气候特点的标准来合理选择计算模式。

(2)降温除湿通风量

降温除湿通风量的计算工作相对复杂,其中所涉及的内容比较繁琐,大致可被分为余热和余湿这两大类别。在完成基础计算任务之后,设计人员还要兼顾到建筑内部各个结构之间的空气流通量。在得到精准数值后,逐一判断通风设计方案中的相关内容是否符合建筑实际情况,并针对其中的不合理之处予以灵活调整。

4、建筑通风设计的其他注意要点

4.1 合理控制通风设备噪声

如果建筑室内通风系统设计或安装不当,将会导致各类设备噪声的出现,噪声污染将会严重影响人们的日常生活。为此,设计人员则要同步做好对相关设备的消声设计,例如在设备中单独加入弹簧阻尼减震系统,并且在管道与风机之间做出软连接设计等。其次,还要利用隔声效果更优的材料来进行建筑围护设置。也可以根据建筑室内房间的具体功能,选择在室内墙面上粘贴隔声材料,以此来达到阻断噪音传播的目的。例如,对于带有影音室的建筑而言,设计人员可以考虑在房间的吊顶与墙壁外侧加装粗糙的平面吸声板,并利用机房专用的门窗材料,以此来合理控制噪声污染问题。

4.2 优化水循环系统

在对建筑的通风系统进行节能设计时,设计人员务必要充分关注水循环系统内管道限度的坡度与高度。尤其是在针对可能出现气囊位置的管道进行设计时,应进一步强化系统类的排风设置。并在设计方案中明确指示,在进行安装作业之前,应当对作业面进行彻底清理,同时加强对于管道口的封闭性保护。另外,通过加装排污阀门,还可以进一步提高暖通系统的使用寿命,简化后续不必要的养护管理环节。

4.3 杜绝管道地漏现象

为了能够彻底杜绝管道滴漏现象的出现在,正式开始施工作业之前,施工人员应当遵循通风设计方案的相关要求,逐步开展图纸审核与管道材料的审查工作。同时还要加大各个施工环节的监管力度,以此来有效避免管道与配套设施不匹配现象的出现,同时保证施工质量与施工进度。其次,还要针对建筑墙体内的冷冻管展开单独的保温设置,根据建筑所处地区的冬季温差情况来选择保温层的厚度。最后,需要及时清理风机设备盘管的滴水部分,避免冬季温度过低而出现上冻情况。

结语:

综上所述,建筑通风设计是确保建筑工程的建设质量以及实用性功能发挥的重要基础条件。设计人员务必要根据建筑所处地点的气候特点,确保通风设计方案可以全面满足居住者对于供暖、制冷的个性化需求。随着我国现代建筑行业的稳定发展,从节能环保的角度加以分析,在日后的建筑通风设计中不仅要保证通风系统的运行安全与整体质量,同时还要加强对各个部分的细节设计,优先选择先进的节能技术手段,为广大住户打造出更舒适的居住环境。

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