采用自然通風(fēng)對(duì)建筑節(jié)能的作用分析

趙眾　李建?！∈狡?/p>

摘 要：我國(guó)目前建筑耗能約占總耗能的28.7%，其中通風(fēng)耗能又是其中的主要部分自然通風(fēng)是一種重要的節(jié)能方式，如何采用自然通風(fēng)更是一個(gè)設(shè)計(jì)師應(yīng)該考慮的重點(diǎn)。本文以云南某活動(dòng)中心為例，對(duì)自然通風(fēng)對(duì)建筑節(jié)能的作用進(jìn)行分析，為此后同類型的建筑提供一些參考經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：建筑耗能;自然通風(fēng);分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.061

0 引言

合理利用能源、降低能耗被列為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大課題。節(jié)能工作是一種特定形式的“能源開發(fā)”，是解決能源供應(yīng)緊張、保護(hù)能源資源、保護(hù)環(huán)境的有效途徑[1]。采用自然通風(fēng)，改善建筑物內(nèi)的空氣質(zhì)量，減少空調(diào)的使用，可以降低能耗，達(dá)到節(jié)能目的，對(duì)建筑節(jié)能及營(yíng)造綠色健康的居住環(huán)境貢獻(xiàn)潛力巨大[2]。因而在當(dāng)今空調(diào)技術(shù)和機(jī)械通風(fēng)普遍運(yùn)用之下，我們更加應(yīng)該注重自然通風(fēng)研究。

1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目地處昆明，日照長(zhǎng)、霜期短、年平均氣溫15℃，年均日照2200小時(shí)左右，無霜期240天以上。氣候溫和，夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒，四季如春，氣候宜人，年降水量1450mm。項(xiàng)目設(shè)計(jì)為兩棟多層新建建筑，總建筑面積37757.00m?，地上建筑面積28121.00m?，地下建筑面積9636.00m?，建筑占地面積9641.00m?。

2 采用自然通風(fēng)對(duì)建筑節(jié)能的作用分析

中國(guó)建筑氣候分為嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)和溫和地區(qū)五種建筑熱工分區(qū)。楊娟等[3]分別選取了哈爾濱、北京、上海、廣州和昆明為代表城市，對(duì)5種不同熱工城市進(jìn)行自然通風(fēng)潛力進(jìn)行研究，得出溫和地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū)依靠自然通風(fēng)在降溫和改善室內(nèi)空氣質(zhì)量上潛力巨大。本工程所在地夏無酷熱、冬無嚴(yán)寒屬于溫和地區(qū)，所以適合采用自然通風(fēng)，減少空調(diào)和排風(fēng)扇等的應(yīng)用，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

2.1 自然通風(fēng)方法及選擇

自然通風(fēng)具有健康通風(fēng)、熱舒適通風(fēng)、降溫通風(fēng)3種功能，主要方式包括穿堂風(fēng)、單側(cè)通風(fēng)、中庭風(fēng)及井通風(fēng)[4]。

從工作原理來說實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的最基本動(dòng)力是熱壓和風(fēng)壓，因此，可將自然通風(fēng)分為風(fēng)壓自然通風(fēng)法、熱壓自然通風(fēng)法、風(fēng)壓與熱壓自然通風(fēng)法;從通風(fēng)方式角度來說，又可以把自然通風(fēng)方法分為機(jī)械輔助式通風(fēng)法、純自然通風(fēng)法。各方法的原理簡(jiǎn)介如下：

風(fēng)壓自然通風(fēng)法：室外氣流遇到建筑物阻擋時(shí)，在迎風(fēng)面和背風(fēng)面形成不同的壓力，利用壓力差形成室內(nèi)空氣的流通。風(fēng)垂直吹向建筑物正立面時(shí)，會(huì)在建筑物的迎風(fēng)面產(chǎn)生最大正壓力，在屋角和屋脊處產(chǎn)生最大負(fù)壓，此時(shí)可大大增加房間的通風(fēng)量和風(fēng)速。

熱壓自然通風(fēng)法：溫度高的地方空氣密度低，利用室內(nèi)外溫差造成的空氣密度差形成熱壓差，強(qiáng)化通風(fēng)作用，煙囪效應(yīng)和漏斗效應(yīng)均能實(shí)現(xiàn)熱壓通風(fēng)。

風(fēng)壓與熱壓自然通風(fēng)法：建筑物同時(shí)采用風(fēng)壓通風(fēng)以及熱壓通風(fēng)來實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的方式，兩種自然通風(fēng)方式的結(jié)合是當(dāng)前自然通風(fēng)建筑設(shè)計(jì)的最佳選擇。但熱壓自然通風(fēng)方式實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，而風(fēng)壓自然通風(fēng)方式則存在不確定因素，在設(shè)計(jì)過程中，我們需要結(jié)合二者綜合考慮，以形成相互增強(qiáng)的通風(fēng)效果，而不是相互削弱。

機(jī)械輔助式通風(fēng)法：需要在一些機(jī)械的輔助下進(jìn)行通風(fēng)，一般用在較長(zhǎng)的大型公共基礎(chǔ)建筑中，例如長(zhǎng)隧洞等。

2.2 自然通風(fēng)方法的具體運(yùn)用分析

對(duì)于主要采用自然通風(fēng)的建筑，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)對(duì)以下三個(gè)因素進(jìn)行分析。

2.2.1 合理規(guī)劃朝向

風(fēng)向能直接決定建筑物自然通風(fēng)的效果，為此建筑物的朝向需和當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)速配合。在風(fēng)垂直吹向建筑物時(shí)能獲得最佳的自然通風(fēng)效果。此外由于夏季更加需要自然通風(fēng)來獲得降低室內(nèi)溫度，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，所以在設(shè)計(jì)過程中，因盡量是建筑物的主立面面向夏季的風(fēng)向。

2.2.2 合理的樓間距規(guī)劃

樓間距過小時(shí)，樓與樓之間會(huì)相互遮擋，不僅風(fēng)壓會(huì)變小，日照也會(huì)減少，這樣夏季會(huì)導(dǎo)致風(fēng)壓不夠，自然通風(fēng)的有效性受到影響，而冬季則由于日照不足，導(dǎo)致室內(nèi)溫度較低，則達(dá)不到節(jié)能減排的效果。此外，樓間距增大，山墻的間接也隨之增大，建筑和山墻之間形成的射流也可以改善建筑物的風(fēng)壓。

2.2.3 建筑外墻開口

建筑物外墻開口的位置和結(jié)構(gòu)可以影響自然通風(fēng)，進(jìn)口位置和出口位置的結(jié)合可以有效改善自然通風(fēng)的路徑。進(jìn)出口位置的高差可以改善室內(nèi)氣流的方向，使在風(fēng)力較弱的情況下獲得較好的自然通風(fēng)效果。此外，自然進(jìn)風(fēng)口處不能有明顯的空氣污染問題，以免導(dǎo)致室內(nèi)空氣污染。

本工程除柴油發(fā)電機(jī)房長(zhǎng)期聚集大量余熱按工藝要求設(shè)置機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng);變配電房設(shè)置平時(shí)通風(fēng)兼氣體滅火后的通風(fēng)系統(tǒng);地下車庫(kù)、非機(jī)動(dòng)車庫(kù)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng);公共衛(wèi)生間、淋浴間、無外窗衛(wèi)生間、廚房及泵房分別設(shè)置機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)之外，其余房間均采用了自然通風(fēng)設(shè)計(jì)，可開啟外窗有效面積大于房間建筑面積的2%。此外排煙系統(tǒng)管道與平時(shí)排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管合用，以合理精簡(jiǎn)系統(tǒng)規(guī)模、節(jié)約初投資、便于控制。

3 結(jié)論

自然通風(fēng)具有安全、清潔、節(jié)能等特點(diǎn)，在全球不斷推進(jìn)節(jié)能減排的背景之下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該將自然條件與技術(shù)相結(jié)合，提高設(shè)計(jì)理念，適用更加節(jié)能的通風(fēng)方式。云南地處夏無酷熱、冬無嚴(yán)寒的溫和地區(qū)，更應(yīng)該多對(duì)本地的建筑實(shí)物進(jìn)行總結(jié)，以找出更加適合云南地區(qū)的自然通風(fēng)方案，使今后的建筑即能滿足綠色節(jié)能，又能滿足人的舒適性。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭偉，陳曦.中國(guó)建筑節(jié)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)狀研究[J].建筑節(jié)能，2013，41（09）：61-65.

[2]張玲玲，王春和.室內(nèi)通風(fēng)氣流組織模擬及評(píng)價(jià)—以某辦公建筑為例[J].節(jié)能，2019（05）：1-3.

[3]楊娟，田真.不同氣候區(qū)自然通風(fēng)潛力分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（34）：241.

[4]甘陽陽，李志生.室內(nèi)自然通風(fēng)降溫效果研究綜述[J].智能建筑與智慧城市，2019（04）：51-52.

作者簡(jiǎn)介：趙眾（1992-），女，白族，云南人，研究生，學(xué)士，研究方向：建筑設(shè)計(jì)。