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    建筑設計論文自然通風應用

    所屬分類:建筑論文 閱讀次 時間:2017-05-13 16:03

    本文摘要:從人類進行建造筑動開始,便有了自然通風技術。這篇 建筑設計論文 認為在漫長的發展中,各種地區的人們發明了各種不同的適合本地區的通風方法,至今仍舊被廣泛應用。現如今我們的社會是環保社會,是可持續發展的社會。有效利用完全自然通風,減小建筑能耗,

      從人類進行建造筑動開始,便有了自然通風技術。這篇建筑設計論文認為在漫長的發展中,各種地區的人們發明了各種不同的適合本地區的通風方法,至今仍舊被廣泛應用。現如今我們的社會是環保社會,是可持續發展的社會。有效利用完全自然通風,減小建筑能耗,保護我們生存的環境,是在滿足了建筑的使用功能和美感需求之后,應該達到的更高目標。《設計家》雜志是一份以介紹建筑與室內設計師人物和作品為主的專業期刊,報道對象為:中國本土有影響力的設計師,讀者對象為:中國境內的建筑師、室內設計師,地產開發商,建筑業主,私人裝修業主。雜志每月出版,全國發行,在大中型城市均有銷售,可通過網絡訂閱、郵局訂閱。

    設計家

      摘要:根據我國當前關于建筑空調技術嚴重影響環境和能源的情況,指明了自然通風極為重要;分析了自然通風的優勢、原理以及應用,希望以此人們能注重自然通風。

      關鍵詞:自然通風;風壓;熱壓;自然通風的應用

      隨著空調的不斷研發,室內溫度已經能被人們所控制,因此,由人類適應環境變為人類改變環境。家用空調幾乎已經進入家家戶戶,在公共場所中也運用空調系統。但是隨著空調的越來越多,加大了能源的消耗,空調用電導致了夏季用電高峰期的出現。于此同時,空調的普遍使用,對人類的身體健康產生了負面影響。減少空調危害的方法之一就是進行自然通風。進行自然通風,是為了給人們提高新鮮的空氣。建筑進行自然通風,可以大大降低空調能源的消耗,進而減少因空調而產生的生產CO2;對人類而言,自然通風可降低空調病以及各種疾病的發病率。因此,將現代建筑設計為自然通風格局進行自然通風顯得尤為重要[1]。

      1自然通風的原理

      建筑進行自然通風,可通過兩種模式進行一種是完全自然通風,另一種是機械幫助自然通風[2]。一般的自然通風就是,有目的的進行開口,然后使空氣產生流動。對于自然通風來說,建筑物內主要有兩個因素造成空氣流動:風壓、建筑物內外空氣密度差。它們可以獨自作用,也可以聯合作用。

      1.1風壓作用下進行的自然通風

      完全自然通風,是根據室外風速給室內外溫度造成溫差,產生空氣流動而形成的。大氣的壓差是導致風形成的原因。如果風在前進的過程中遇到障礙物,如樹或房子,就會發生能量的轉變。由于通過阻礙物而產生的壓力差,導致空氣從室外的窗縫及空隙進入室內,再從將室內的空氣從另一面排出,這就形成了完全自然通風。建筑物四周的風壓與其幾何造型、建筑對于風來的方向、速度和建筑四周的自然地勢有關。

      1.2熱壓作用下進行的自然通風

      室內外空氣產生的溫差造成熱壓。根據熱力學原理,室內溫度會隨著高度的增加而上升的特點。這就是我們所說的的“煙囪效應”,也是導致建筑物上下溫差不同的問題主要原因。溫差的存在導致建筑物內外密度差的出現,與墻面相垂直的方向產生壓力梯度。如果室內比室外溫度高,建筑物就會出現上面壓力較大,下面壓力較小的情況。當這些部位存在通風口時,空氣經過較低的孔口進入,從上部排出。如果室內比室外溫度低,氣流反向流動。而在實際運用中,建筑師們多采取煙囪、天井中庭等方式,為自然通風的進行提供條件,促使建筑物能夠更好的進行通風。

      1.3熱壓與風壓共同作用下進行的自然通風

      在實際的通風過程中,是熱壓與風壓一同作用的結果,只是它們有強、有弱。風壓受到室外風向、風速、天氣、建筑物的幾何形狀、四周環境等影響,在和熱壓一同作用時,并不是單純的線性疊加。所以,建筑師要對各種存在因素進行充分的分析考慮,使熱壓與風壓作用互充,默契配合,促進建筑物的良好自然通風。

      1.4機械輔助進行的自然通風

      大型建筑物由于面積較大,所以通風路途較長,流動空氣阻力較大,單純依賴熱壓和風壓,難以實現完全自然通風。對于嚴重存在空氣噪聲污染的城市,直接進行自然通風則會將室外被污染的空氣以及噪音一起帶入室內,威脅人體健康。因此,要采取另外一種自然通風系統-機械輔助式。該通風系統擁有自己的空氣循環甬道,并通過一定的機器增加室內通風。雖然機械輔助式通風比完全自然通風要多消耗一些能源,但運用這種裝置使氣流重組,甚至在可以局部迫使氣流改向,促進自然通風取得更加好的效果。

      2自然通風存在的優勢

      自然通風是如今建筑廣泛采用的一項改善室內熱環境、減少空調消耗的技術,其根本目的就是代替(或部分代替)空調制冷[3]。這一過程有以下兩點重要的現實意義:一是有效實行被動式制冷。當室外低于室內溫濕度時,自然通風能夠不消耗任何能源就將室內溫濕度降低,使人體感到舒服。即便室外溫濕度較高,也能夠使用自然通風運送經過處理的新風,從而減小風機耗能,且無噪音。二是可以給予新鮮、干凈的自然空氣,有利于人類身心健康發展。室內空氣質量的低劣,在極大程度上是因為缺少足夠的新風。空調營造的恒溫環境,也會導致抵抗力降低,進而引起空調病。但是自然通風能夠將室內不干凈的空氣排出,還能促進人與大自然進行交往。

      3自然通風在建筑設計中的應用

      3.1總平面布局

      房間要想獲取良好的通風條件,就要組織建立好穿堂風。所以,在建筑設計總平面布局時,首先要考慮建筑物的朝向、之間距理和建筑群布局。總之,建筑應使用錯列或斜列的方式進行平面布局,使每幢建筑都能獲取良好的自然通風;在設計上,應盡量使房屋的縱軸與夏季主導風向相垂直,主臥應建在夏季風向的迎風面;建筑的寬度對自然通風有直接影響。當建筑寬度在10m以內,可以選用單側通風;寬度在15m以內,可以選用雙側通風。

      3.2通過建筑高度以及門窗部位進行通風

      較高的樓層有利于室內熱壓的形成,增強自然通風,適當增高建筑高度,可加速熱空氣流動,使新風更多的涌入室內,有效減小室內溫濕度。在炎熱地區,可以通過安裝特殊門窗如木板簾,更有效的進行通風降溫。捕風窗是人類的一項偉大發明,它促使風通過風道進入室內,既保障了普通窗戶通風又滿足了室內空氣的流動。

      3.3通過建筑平面進行通風

      在建筑中引進自然通風的方法,可有效改進內部小氣候,創造舒適的房屋環境。在國外,考古發現,很久以前在羅馬就有了通過立柱支撐,周圍回廊環繞,中間設計接雨水的天井形式。在國內,建筑設計的庭院,則是引進自然通風的主要手段。在現代建筑中,庭院在仍舊被廣泛地運用,它不但擔負著建筑物采光通風的作用,并且是建筑的主要組成部分。中庭的出現,靈感也是來源于庭院(天井),后來,羅馬人通過對天井進行改進,給天井加上屋頂,就形成了有屋頂的中庭。現如今,中庭今非昔比。陽光、水源、植物等自然要素都被引進中庭,成為人們喜愛的公共活動場所。由于庭院(天井)擁有上下溫差導致的“煙囪效應”,所以被人們用來改進室內的通風條件,進行自然通風。它不僅能明顯改進通風采光條件,調節室內的小氣候,而且還能夠減小建筑物的機械耗能,有利于保護環境生態平衡。中庭改善內部小氣候更加顯著,它不但擁有良好的通風采光條件,還能采暖降溫。中庭擁有“煙囪效應”以及“溫室效應”兩種自然現象,可以有效的降低能源消耗。現代建筑中的中庭大多都是安裝的可以調節的頂棚,可依據需求來掌控引進室內的光線和通風換氣量。中庭的作用隨著地區地勢的不同而不同:在比較寒冷的地區,中庭的作用是暖房取暖;在比較炎熱的地區,中庭的作用是通風降溫;在溫暖適宜的地區,中庭的作用二者兼備。

      3.4通過建筑剖面進行通風

      隨著建筑技術的不斷發展,建筑設計出現底層架空。諸多建筑出現將底層架空。被架的空部分用來進行綠化,作園林景觀,這樣不僅使人們擁有了更多的公共活動場所,并且使氣流直接從底層流入建筑中部,增強建筑的自然通風。在近年的高層建筑中普遍應用的一種手法就是建造空中花園,工程師在每隔幾層就設計一部分對外開放的陽臺,并對其進行綠化景觀設計,就像空中的花園,將氣流利用走廊流進建筑內部,改良室內通風。對頂層來說,因為屋頂多是使用混凝土構造,熱惰性極大。混凝土由于白天吸收熱量、夜晚散發熱量,給房間帶來嚴重的不符熱舒適性。所以,建筑師除了使用屋面隔熱的建筑手法外,還應該加以屋面架空的手段進行隔熱。陽光直射的熱量被聚集在空氣間層中,被通過屋頂的自然風刮走,有效降低屋頂散熱對建筑物內熱舒適度的影響。

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