用自然通风创造亲和的建筑空间

1、用自然通风创造亲和的建筑空间    摘要：本文通过对海南建筑的自然通风措施讲述了利用自然通风创造亲和建筑空间方法。 关键词：气候特征；自然通风；热带建筑设计；环境；舒适性 Abstract: this article through to Hainan construction natural ventilation measures about the architectural space method using natural ventilation to create affinity. Key words: climate character

2、istics; Natural ventilation; Tropical architecture design; The environment; comfort. 中图分类号：TU834.1文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013) 2013年4月1日实施的新的夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准（JGJ 75-2012）新增修订的条文中有三条强调了对单体建筑自然通风的组织。自然通风是建筑亲和室外环境的基本能力，是提高建筑室内空气环境品质的重要手段。已公布的环境空气质量检测结果表明，海口2012年全年的空气质量优良率为100%，达到国家空气质量一级标准（优）的天数为301天。在可

3、持续发展成为世界各国发展主流的背景下，适合当地气候特点的建筑设计是实现节能、创造健康人居环境的有效方法。海南省气候条件优越，通过自然通风达到人体热舒适、减少空调的运作时间应该成为建筑节能研究的重要要方向之一。 建筑通风可分为卫生通风和热舒适通风，卫生通风能够排出室内空气的污染物，保证室内空气品质达到一定的卫生标准，同时提供人体呼吸所需要的氧气。热舒适通风能排出室内余热余湿，使室内环境处于热舒适状态，同时也起到卫生通风的作用。自然通风按照其动力来源分为风压和热压通风，风压通风是利用建筑物前后的压差，在其内部形成穿堂风，它要求室外具有一定的风速，并在室内形成有效的通风路径。热压通风是利用室内外的温

4、度差及进排风口的高度差所产生的热压进行通风换气的。自然通风本是传统建筑的防热技术，在世界各地的传统民居中得到广泛的运用，在湿热地区，我们看到传统民居的建筑一般都具有开阔的窗户、轻质的墙体、较深的挑檐、高高的顶棚、并且在顶部设有通风口。这些简朴有效的措施对我们现在的建筑设计具有很大的借鉴作用。 随着人们对建筑舒适条件要求的不断提高，在建筑设计阶段就有意识地根据建筑的周围环境、建筑布局、建筑构造、通过门窗、中庭、双层幕墙、屋顶等构件的优化设计来实现良好的自然通风效果，已经成为海南地区建筑的必备要素。与其他相对复杂昂贵的技术相比，自然通风在海南是一种具有很大潜力的通风方式，也是生态建筑所普遍采取的比

5、较廉价的技术措施，它具有节能、环保、充分利用海南气候特点改善室内热舒适性和空气品质等优点，体现了可持续发展的理念。 本人通过对通风原理的深入理解，在海口最近完成的两个设计项目中，运用穿堂风、被动风井通风、风井拔风、中庭通风等技术措施，取得了很好的通风效果，并得到了用户的好评。 其一是位于海口滨海大道北侧的海岸壹号四期商住楼项目（如图1），该项目用地范围小，城市景观设计要求必须采用大体量的建筑形象，但该建筑的内部功能则是小户型住宅为主。为了创造有利的自然通风条件，我们在平面布局上采用了西面开口的U形设计，口字型的环廊三侧是小户型住宅，每五层设置了一个有利于通风的中庭（如图2）. 并利用流体力学的

6、原理，分别在每个中庭的底层南侧和顶层北侧设置架空通风层，通过进排风口的高度差和室内外温度差、建筑物外墙上开口两侧的压差，使室外空气从建筑底部开口被吸入，与室内的热空气混合降温，上升的热空气从顶部排出并带走热量。由于中庭内的空气一直是流动的，所以用户始终享有舒适的风环境。该项目投入使用四年来，无论在围廊上驻足，还是在户内生活，即便是在炎热的夏季，也会感到身边凉风习习。 另一个项目是位于海口市国兴大道北侧的盛达商务广场（如图3），该项目总建筑面积约五万平方米，四层商业裙房，上部23层为写字楼。以往传统的写字楼，进深大、耗能高、内走道通风不畅，空气污浊。为创造良好的通风环境，我们把中庭通风及风塔效应

7、的理念引入到高层综合楼当中，上部结构平面为口字型，中庭的东西两侧是开敞式的。交通核两侧采用开敞式的连廊，日照形成的热压差，使中庭内形成良好的穿堂风状态。南侧的五层、十一层、十六层设架空通风层，北侧的十层、十五层、二十七层设置架空通风层，利用风塔拔风的原理促进竖向空气的流动，同时达到室内降温的目的。中庭内及架空层处布置的绿色植物，有效地提高空气的含氧量，改善了气流组织，使中庭处的风速更加舒适柔和。同时也避免了高层建筑由于风速过高造成的风鸣和旋流。 办公空间的自然通风是系统性的设计，外窗不但要保证有50%的可开启面积，而且还要提高外窗的整体的调控性能。我们分析了几种室外风环境下窗型的对应组合。当室

8、外风速较大时，关闭推拉窗，打开部分上悬窗，可减少迎风面的开窗面积，实现风速的调节，办公区域任何活动高度风速正常，没有“吹风感”。当室外风速较小时，开启部分推拉窗和平开窗，可最大程度增加迎风面的开窗面积，调节风速达到办公区域的舒适性。窗的不同形式的细节处理也使通风设计更加精细化。对于大进深的办公空间，中悬窗能让坐在窗边的人避免风的直吹影响的同时将室外新风引入办公空间内部深处。 在这两个项目的设计实践中，我们也根据本地区的气候特征，对于中庭顶部是否设置屋顶做了细致的分析和研究。海南有日照强烈，太阳高度角大，强降雨多、台风频发等诸多不利于设置露天式中庭的限制条件。中庭顶部采用隔热屋面能有效地阻隔太阳

9、辐射热。利用顶层架空通风层排风更有利于中庭的风环境的组织。即便在多雨和台风季节，面向中庭的房间门仍可以敞开，有利于房间的通风。因此，我们设计的自然通风，并不是通风量越大越好，而是在综合各种因素的情况下，做到有组织的通风、可持续的通风。作为可持续性的两种策略，绿色办公公共空间的被动式设计与主动式技术相互配合，相互影响，使主动式技术发挥出最佳的效果，可以得到更好的室内环境。 在设计实践中我们也体会到建筑布局对自然通风的效果影响很大。应该尽量使建筑的法线与夏季主导风向一致。然而对于建筑群，若风沿法线吹向建筑群，会在背风面形成很大的漩涡区，对于后排建筑的通风不利，为了消除这种影响，群体布局中建筑法线应

10、与风向有一定的角度。还应对建筑的体型因素如高度、进深、面宽乃至形状有一定的控制。 其次房间的开口大小和开口相对位置直接影响到风速和进风量 ，进风口大则风速小通风区域大，进风口小则风速大，通风区域小。根据测定，外墙处通风口的宽度为开间面宽的1/32/3时，开口面积为地板面积的15%25%通风效果最佳。开口的相对位置对气流线路起着决定作用，进风口与出风口宜相对错开布置，通过控制气流在室内改变方向，使室内气流更均匀、通风效果更好。 气候是自然环境中不可移植的地域特征，在建筑地域性的自然要素中，气候是最稳定长久的要素。也是对建筑的地域性影响最为突出的，印度著名建筑师柯里亚就提出了“设计追随气候的”著名口号，并且从民间建筑和建造技术中吸取精华不断创新。近年来，风环境与热环境、光环境一样渐渐成为生态建筑环境的一个重要设计要素，特别是对于我们海口这样的沿海城市，风环境资源丰富，针对海南的气候特征，我们要做的是如何组织通风和气流、如何考虑日照和遮阳，并且有效地运用建筑空间和建筑构件将通风、遮阳、防雨等功能需求巧妙