建筑自然通风在设计中的应用
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四川建筑 第卷6期 自然通风在建筑设计中的运用探析张晓瑞(合肥工业大学建筑与艺术学院,安徽合肥230009) 【摘 要】 论述了建筑中自然通风的原理,指出形成自然通风的三种方式为风压作用、热压作用和风压热压混合作用,分析了自然通风对建筑设计的要求,以福斯特设计的弗雷尤斯地方中等职业学校为例说明了自然通风在建筑设计中的具体运用。
【关键词】 自然通风; 建筑设计; 原理; 运用【中图分类号】 P46314 【文献标识码】 A [收稿日期]2009-03-27[作者简介]张晓瑞(1976~),男,研究生,讲师,从事城市规划设计教学科研。
20世纪50年以来,全球经济迅猛发展,人口迅速增加。
人类的繁荣是建立在对自然界更多更快地索取之上,这造成了全球生态环境问题日趋严峻。
建筑业作为一个重要产业为经济社会的发展做出了巨大贡献,但建筑业是一个高能耗高污染的产业,它消耗大量自然资源和能源,产生大量废弃物。
目前,建筑活动产生的温室气体占全球温室气体的一半,建筑垃圾占城市垃圾总量的30%~40%。
建筑设计是建筑业的龙头行业,因此在建筑设计中运用生态思想和技术对于建筑业实现节能减排有特殊的意义。
运用自然通风即是这样的一种生态设计思想和技术。
1976年,生态建筑运动的先驱A 施耐德在当时的西德成立了建筑生物与生态学会,强调使用天然建筑材料,利用自然通风、自然采光,倡导一种有利于人类健康和生态效益的建筑设计思想。
当前,生态思想在建筑设计中主要表现为:利用太阳能等可再生资源,注重自然通风、自然采光、加强绿化,充分利用建筑废弃物等。
这当中,利用自然通风是重要的一环。
1927年,第一台空调问世,标志着人类主动控制建筑微气候的开始。
从此,自然通风逐步让位于空调系统,自然通风普遍被建筑设计所忽视。
但空调技术也有其负面影响,氟利昂会破坏大气中的臭氧层,过量使用空调会加剧城市热岛效应,破坏室外热环境等。
因此,充分利用自然通风在现代生态建筑设计中具有重要的地位和价值。
自然通风在建筑设计中的应用作者:武利芳来源:《城市建设理论研究》2013年第14期摘要:自然通风已经成为建筑设计的一项重要内容,越来越受到建筑师和居住者的重视。
它是一种具有很大潜力的通风方式,它具有节能、改善室内热舒适性和提高室内空气品质的优点。
本文结合笔者多年的建筑设计经验,对自然通风的原理、优缺点进行了介绍,对自然通风在建筑设计中的应用进行了探讨关键词:自然通风;节约能源;应用中图分类号:P754.1 文献标识码:A 文章编号:1 自然通风的原理对自然通风来说,建筑中的空气运动主要有两个要素,风压以及室内外空气密度差。
两者可以独立对空气产生作用,也可结合到一起产生作用。
在具体的建筑里,很多时候都是上述两者融合到一起作用的,只不过两者有大有小而已。
因为气候以及风向和建筑的状态等等都会影响到风压,上述两者的结合并非是单纯意义上的组合,所以,设计者要深入的分析其中的要素,确保两者能够呈现出互相补充的作用,确保自然通风效果合理、有效。
1.1利用热压实现自然通风热压差是形成建筑自然通风的一种手段,是由室内外空气的温度差引起的,也就是通常讲的“烟囱效应”。
当室内存在热源时,空气将被加热,密度降低,并且向上浮动,在建筑上部设排风口就可将污浊的热空气从室内排出,而室外新鲜的冷空气则不断从建筑下部流入,以填补上部流出的空气所让出的空间。
热压的作用与进风口和出风口的高差及室内外温差有关。
在通常的建筑设计中,大多可利用建筑物内部贯穿多层的竖向空腔来实现进、出风口的高差要求,例如设置烟囱、通风塔、天井中庭等。
与风压自然通风不同的是,热压作用下的自然通风更适应长变和不良的外部风环境。
1.2利用风压实现自然通风在具有良好的外部风环境的地方,风压是实现自然通风的主要手段。
在我国很多湿热地区,建筑都会有开阔的窗户,采用轻便的墙体,深远的挑檐,建筑通常会架空,以采集更多的凉风。
在这样形式的背后,恰是利用风压促进建筑的室内空气流通,改善室内空气环境质量的手段。
浅谈自然通风在建筑设计中的应用摘要:通风是指用自然或机械的方法向某一房间或空间送入室外空气,或由某一房间或空间排出空气的过程,送入的空气可以是处理的,也可以不经处理的,自然通风除了能够有效地实现室内环境的降温,还能够节约常规能源、减少环境污染,极大地改善室内环境品质。
关键词:自然通风建筑设计一、通风与建筑设计的关系挡风遮雨是建筑产生之重要原因。
从人类开始建筑房屋之时,防风是风和建筑之间重要的关系。
随着人类的探索,建筑技艺水平不断的提高,通风技术开始被人们所利用。
但这时期的利用还只是经验上的掌握。
随着工业文明的发展,到19世纪和20世纪的上半页,西方国家掌握了现代的通风空调技术,这时候,人们已经可以有效的控制建筑内的风了。
在20世纪下半页,在自然科学,社会科学和人文领域的不断的进步的推动下,通风空调技术在西方不再以只改变建筑室内热湿环境的身份而出现了。
通风空调技术开始对建筑设计及建筑师们产生了更为深刻的影响。
二.自然通风的原理1、利用风压实现自然通风所谓风压,是指空气流受到阻挡时产生的静压。
当风吹向建筑物正面时候,受到建筑物表面的阻挡而在迎风面上静压增高,产生正压区,气流再向上偏转,同时绕过建筑物各侧面及背面,在这些面上产生局部涡流,静压降低,形成负压差,风压就是利用建筑迎风面和背风面的压力差,室内外空气在这个压力差的作用下由压力高的一侧向压力低的一侧流动。
而这个压力差与建筑形式、建筑与风的夹角以及周围建筑布局等因素相关。
当风垂直吹向建筑正面时,迎风面中心处正压最大,在屋角及屋脊处负压最大。
我们通常所说的“穿堂风”就是典型的风压通风。
2、利用热压实现自然通风热压通风即通常所说的烟囱效应,其原理为室内外温度不一,二者的空气密度存在差异,室内外的垂直压力梯度也相应有所不同,此时,若在开口下方再开一小口,则室外的空气就从此下方开口进入,而室内空气就从上方开口排出,从而形成“热压通风”。
当室内外空气温差越大,则热压作用越强,在室内外温差形同和进气、排气口面积相同的情况下,如果上下开口之间的高差越大,热压越大。
自然通风在建筑设计中的应用作者:代建宏来源:《城市建设理论研究》2013年第26期摘要:作为建筑节能设计的重要一环,自然通风设计能减少建筑运行费用,为人们提供自然、健康、舒适的环境,是一种健康、环保、可持续的节能方式,在建筑中得到广泛的应用。
本文对自然通风的原理、设计时要考虑的限制因素进行了分析,对自然通风在建筑设计中的应用实践进行了探讨。
关键词:自然通风建筑设计应用中图分类号:TU2文献标识码: A自然通风是指利用空气温差引起的热压或风力造成的风压来促使空气流动而进行的通风换气。
这是一项传统的建筑防热技术,在世界各地的传统民居中,得到了广泛的应用。
1.自然通风设计概述目前,许多建筑中都开始使用自然通风技术,之所以大力推崇此项技术,就是为了用其带替空调体系,降低能耗。
在此步骤中有两项内容是非常关键的。
首先是实现有效被动式制冷,在外界的温度以及湿度等非常小的时候,它能够在不使用能源的状态下进行降温减湿活动,将室内的温度和水分降低,确保给人一种舒适感。
它不仅能够降低对能源的使用,减少污染,而且是一种完全和谐的发展理念。
其次是能够带来非常清新的新风,对于提升人的身心健康来讲意义非常的重大。
目前空气质量下降的关键问题就是因为没有足够的新风进入其中。
长时间的使用空调,引发了许多问题,使用自然的通风能够将屋内的不清新的气体去除,而且还能够实现人与自然地和谐发展。
2.自然通风的原理对自然通风来说,建筑中的空气运动主要有两个要素,风压以及室内外空气密度差。
两者可以独立对空气产生作用,也可结合到一起产生作用。
在具体的建筑里,很多时候都是上述两者融合到一起作用的,只不过两者有大有小而已。
因为气候以及风向和建筑的状态等等都会影响到风压,上述两者的结合并非是单纯意义上的组合,所以,设计者要深入的分析其中的要素,确保两者能够呈现出互相补充的作用,确保自然通风效果合理、有效。
2.1利用热压实现自然通风热压差是形成建筑自然通风的一种手段,是由室内外空气的温度差引起的,也就是通常讲的“烟囱效应”。
浅述自然通风在建筑设计中的应用摘要:本文通过建筑设计实现的自然通风,不但能使建筑获得良好的室内环境条件,而且具有节约能源、造价低廉的特点。
介绍在建筑设计中实现自然通风的几种技术;探讨建筑布局、建筑平面、建筑剖面与建筑构件在实现建筑自然通风中的作用与方法。
关键词:建筑设计;自然通风;技术;幕墙前言自然通风是指利用建筑内外风力或热压造成的风来促使空气流动而进行的通风换气。
自然通风的作用体现在两方面:第一,实现有效的被动式制冷。
这意味着在不消耗不可再生能源的情况下,降低室内气温,带走潮湿空气,并以气流降低皮肤温度,达到人体热舒适。
第二,提供新鲜、清洁的自然空气,以维持室内空气的卫生,有利于人的生理和心理健康。
建筑通风的设计方法,是以建筑设计配合室外通风条件,提高室内有效风速,从而达到通风换气的目的。
如今,空调的使用,人们可以主动地控制居住环境,而不是被动地适应自然;也使人们渐渐淡化了对自然通风的重视。
在全球能源与资源短缺、环境严重破坏时,建筑师将不得不重新审视自然通风这一传统技术。
通过建筑设计等传统的建筑通风技术,不但能使建筑获得良好的自然通风,而且具有节约能源、造价低廉的特点。
长久以来,人们积累了丰富的经验,不同地理位置和气候条件都有相应的通风措施,利用风来使室内变得凉爽和舒适。
从中国传统堪舆中的“藏风聚气”到古代中东地区招风塔和招风斗,都充分体现了各国人民在利用自然风方面的聪明才智。
这些传统的技术较好地适应了当地的自然环境与气候条件。
这些技术至今仍然值得借鉴,一些建筑师在现代建筑中也发展了传统的自然通风技术。
1建筑布局与自然通风建筑布局是建筑设计的前期工作,对自然通风的效果影响很大。
建筑群的布局方式一般有以下5种:并列式、错列式、斜列式(统称为行列式)、周边式和自由式。
各种布局对建筑自然通风的效果不同,在设计中应予以注意。
高低建筑、长短建筑相结合的不同布局、建筑布局不同的疏密关系以及建筑院落开口的方向等等也都会对建筑的自然通风带来一定的影响2建筑平面与自然通风2.1设置天井进行自然通风我国地域辽阔,南北的气候条件及地理环境差异极大,却在居住形态上都脱离不了“院”的干系,基本上都可以概括为“合院式”民居。
自然通风在建筑设计中的应用自然通风是指利用自然气流进行室内空气交换的一种通风方式。
自然通风不仅能够改善室内空气质量,还能使能耗降低,从而在建筑设计中应用广泛。
本文将从几方面介绍自然通风在建筑设计中的应用。
一、能耗减少自然通风可以减少机械通风和空调的使用,从而能够减少能源的消耗。
尤其在夏季,如果建筑设计合理,可以通过自然通风来降低室内温度,在凉爽的空气中乘凉。
同时,自然通风可以将新鲜空气带入室内,或将废气排出室外,从而降低室内空气质量对环境的影响。
通过自然通风,在节能的同时,可以提高室内舒适度,提高居民生活品质。
因此,减少能耗是自然通风在建筑设计中的重要应用之一。
二、构建合理风道在建筑设计中,构建合理的风道是实现自然通风的关键。
风道的配置数量和位置日后会影响自然通风的质量。
为了提高自然通风的效果,通常选择布置一个中央天井或开放式的中央区域,在楼层之间形成通道,利用自然气流进行自然通风。
三、利用自然气流利用自然气流是实现自然通风的关键。
在建筑设计中,要考虑到建筑物周围的地形、气候以及风向等因素。
通常的做法是利用自然气流产生的气流来促进室内气流的交换,从而改善室内空气质量。
四、合理使用建材在建筑设计中,也有许多建材可以通过合理的使用来提高自然通风的效果。
例如选择较薄的建筑墙体、采用可开启的窗户和门、使用节能玻璃等建材,都能够促进自然通风,提高室内舒适度。
五、与环境协调在建筑设计中,自然通风与周围环境需要协调。
建筑物的朝向、距离、地形等问题都需要考虑到。
对于那些环境复杂的建筑物,尤其要进行详细的生态周边规划,以便实现有效的自然通风。
综上所述,自然通风是建筑设计中不可忽视的一种通风方式。
它可以不仅节约能源,而且可以算作是功能性美学的重要体现,在美学层面上给构建物造成诗情画意的同时实现了通风换气的效果。
在建筑设计中,应充分发挥自然通风的优势,使其成为建筑设计的重要部分。
自然通风在建筑中的新运用标题:自然通风:建筑中的绿色解决方案导言:自然通风作为一种环保、可持续的建筑设计方法,越来越被人们广泛采用。
本文旨在深入探讨自然通风在建筑中的新运用,从多个方面解析其优势和实施方法,并分享对这一概念的见解。
第一部分:自然通风的基本原理和优势1.1 基本原理:通过自然气流的循环实现室内外空气的交换和循环。
1.2 环境友好:相比机械通风系统,自然通风能够减少能源消耗和碳排放。
1.3 节能效果:通过合理设计,自然通风可以有效降低建筑的冷暖负荷,降低能耗。
1.4 健康舒适:自然通风能够改善室内空气质量,提升人们的舒适感和生活质量。
第二部分:自然通风的实施方法2.1 被动式设计:利用建筑本身的布局、材料和形态等因素,最大限度地利用自然气流。
2.2 主动式设计:通过使用可调节的窗户、通风孔等设备,主动控制空气的进出。
2.3 混合式设计:结合被动式和主动式设计,实现自然通风的最佳效果。
第三部分:自然通风在不同建筑类型中的应用案例3.1 住宅建筑:通过设计适当的门窗位置和通风通道,实现采光和通风的最佳效果。
3.2 办公建筑:结合建筑的功能与需求,采用可调节的通风设备,提供舒适的工作环境。
3.3 公共建筑:运用自然通风系统,为公共空间提供清新的室内环境。
第四部分:总结与回顾4.1 总结:自然通风作为一种绿色、可持续的建筑设计方法,具有降低能耗、改善室内环境质量的显著优势。
4.2 回顾:文章从自然通风的原理、实施方法和在不同建筑类型中的应用案例等方面进行了详细讨论。
4.3 理解与观点:通过深入探索自然通风,我认识到合理利用自然气流的重要性,并享受到它带来的舒适和环保效益。
观点和理解:自然通风是一种可持续发展的绿色建筑解决方案。
它不仅减少了能耗和碳排放,改善了室内空气质量,而且提升了建筑的自然环境适应性和运行成本效益。
在未来,随着人们对可持续发展的需求日益增长,自然通风将在建筑设计中发挥更加重要的作用。
建筑自然通风在设计中的应用
摘要:目前,随着社会的进步,建筑业的发展,人们对建筑的实用性、经济性、节能性及舒适性等都提出了较高的要求。
本文就自然通风在建筑中的作用及在建筑设计中的运用做了阐述。
文章重点讲解了与之相关的内容。
指出了自然通风的经济效益和环境效益,进而论证了在建筑设计中如何实现自然通风。
旨在引起在建筑设计中对自然通风传统技术的重视。
关键词:建筑;自然通风;设计
自古以来,自然通风在建筑中作为防热、防湿的主要措施,被广泛的用到世界各地的许多的建筑中。
我们常会看到在传统的民居中都有这样一种做法,即建筑物外都会设置较大的窗户,墙体设置的也非常的轻便,建筑通常不是在地面上直接建起等等,很显然这些措施的目的都是一样的,为了躲避气候的不利因素,利用自然通风换取更舒适的生活环境。
通过分析这些现象,我们可以发现广大的群众对于自然通风工艺的运用意识。
自从出现空调以后,我们能够更加主动地去掌控环境,不需要像过去那样去一位的适应环境了。
创造前所未有的室内舒适气候要求,由于它的大面积的使用,人们开始忽视自然通风。
不过,在当今时代,在今天全球能源紧张、空气品质(iao)恶化以及建筑综合征(sbs)等,为了保持良好的室内空气品质,此时我们要再次认真地分析该自然通风的相关技术。
正是因为这种前提条件,将自然通风工艺应用到当代的建筑中,具有非常显著的意义。
1 原理分析
我们平时说建筑的自然通风,实际上是经过物体设置的门窗,此时会有空气随着门窗等进入室内,并且流通,就会形成气流。
它会受到建筑物外表面的压力以及门窗开口的特点影响。
压力分布是动力,而各开口的特点则决定了流动阻力。
对自然通风来说,建筑中的空气运动主要有两个要素,风压以及室内外空气密度差。
两者可以独立对空气产生作用,也可结合到一起产生作用。
在具体的建筑里,很多时候都是上述两者融合到一起作用的,只不过两者有大有小而已。
因为气候以及风向和建筑的状态等等都会影响到风压,上述两者的结合并非是单纯意义上的组合,所以,设计者要深入的分析其中的要素,确保两者能够呈现出互相补充的作用,确保自然通风效果合理、有效。
2 自然通风的意义
目前,许多建筑中都开始使用自然通风技术,之所以大力推崇此项技术,就是为了用其带替空调体系,降低能耗。
在此步骤中有两项内容是非常关键的。
首先是实现有效被动式制冷,在外界的温度以及湿度等非常小的时候,它能够在不使用能源的状态下进行降温减湿活动,将室内的温度和水分降低,确保给人一种舒适感。
它不仅能够降低对能源的使用,减少污染,而且是一种完全和谐的发展理念。
其次是能够带来非常清新的新风,对于提升人的身心健康来讲意义非常的重大。
目前空气质量下降的关键问题就是因为没有足够的新风进入其中。
长时间的使用空调,引发了许多问题,使用自
然的通风能够将屋内的不清新的气体去除,而且还能够实现人与自然地和谐发展。
3 设计中对自然通风利用的具体分析
在进行当代的房屋建筑设计的时,要充分利用自然通风技术,在运用的过程中,要充分结合当地气候、环境条件,采取相适应的技术措施,并借鉴以往形式中的优点,才能保证自然通风达到良好的生态效能。
3.1 设计时要考虑的限制因素
3.1.1 室内得热量的限制
使用此项通风有一个必要的条件,即外界的温度要比室内的低一些,确保外界的流入屋内,以减小屋内的气温。
非常明显,当里面和外界的温度差非常大的话,降温取得的功效就会更加的显著。
针对那些全部都靠着此种通风来降温的建筑来说,它的功效并非是单一要素决定的,来自于多方面的内容,而得热量就是非常显著的内容,假如该项数值非常大的话,那么经过降温而获取舒适性的能力就非常小。
3.1.2 建筑环境的要求
采用此项方法之后,屋内的环境大部门都得靠外在的条件来调整,除空气自身的湿度以及温度等要素之外,建筑中的空气的质量以及声音的控制也会受到外在环境的影响。
3.1.3 建筑具体的方位
通常规定,物体的立面要和交通主线之间有二十米左右的间隔,
目的是为了防止发生噪音以及空气污染等问题。
地区的主导风向与风速根据当地的主导风向与风速确定自然通风系统的设计,特别注意建筑是否处于周围污染空气的下游。
因为城市和农村的环境本身有着非常大的差异,其对通风体系带来的作用也是有着显著地区别的,尤其是建筑附近的一些物体会对其附近风向以及光线等产生一定的作用。
3.1.4 建筑形状及朝向
通常建筑自身的宽数会对此种通风有一定的影响。
通常其宽度小于十米时可用一侧通风的措施。
当该数值小于十五米的时候可用双向的措施。
如果不这样的话,就要使用别的一些方法进行搭配,例如烟囱结构或机械通风与自然通风的混合模式等。
建筑朝向为了充分利用风压作用,系统的进风口应该面对建筑周围的主导风向。
3.2 自然通风系统设计的要求
3.2.1 建筑群与建筑体型的设计
建筑群的布局对自然通风的影响效果很大。
考虑单体建筑得热与防止太阳过度辐射的同时,应该尽量使建筑的法线与夏季主导风向一致;然而对于建筑群体,若风沿着法线吹向建筑,会在背风面形成很大的漩涡区,对后排建筑的通风不利。
在建筑设计中要综合考虑这两方面的利弊,根据风向投射角对室内风速的影响来决定合理的建筑间距,同时也可以结合建筑群体布局的改变以达到缩小间距的目的。
因为前排的建筑会对后排的通风有一定的不利作用,所以在单体设计中还应该结合总体的情况对建筑的体型,包括高度、进
深、面宽乃至形状等实行一定的控制。
3.2.2 维护结构开口的设计
建筑物开口的优化配置以及开口的尺寸、窗户的型式和开启方式,窗墙面积比等的合理设计,直接影响着建筑物内部的空气流动以及通风效果。
根据测定,当开口宽度为开间宽度的1/3~2/3时,开口大小为地板总面积的15%-25%时,通风效果最佳。
3.2.3 注重“穿堂风“的组织
“穿堂风“是自然通风中效果最好的方式。
所谓“穿堂风“是指风从建筑迎风面的进风口吹人室内,穿过房间,从背风面的出风口流出。
显然进风口和出风口之间的风压差越大,房屋内部空气流动阻力越小,此时就越利于通风。
3.2.4 设计竖井,提升气流运行速率。
常见的竖井控制通常由如下的一些样式
(1)纯开放空间--现在,很多的建筑都带有中庭区域,此举的目的是为了便于大规模的建筑获取充分的光线。
站在其他的层面来看,可以通过其中的热压来获取此项通风。
(2)“烟囱”空间,又叫风塔--由垂直竖井和几个风口组成,在房间的排风口末端安装太阳能空气加热器以对从风塔顶部进入的
空气产生抽吸作用。
该系统类似于风管供风系统。
对于通风不是很好的区域来讲,可以利用高出屋面的风斗,将上部的空气引入到物体之中,来加速建筑内部的空气流通。
4 结语
众所周知,通风是所有建筑的基础功效,是一个非常久远并且当今高度关注的问题。
减少建筑对能源的使用,确保其能够和环境有效地协调,成为了符合其基本功效之后的最主要的追求。
在当今的设计里,不但重视其自然通风工艺,最主要的是看中把这个传统的手段和所处地区的气候特征等多种要素融汇到一起进行分析,得到多层面的,综合的建筑工艺。
总之,自然通风技术作为一种生态技术,相信随着生态、可持续发展理念的不断发展,自然通风这种廉价、健康的通风方式将会越来越多地被利用到建筑设计中去。