现代建筑屋顶与建筑的自然通风
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建筑的自然通风设计摘要:自然通风是建筑节能设计的重要内容,风压和热压是自然通风的基本原理。
在建筑设计中,通过地形利用、布局改善,以及天井、开口等形体设计,能够有效组织建筑室内通风。
岭南民居中“天井—冷巷—厅堂”体系是自然通风设计的成功经验。
关键词:自然通风;建筑布局;地形;天井;开口设计正文:自然通风是建筑中常见的降温和防潮措施,我国传统建筑中的底层架空、开阔窗户,深远挑檐以及大坡度屋面设计,能够有效促进室内外空气循环,是建筑与自然相适应的朴素经验。
随着现代建筑科技的发展,机械通风逐渐取代自然通风,并增强人类调节建筑室内温湿度的能力。
然而,机械通风技术能耗较大,据统计建筑取暖、空调能耗约占建筑总能耗的60%[1],如何优化建筑布局及平立面设计,运用自然通风技术,低碳经济可持续的改善建筑室内热工环境是一项重要课题。
一.自然通风原理风是空气在压力作用下的水平运动,建筑室内外形成压力差是自然通风的关键。
风压和热压都能形成压力差。
1.风压自然通风自然界的风作用在建筑物上会产生压力差。
当风吹到建筑物上时,在迎风面上,由于空气流通受阻,部分空气的动能转化为静压,使迎风面气压大于大气压,形成正压区。
在建筑物背面或两侧,由于气流旋绕,风速加大,气压小于大气压,形成负压区。
如果在建筑维护结构上设置窗口,气流就会从正压区流向负压区,形成自然通风。
2.热压自然通风空气受热后温度升高,密度降低;相反,空气遇冷后温度则降低,密度则增加。
热空气上浮,冷空气下沉,就会产生空气对流,形成自然通风。
当室内温度高于室外温度时,室外空气密度较大而下沉,并通过建筑下部的门、窗口流入室内,同时将较轻的空气从建筑上步的窗口排出。
进入室内的空气被室内温度加热后,变轻上升,被新流入的室外空气排出。
因此,室内外空气自下而上形成自然通风。
二.建筑布局策略1.地形利用地形能够影响局部区域的温度和气流,建筑适应地形布局,能够改善自然通风环境。
地形对气流的影响。
如何提高建筑物的自然通风效果在现代建筑设计中,提高建筑物的自然通风效果是一个至关重要的课题。
良好的自然通风不仅能够提供清新的空气,改善室内空气质量,还能降低能源消耗,创造更为舒适和健康的居住与工作环境。
接下来,让我们一起探讨一下如何有效地提高建筑物的自然通风效果。
首先,合理的建筑布局是关键。
建筑物的朝向应该充分考虑当地的主导风向。
例如,在季风气候地区,将建筑物的长边朝向夏季主导风向,可以最大限度地利用自然风。
同时,避免建筑物之间的相互遮挡,保持一定的间距,以便风能够顺畅地流动。
建筑群的布局也可以采用错列式、斜列式等形式,减少风的阻力,增加通风效果。
建筑的开口设计对自然通风的影响也不可小觑。
窗户的位置、大小和形式都需要精心规划。
窗户应该分布在建筑物的不同方向,以促进交叉通风。
增大窗户的面积可以增加进风量,但也要注意比例协调,避免影响建筑的结构和美观。
此外,窗户的开启方式也很重要,平开、推拉或上悬等方式各有特点,可以根据实际需求选择。
在一些情况下,设置通风口、通风井等特殊的开口结构,能够引导风进入建筑物内部的深处,提高通风的均匀性。
建筑物的内部空间设计同样会影响自然通风。
减少内部隔墙和障碍物,可以让空气更自由地流动。
挑高的空间和中庭设计能够利用热压原理,促进空气的上升和排出,形成自然的通风循环。
楼梯间和走廊等公共区域也可以作为通风通道,与室内空间相互连通,增强整体的通风效果。
在建筑外形设计方面,采用流线型或楔形的建筑外形能够减少风的阻力,提高风的通过率。
例如,一些高层建筑的顶部逐渐收窄,就像一个漏斗,能够引导风更有效地进入室内。
而在低层建筑中,通过设计坡屋顶或者设置风帽等,可以利用风压和热压的作用,增强自然通风。
另外,利用地形和周边环境也是提高自然通风效果的一种策略。
如果建筑物位于山坡上,可以利用地形高差,使风更容易进入底层空间。
周边的植被和水体也能对风产生一定的调节作用。
树木可以在一定程度上阻挡强风,同时也能通过蒸腾作用降低周围环境的温度,促进空气的流动。
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。
被动式设计如何实现建筑物的自然通风在现代建筑设计中,实现建筑物的自然通风是一个重要的目标。
被动式设计作为一种可持续的设计理念,能够有效地利用自然力量,为建筑物创造良好的通风条件,提高室内空气质量,降低能源消耗,为居住者提供更加舒适和健康的环境。
被动式设计是指通过合理的建筑布局、朝向、窗户设计、遮阳措施等手段,充分利用自然的能量,如太阳能、风能、温度差等,来满足建筑物的能源需求和舒适度要求,而不需要依赖机械通风或空调系统。
在实现建筑物的自然通风方面,被动式设计有多种策略和方法。
首先,建筑的朝向是影响自然通风的关键因素之一。
在北半球,建筑物朝向南面可以最大程度地接收阳光,同时利用夏季主导风向来促进通风。
例如,将主要的窗户和开口设置在建筑物的南面和北面,可以形成有效的穿堂风。
这样,当夏季南风盛行时,新鲜的空气能够从南面的窗户进入室内,从北面的窗户排出,带走室内的热量和污浊空气。
合理的建筑布局也对自然通风起着重要作用。
建筑物之间的间距和排列方式会影响风的流动。
如果建筑物之间过于密集或排列不合理,可能会形成风的阻挡和漩涡,影响通风效果。
因此,在规划建筑布局时,应考虑留出足够的间距,并采用行列式、错列式等布局方式,以引导风顺畅地流经建筑物。
窗户的设计是实现自然通风的重要环节。
窗户的位置、大小和开启方式都会影响通风效果。
窗户应该分布在不同的方向和高度,以增加空气的进入和排出路径。
例如,在高处设置通风窗可以利用热压原理,促进热空气的上升和排出,从而形成良好的自然通风循环。
此外,窗户的开启方式也有多种选择,如平开、推拉、上悬等,应根据实际需求和通风效果进行选择。
除了窗户,通风口的设置也不可忽视。
通风口可以设置在屋顶、墙壁或地板上,以增加空气的进出通道。
例如,在屋顶设置通风口可以利用风的吸力,将室内的热空气排出,同时引入新鲜的冷空气。
在墙壁上设置通风口时,可以结合遮阳设施,避免阳光直射的同时保证通风效果。
遮阳措施不仅可以减少太阳辐射带来的热量,还能对自然通风产生积极影响。
现代建筑屋顶与建筑的自然通风现代建筑设计的一个重要方面是如何在室内创造舒适的空气环境。
而建筑的自然通风是实现这一目标的一种重要方式。
本文将探讨现代建筑屋顶与建筑的自然通风的重要性以及实现自然通风的几种方法。
一、现代建筑屋顶与建筑的自然通风的重要性现代建筑由于密封性较高,室内空间常常缺乏自然流通的空气。
而空气质量差会对人们的健康和舒适感造成很大影响。
因此,通过设计和利用屋顶与建筑的自然通风,可以改善室内空气质量,提供舒适的环境。
首先,自然通风可以解决室内空气质量问题。
室内常常存在各种污染物质,如甲醛、二氧化碳等。
良好的自然通风系统可以将这些有害物质排放到室外,保持室内空气的新鲜和清洁。
其次,自然通风可以调节室内温度。
通过利用气流的引导和控制,室内的热空气可以被排走,从而降低室内温度。
这有助于节能和减少对空调系统的依赖,降低能源消耗。
最后,自然通风可以提供人们所需的舒适感。
新鲜的空气和适宜的温度可以增强人们的工作和生活效率。
同时,通过自然通风使室内空气流动,可以减少潮湿和霉菌滋生,改善室内环境质量,减少疾病的发生率。
二、实现自然通风的几种方法1. 设计合理的通风口和通风通道:在建筑设计阶段,应合理安排通风口和通风通道的位置和尺寸。
合适的通风口和通风通道可以使气流顺畅地进入室内并排出室内的热空气和污染物质。
2. 使用自动调节系统:现代建筑中常常配备自动风速调节系统,可以根据室内外温度的变化自动调节通风量。
这样可以保证在不同季节和天气条件下,室内的通风效果始终保持在最佳状态。
3. 利用屋顶和立面的特殊设计:通过设计屋顶和立面的特殊结构,可以促进自然通风。
例如,在屋顶上设置型材和风口等设施,可以引导气流进入室内。
在立面上设置凸窗和凹槽,可以形成气流的抓手,增强通风效果。
4. 运用自然元素:利用自然元素,如绿化屋顶和庭院,可以加强建筑的自然通风。
绿化屋顶可以吸收阳光和热量,减少热岛效应,同时提供良好的通风效果。
建筑设计中对自然通风的探讨摘要:随着社会的发展与进步,重视建筑设计中对自然通风的应用对于现实生活中具有重要的意义。
本文主要介绍建筑设计中对自然通风的探讨的有关内容。
关键词建筑设计;自然通风;原理;布局;结构;中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:引言风,是人类古老的朋友。
从中国传统勘舆中的“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。
然而,令人惋惜的是自工业革命后,随着科技的日新月异,这方面的许多传统技术逐渐被人们抛之脑后。
直到能源消耗与日俱增、世界资源日益匮乏的今天,生态技术在建筑设计中的应用越来越受到重视,人们才开始重新研究如何利用风来取得降低能耗的效果,同时更大限度地为人们提供健康舒适的室内环境。
一、自然通风的原理及特点自然通风是利用自然资源进行通风和空气流动的过程,是利用空气中各种风压、气压和热压进行空气流动和空气传输的过程。
现代人类对自然通风的利用已经不同于以前开窗、开门通风,而是综合利用室内外条件来实现。
随着当前人们对建筑设计过程中周围环境和自然界影响认识的不断加大,在设计过程中人们不断考虑房屋使用设计更加注重的是房屋与自然界的关系设计,通过自然界中的各种绿色能源和可循环利用能源来对建筑进行全方位的设计过程。
在建筑构造上,通过中庭、双层幕墙、风塔、门窗、屋顶等构件的优化设计,来实现良好的自然通风效果。
1.1自然通风的设计背景随着当前社会中人口数量与自然资源和环境之间的矛盾不断的加剧,生态环境破坏已成为当前社会发展的主要阻扰因素,如何做到各种发展的协调统一已成为人们思考的主要关键性因素和前提。
创建与自然和谐共生的美好家园,是现代建筑设计面临的首要问题。
环境保护,自然资源浪费已成为当前建筑的主要成分,为了避免这些问题的扩大,建筑设计过程中不断的寻求新的突破,“节能”、“生态”、“绿色”等等一系列概念的提出,正是这个过程中,自然资源的利用已成为人们降低环境污染和能源消耗的主要方式,更是注重生态平衡,降低对自然环境影响的主要成分。
建筑节能——浅析热压作用下的自然通风摘要:建筑的自然通风对人类健康和建筑节能及城市的可持续发展都起着不可替代的作用。
在建筑节能设计中,可利用建筑物内部贯穿多层的竖向空腔—如楼梯间、中庭、拔风井等满足进排风口的高差要求,并在顶部设置可以控制的开口,将建筑各层的热空气排出,达到自然通风的目的。
热压式自然通风更能适应常变和不良的外部风环境,通过建筑竖井、烟囱、屋顶、双层维护结构等手段实现和加强建筑内部自然通风,有效改善室内空气品质。
建筑内部自然通风设计是与气候、环境、建筑融为一体的整体式设计。
关键词:自然通风; 生态; 热压; 漏斗效应; 热舒适性Abstract: the construction of the natural ventilation to human health and energy conservation of the building and the sustainable development of the city plays an irreplaceable role. In building energy saving design, can use building interior layers of vertical throughout cavity-such as, stair rooms, in the atrium, pull out the wind well meet the requirements of the ventilation system in elevation, and set at the top can control the mouth, and building of each layer will be hot air eduction, achieve the purpose of natural ventilation. Hot pressing natural ventilation type more can adapt often change and poor external wind environment, through the building vertical shaft, chimney, roof, double maintenance structure and strengthen building internal means of natural ventilation, effectively improve the indoor air quality. Building interior design is natural ventilation and climate, environment, construction of an integral design.Keywords: natural ventilation; Ecological; Hot pressing; Funnel effect; Thermal comfort风是人类生存空间中的生态因子,它降低了能耗,减少了污染,提高了室内空气品质和人体的舒适感觉,为居住者和使用者提供了良好的生活与工作环境。
自然通风在建筑设计中的应用摘要:自然通风作为生态建筑技术中一个非常重要的组成部分, 是一种安全有效、经济实用的通风模式, 在改善室内空气品质、满足室内舒适要求的同时, 实现节能的目的。
本文介绍了自然通风的利用方式,探讨了现代建筑设计中实现自然通风的方式。
关键词:建筑设计自然通风方式中图分类号:tu2文献标识码: a 文章编号: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。
一、自然通风的利用方式建筑内部的通风条件是决定人们健康、舒畅的重要因素之一。
它通过空气更新和气流的生理作用对人体的生物感受起到直接的影响作用,并通过对室内气温、湿度及内表面温度的影响而起到间接的影响作用。
通常认为,自然通风的作用具有三种不同的功能:第一,健康通风,即保证室内空气质量i ag;第二,热舒适通风,即增加体内散热,以及防止由皮肤潮湿引起的不舒适以改善热舒适条件;第三,降温通风,即当室内气温高于室外的气温时,使建筑构件降温。
据测定,室内外温差大时,开窗10—15 分钟可完全换气一次;温差小时,大约半小时可交换一次。
自然通风最基本的动力为风压和热压。
通常的作法为利用建筑物外表面的风压,利用室内的热压,以及风压与热压相结合。
(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。
建筑设计中的自然通风策略随着建筑行业的不断发展,能源的有效利用和环境保护逐渐成为设计师们关注的重要问题。
自然通风作为一种绿色建筑设计策略,通过自然的气候条件来优化室内空气质量,提高居住和工作环境的舒适度,从而减少对机械通风系统的依赖,降低能源消耗。
本文将探讨自然通风的基本原理、设计策略及其在建筑实践中的应用。
自然通风的基本原理自然通风主要依赖于气温差异和风压差等自然因素,通过建筑的开口(如窗户、门、天窗等)实现空气的流动。
自然通风的基本原理包括:气温差原理在不同气温条件下,热空气较冷空气轻,会自然上升并形成气流带动冷空气进入。
当室内外温差较大时,热空气从室内上升后通过窗户或天窗等开口排出,同时冷空气就会从其他开口流入,以保持室内空气的新鲜。
风压差原理当外部有风吹过建筑物时,会在建筑物的一侧产生较高的风压,而在背风面则形成负压。
这种压力差异促使新鲜空气沿着窗户或其他开口流入,而使得室内污浊空气被排出。
弧形气流原理随着建筑物形状和布局的不同,当外部风流经过建筑物时,会形成弧形气流,这种气流特征能够有效地引导空气进入建筑物。
通过充分理解这些原理,建筑师可以在设计阶段合理安排开口位置与大小、室内空间布局等,以达到良好的自然通风效果。
自然通风设计策略在实际的建筑设计中,以下一些策略可以有效地实现自然通风。
1. 开口布局合理布置房间中的开口是实现自然通风的关键。
开口应根据主导风向进行设计,以确保足够的新鲜空气能进入室内。
通常需要遵循以下原则:采用交叉通风:将开口设置在对角线上,借助主导风向实现两个方向之间的空气交换。
高低开口结合:低处设置进气口,高处设置排气口,以确保在夏季及冬季都能形成有效的对流。
考虑使用天窗或屋顶窗:这些开口通常能有效采光并促进热空气上升,有助于更好的通风。
2. 建筑形态与朝向建筑物的整体形态与朝向直接影响自然通风效果。
为了提高自然通风效率,设计时应注意:在有较强主导风向的位置设置大面积的窗户,使得更大面积可供空气进出,提高换气率。
建筑自然通风案例
案例一:悉尼歌剧院
悉尼歌剧院是澳大利亚的标志性建筑,其独特的外观和内部的空间设计,成为了人们所熟知的象征。
它的设计理念与自然通风密切相关。
歌剧院的建筑师贝聿铭在接受采访时曾表示:“我们希望通过建筑的设计,使歌剧院的内部空间能够自然通风,从而为观众提供一个更加舒适的环境。
”
在悉尼歌剧院的建筑设计中,贝聿铭利用了自然通风的原理。
歌剧院的大厅采用了开放式的空间设计,使得空气可以自由流通。
此外,歌剧院的屋顶上也设计了许多特殊的通风口,可以使空气在屋顶内部循环。
这种自然通风的设计理念在实践中得到了验证。
在炎热的夏季,歌剧院内部的温度始终保持在一个适宜的范围内,观众可以在舒适的环境中欣赏演出。
这证明了自然通风在建筑设计中具有不可替代的作用。
案例二:上海世博会中国馆
上海世博会中国馆是一个具有代表性的建筑,其设计灵感源于中国的传统文化和现代理念。
在建筑设计上,中国馆充分考虑了自然通风的因素。
设计师们通过巧妙的设计,使中国馆的内部空间能够最大限度地利用自然通风。
中国馆的外观采用了斜坡式的设计,这种设计有利于空气的流通。
此外,建筑的立面上还设计了多个通风口,可以使空气在建筑内部自由流通。
在炎热的夏季,这些通风口可以帮助降低室内温度,为参观者提供一个更加舒适的环境。
总之,以上两个案例充分证明了自然通风在建筑设计中的重要性。
通过巧妙的设计和合理的布局,建筑师们可以利用自然通风来提高建筑的舒适度,为人们创造更加健康、舒适的生活环境。
生态建筑设计理念在现代建筑中的应用在当今社会,随着环境问题的日益严峻和人们对可持续发展的追求,生态建筑设计理念在现代建筑中的应用越来越受到关注。
生态建筑旨在实现建筑与自然环境的和谐共生,减少建筑对环境的负面影响,同时提高居住者的生活质量和舒适度。
本文将探讨生态建筑设计理念在现代建筑中的应用,包括节能设计、自然采光与通风、绿色材料的运用、水资源管理以及生态景观设计等方面。
一、节能设计节能是生态建筑设计的核心目标之一。
通过采用高效的保温隔热材料、优化建筑的体形系数和窗墙比,可以有效地减少建筑的冷热负荷,降低能源消耗。
例如,在寒冷地区,加厚外墙保温层、使用双层甚至三层玻璃窗,可以显著提高建筑的保温性能,减少冬季采暖的能源需求;在炎热地区,合理设计遮阳设施、增加通风开口,能够降低室内温度,减少空调的使用。
此外,利用可再生能源也是实现节能的重要途径。
太阳能、风能、地热能等可再生能源在建筑中的应用越来越广泛。
太阳能热水器、太阳能光伏发电板、风力发电设备等可以为建筑提供部分或全部的能源供应,减少对传统化石能源的依赖。
同时,通过能源管理系统对建筑的能源消耗进行实时监测和调控,能够进一步提高能源利用效率。
二、自然采光与通风充分利用自然采光和通风是生态建筑设计的重要原则。
合理的建筑布局和开窗设计可以使室内获得充足的自然光,减少人工照明的使用,不仅节约能源,还能提高室内的视觉舒适度和居住者的身心健康。
例如,将主要功能房间朝向阳光充足的方向,设置采光中庭和天窗,能够有效地将自然光引入建筑内部。
自然通风可以通过建筑的开口位置、形式和大小的设计来实现。
利用风压和热压原理,使空气在建筑内部自然流动,带走室内的热量和湿气,改善室内空气质量。
在设计中,可以设置通风廊道、高窗和低窗的组合、屋顶通风口等,促进空气的流通。
此外,与自然通风相结合的机械通风系统可以在必要时提供辅助,确保室内环境的舒适。
三、绿色材料的运用选择绿色环保的建筑材料是生态建筑设计的关键环节。
现代建筑设计的创新理念在现代建筑设计中,创新理念的探索已成为推动行业发展的关键力量。
随着科技的进步和社会需求的多样化,建筑师们不再仅仅满足于传统的设计模式,而是开始寻求更加人性化、可持续和智能化的解决方案。
首先,现代建筑设计强调与自然环境的和谐共生。
建筑师们通过采用绿色屋顶、垂直花园、自然通风和采光等设计元素,创造出既美观又环保的建筑空间。
这些设计不仅有助于减少能源消耗,还能提升居住者的生活质量。
其次,可持续性是现代建筑设计的核心。
设计师们致力于使用可再生材料、节能技术和水资源管理,以减少建筑对环境的影响。
例如,太阳能板的集成、雨水收集系统和智能照明系统的使用,都是现代建筑设计中常见的可持续实践。
再者,现代建筑设计越来越注重灵活性和适应性。
随着社会的发展,人们对空间的需求也在不断变化。
因此,建筑师们开始设计可以轻松改造和扩展的建筑,以适应未来可能的需求变化。
模块化设计和多功能空间的创造,使得建筑能够更好地适应不同的使用场景。
此外,智能化技术的应用也是现代建筑设计的一大趋势。
智能建筑系统能够自动调节室内环境,如温度、湿度和照明,以提高能效和舒适度。
同时,物联网技术的应用使得建筑能够与城市基础设施和其他建筑互联,实现数据的实时交换和分析。
最后,现代建筑设计还强调社区和文化的融合。
建筑师们努力在设计中融入当地的文化元素和社会需求,创造出具有地域特色的建筑作品。
这样的设计不仅能够增强社区的凝聚力,还能促进文化的传承和发展。
综上所述,现代建筑设计的创新理念是多方面的,它涉及到环境、可持续性、灵活性、智能化以及文化融合等多个层面。
随着技术的不断进步和人们需求的不断变化,我们可以期待未来建筑设计将带来更多的惊喜和可能性。
在现代建筑设计中重拾自然通风技术【摘要】面对当前对绿色生态建筑日益高涨的呼声与需求,建筑节能的手段得到了更多的探索,自然通风手段也得到了普遍关注,却没有引起人们足够的重视。
自然通风是一项非常传统的建筑防热技术,由于低能耗甚至是零能耗的特性,仅仅利用室内外空气产生的动力,因此具有巨大的节能潜力。
但是,对自然通风的应用还不是很成熟。
本文阐述了自然通风作用原理以及在建筑中的实现方法和注意事项。
【关键词】自然通风应用实现方式节能1.建筑设计中自然通风应用的意义随着科学技术的不断进步,设备的不断更新,人们的日常生活越来越依赖于消耗地球上原本就不再充足的能源,而忘记了大自然能提供给我们的低能耗甚至是零能耗的提高建筑舒适度的措施。
随着能源危机的不断加剧和大自然对人类的一次又一次警示,我们终于注意到,建筑产业对环境的破坏的严重程度是超乎人们的想象的。
建筑是高污染、高耗能的产业,积极推进绿色生态建筑的发展已经成为一项刻不容缓的艰巨任务。
尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和舒适度的提升呈急剧上升趋势。
在建筑的全生命周期中,建筑材料和建造过程所消耗的能源一般只占其总的能源消耗的20%左右,大部分能源消耗发生在建筑物运行过程中,如采暖空调能耗、照明能耗、通风能耗等,因此降低建筑物运行过程中的能耗对建筑专业而言具有真正研究意义。
而在建筑物的运行过程中,空调能耗主要用于补偿围护结构传热损失和处理新风,因此良好的建筑通风设计可降低空调耗能。
自然通风,自然通风是指利用空气的密度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, 是最自然的建筑节能手法,也是绿色建筑最重要的气候调节对策。
在建筑设计中充分利用自然通风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。
同时还能够将新鲜空气引入室内并及时地将污染物排出,极大地改善室内环境品质。
这是一项非常传统的建筑防热技术,具有巨大的节能潜力。
我们的祖先在几百年或者至少是几十年前就应用了很多对抗不利气候条件的策略和解决办法,他们在利用技术和自然基础知识方面融入了更多的智慧,自然通风就是他们的优秀成果,不同气候条件下的传统民居形式就是他们智慧的体现,我们应该去借鉴、学习,并在当前以节能、舒适为主要目标去发扬、去优化减少对其他耗能系统的依赖。
浅谈自然通风在现代建筑中的应用作者:杨德刚来源:《城市建设理论研究》2013年第12期摘要从自然通风的基本原理入手,阐述了在现代建筑中,如何通过建筑上的措施来实现良好的自然通风效果以及自然通风的方式分析。
关键词现代建筑自然通风通风中庭规划布局中图分类号: TU834.1 文献标识码: A 文章编号:室内空气环境质量的优劣直接影响人体的健康,室内热湿环境同样影响人的舒适性。
近年来,人们对舒适性要求的提高,节能环保意识的增强,使得自然通风这种传统的通风手段在建筑中得到广泛的应用。
自然通风是指利用空气的密度差引起的热压或者风力造成的风压来促使空气流动而进行的通风换气。
把自然通风技术重新引入到现代建筑住宅中,有着更为深远的意义:自然通风不仅能有效的减低室温,还能节约能源,减少环境污染,同时极大的改善室内空气品质。
1 自然通风的工作原理在具有良好的外部风环境的地区,风压是实现自然通风的主要手段。
当风吹向建筑时,因受到建筑的阻挡,会在建筑的迎风面产生正压力,同时,气流绕过建筑的各个侧面及背面,会在相应位置产生负压力,风压通风就是利用建筑的迎风面和背风面之间的压差实现空气的流通。
压差的大小与建筑的形式、建筑与风的夹角以及建筑周围的环境有关。
在建筑四周由风力产生附加压力值按下式计算:△Pω =K*ρ0*νω2/2在此风压的作用下,具有正压的一侧进风,具有负压的一侧排风,在建筑内部形成贯流式通风,(俗称“穿堂风”),有利于增强室内的自然通风效果。
2 现代建筑设计中实现自然通风的方式及分析自然通风依靠室外风力造成的风压和室内外空气温度差造成的热压,促使空气流动,使得建筑室内外空气交换。
室外自然风吹向建筑物时,在建筑物的迎风面形成正压区,背风面形成负压区,利用两者之间的压差进行室内通风,就是风压通风。
而热压通风则是因为室内外温度差引起空气的密度差而产生的空气流动:当室内空气温度高于室外时,使室外空气由建筑物的下部进入室内,而从建筑物的上部排到室外;而当室外温度高于室内时,则气流流向相反。
现代建筑屋顶与建筑的自然通风
摘要:结合自然通风的基本原理和国外的一些建筑实例,分析了现代建筑屋顶在建筑各种自然通风系统中的作用,提出了屋顶应采取的相关构造措施,以节约建筑能耗,保护人类身心健康。
关键词:现代建筑屋顶自然通风建筑通风的目的是提供人们呼吸用的新鲜空气或在夏季降低室内温度。
空调技术的产生与成熟,使人们可以在一个完全封闭的空间内创造出一个独立的小气候,使室内的温度和湿度始终控制在相对舒适的范围内。
但空调并不是万能的,它在现代建筑
中的广泛使用所带来的负面影响已经引起了人们的警惕,并着手研究相应的解决措施。
给建筑以适当的自然通风是减少使用空调负面影响的有效方法之一。
自然通风的建筑可以降低空调耗电量,进而降低生产这些电能的不可再生资源的消耗量和CO2向大气的排放量;对人体而言,自然通风可减少“空调病”和各种通过空气传播的疾病的
发病率。
1 自然通风的原理与模式
建筑的自然通风从动力来源上可分为完全自然通风和机械辅助自然通风两种模式。
完全自然通风是由来自室外风速形成的“压差”和建筑表面的洞口间位置及温度造成的“温差”形成的室内外空气流动。
按照热力学原理,建筑室内温度有沿高度逐渐向上递增的特点。
该特点是建筑随层高增加而使上下之间温差加剧的主要原因,设计师也经常利用这一点,挖掘建筑自然通风的潜力。
机械辅助自然通风是利用温差造成的热压和机械动力相结合而形成的室内外空气对流。
与完全自然通风相比,虽然建筑内局部作为辅助动力的机械装置要消耗一定的能源,但通过这种装置重新组织气流,甚至在局部“强迫”气流改向,可以使自然通风达到更好的效果。
在这两种通风模式中,屋顶都是形成温差,组织气流的重要环节,在整个自然通风系统中起着重要作用[1]。
2 屋顶在完全自然通风中的作用
当室内存在贯穿整幢建筑的“竖井”空间时,就可利用其上下两端的温差来加速气流,以带动室内通风,其实质就是“温差———热压———通风”的原理。
作为建筑共享空间的中庭就可以胜任这个“竖井”的职能,一般来说,其所占空
间比例以超过整幢建筑的1/3为宜。
这种中庭的屋顶一般都具备两项性能:1)它们能让阳光射入中庭,将中庭内空气加热并产生上下温差;2)它们是全部或局部可开启的,在需要通风时能让气流找到出口。
赫尔佐格设计的德国林茨城的HOLZ大街住宅区,每幢住宅楼的显著特征是带玻璃顶的共享中庭。
这个中庭贯穿建筑五层并稍稍高出两侧房间的屋面。
冬天,阳光透过玻璃屋顶直射进来,中庭屋顶的侧窗关闭,使中庭成为一个巨大的“暖房”,到了夜晚,白天中庭储存的热量又可以向两侧的房间辐射;夏天,中庭屋顶的侧窗开启,将从门厅引进的自然风带着热量一并排出,使建筑在夜间能冷却下来。
当建筑体量小,内部的“竖井”空间高度不够形成有效温差时,也可以做成冲出屋面的竖向突兀空间。
位于英国中部Solihull 的一座办公大楼,以突出屋面的“太阳能烟囱”的自然方式满足办
公空间的照明与通风(见图1)。
这些“太阳能烟囱”的北面为玻璃天窗,天光由此洒向建筑的中心区域。
天窗对面为自动控制的活动板,将其打开时,阳光从“烟囱”南侧射入室内加热顶部的空气,在热压的驱动下气流由外墙的窗户引入,上升后由“烟囱”排出。
可作为“竖井”空间的,除了中庭外,还可以利用建筑的楼梯间(见图2考文垂大学新图书馆,其楼梯间兼作通风竖井使用)。
冲出屋面的突兀空间除了做成烟囱
外,还可以做成风塔、风帽的形式(见图3英国贝丁顿零能耗住宅屋顶上的风帽)。
如何使那
些突出屋面的部分在外观上和屋顶协调,甚至使其成为整个建筑造型的亮点,对每个建筑师来说既是挑战,更是机遇[2]。
3 屋顶在机械辅助自然通风中的作用
对于很多地区的建筑来说,完全自然通风并不是每个季节都适宜的;有些建筑受特定条件的制约,也不具备低进高出的气流走廊。
这时的建筑自然通风就必须借助机械装置的辅助,或者是根据不同时段、不同季节进行完全自然通风和机械通风的轮换。
英国诺丁汉大学朱比丽分校的主体建筑具备两套通风措施:在室外气候温和的时候,气流在凹进的中庭入口的引导下,经过大门口上部开启的百叶进入中庭内,再由中庭另一端屋顶上的玻璃百叶排出,这时是完全自然通风模式。
在酷热或严寒季节,建筑的门窗关闭,新鲜的空气通过屋顶上风塔的机械抽风和热回收装置被引到风道中,然后进入各层楼板的夹层空间,进而在楼板低压发散装置的辅助下进入室内;而废气的排出是通过走道和楼梯间的抽风作用,最终又回到风塔上部,经过热回收和蒸发冷却装置,最终由风斗排出,这
时采用的就是机械辅助的自然通风模式。
太阳能集热片被集成在中厅屋顶的吸热强化玻璃中,其吸收的热能用于驱动机械抽风装置[3]。
4 屋顶内部的自然通风
屋顶除了作为整个建筑自然通风系统的一个组成部分,利用天窗、烟囱、风斗等构造为气流提供进出口外,本身也可以成为一个独立的通风系统。
这种通风屋顶内部一般有一个空气间层,利用热压通风的原理使气流在空气间层中流动,以提高或降低屋顶
内表面的温度,进而影响到室内空气的温度。
在日本的OM 阳光体系住宅中,室外空气由屋顶下端被吸入空气间层,并被安装在屋顶上的玻璃集热板加热,受热后上升到屋顶的最高处。
屋顶最高处设置了空气处理装置,包括空气阀门、热交换盘管和一个小型风机。
这个装置既能将加热过的空气通过管道送到建筑的各个角落,又能将不需要加热的空气由排气管排出[4]。
在德国慕尼黑的一项将仓库改造成设计工作室的工程中,原有外围护结构的热工性能无法满足新的用途。
建筑师赫尔佐格在室内加建了一层包裹住整个屋顶及大部分外墙内表面的薄膜,使薄膜和原有外围护结构间的空气成为一道阻
热层,起到了保温和热缓冲的作用。
在屋顶上分别设置了连通空气阻热层和室内空气的风帽,使这个简单的小建筑可自由地选择机械通风,通过室内自然通风或空气阻热层内通风中的某一种或多种通风模式,来调节室内气候[5]。
5 结语
利用热压进行自然通风的原理虽然简单,但选择具体构造或技术措施时还需要根据建筑的功能和地理位置考虑;仅有定性的设计还不够,为了使通风起到实质性的制冷或采暖效果,需要对进出风口的气流量、进出风口开关的时间、中庭屋顶的采光量、机械抽风装置的运转时间等参数进行定量的计算。
这时往往需要借助风洞模型或计算机模拟实验等方法才能得到精确的数值。
21世纪是环保的世纪,是可持续发展的世纪。
降低建筑能耗,使建筑的人工环境与自然环境达到动态的平衡,将是建筑在满足了基本的使用功能和美学要求后应追求的更高目标。
屋顶的相关构造和设备配合建筑的其他围护结构体系创造的自然通风的条件,使建筑在实现以上几个目标方面具有更大的潜力。
参考文献:
[1]宋德萱.节能建筑设计与技术[M].上海:同济大学出版社,2003.
[2](德)英格伯格·弗拉格.托马斯·赫尔佐格.建筑+技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[3]Solihull办公大楼[J].DETAL(中文版),2004(1):67271.
[4]窦强.生态校园———英国诺丁汉大学朱比丽分校[J].世界建筑,2004(8):64269.
[5]张弘.日本OM阳光体系住宅[J].住区,2001(2):24228.
Roofandthenaturalventilationofmodernbuilding
Abstract:Combinedwiththebasictheoryofnaturalvent ilationandsomeforeignexamples,thispaperanalyzesthefu nctionofroofofmodern
buildinginvariouskindsofnaturalventilationsystem
sandtherelativetectonicmeasuresadoptedonroofs.
Keywords:modernbuilding,roof,naturalventilation, airflow。