袁濤，洪琛

（天津市化工設(shè)計院，天津 300193）

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房屋建筑的通風(fēng)設(shè)計思路分析

袁濤，洪琛

（天津市化工設(shè)計院，天津 300193）

摘要：在房屋建筑中融入科學(xué)合理的通風(fēng)設(shè)計可以提高房屋建筑的舒適度，也可以降低能耗，自然通風(fēng)更有利于人們的健康。本文針對房屋的通風(fēng)設(shè)計，進行了多方面探討。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；自然通風(fēng)；通風(fēng)設(shè)計；粉塵凈化

從長遠發(fā)展來看，我國應(yīng)當(dāng)將自然通風(fēng)作為建筑通風(fēng)的主要方法來發(fā)展，同時以機械通風(fēng)輔助，構(gòu)成一個完善的通風(fēng)設(shè)計體系［1］。

1　自然通風(fēng)設(shè)計原理

自然通風(fēng)是指通過房屋建筑表面有用的開口使得空氣流動產(chǎn)生氣流。風(fēng)力大小和房屋建筑開口的位置都會影響流動氣流的大小。自然通風(fēng)除了可以實現(xiàn)為室內(nèi)提供流動新鮮空氣的基本作用外，還能滿足國家走可持續(xù)發(fā)展道路的要求［1］。自然通風(fēng)的原理分為三種：風(fēng)壓、熱壓和風(fēng)壓與熱壓相結(jié)合。利用風(fēng)壓通風(fēng)是最基本的自然通風(fēng)方式之一。室外的風(fēng)速與室內(nèi)的風(fēng)速形成的“壓力差”和溫差，再加上房屋建筑表面開口的位置，三者結(jié)合就形成了完全的自然通風(fēng)，從而達到室內(nèi)外空氣流動的作用［2］。而房屋建筑內(nèi)外部的熱力壓差就會形成熱壓的自然通風(fēng)，空氣因受熱而上升，到達建筑物上部的通風(fēng)口排除陳舊空氣，下部的進風(fēng)口即可引入新鮮的室外氣體。

2　自然通風(fēng)在房屋建筑設(shè)計中的運用

2.1房屋建筑的間距和自然通風(fēng)

對于南北相對的兩座房屋建筑，如果兩者之間的距離較小，那么位于對于風(fēng)向來說前排建筑物就會遮擋住后排的建筑，這樣就會使得這兩座建筑之間的風(fēng)壓變小，基本失去了自然通風(fēng)的條件。相反的，較大的間距則會促進兩座建筑物的自然通風(fēng)。比如：一般在1∶1.2（樓高：樓間距）左右，按照國家規(guī)定（設(shè)計規(guī)范），房屋左右間距：多層（4～6層及以下）與多層建筑間距為6米，多層與高層（12層及以上）為9m，高層與高層之間為13米。

2.2房屋建筑的朝向和自然通風(fēng)

每個地區(qū)由于所處的地理位置不同而有不同的通風(fēng)情況，日照方向和地面風(fēng)向也會有不同特點，要根據(jù)各個因素綜合分析，以此來得出建筑物的朝向。比如：根據(jù)北京地區(qū)多年的實測值，計算出最冷月（1月份）和最熱月（7月份）各朝向墻面上接受的太陽直射輻射熱日總量，可知，冬季各朝向墻面上接受的太陽直射輻射熱量，以南向最高為16529 KJ/m2·d。

而在北偏東（西）300朝向的范圍內(nèi)，冬季接受不到太陽直射輻射熱。房屋建筑的朝向要由一個地區(qū)夏季和冬季不同的風(fēng)向來共同決定。為了適應(yīng)人們要求，房屋建筑的主立面應(yīng)當(dāng)朝向夏天主導(dǎo)風(fēng)吹來的方向，而冬天主導(dǎo)風(fēng)向最好迎向建筑物的側(cè)面［3］。依據(jù)我國的地理位置，大多數(shù)房屋建筑朝向采用南向。對于工業(yè)建筑中，由于產(chǎn)生的粉塵很多，所以除塵也是不可缺少的一部分，有時兩臺除塵器的全效率分別為99%或99.5%，兩者非常接近，但是從大氣污染的角度去分析，兩者的差別是很大的，前者排入大氣的粉塵量要比后者高出一倍［4］。

3　建筑群的通風(fēng)布局

3.1平面規(guī)劃布局和通風(fēng)設(shè)計

在現(xiàn)在的建筑群規(guī)劃設(shè)計中，規(guī)劃平面布局的方式主要采用行列式，除此之外還有周邊式和散點式。行列式的布局方式使得建筑群呈一字排開，排與排之間的距離都合理有規(guī)律，朝向遵循一定的科學(xué)理論，并且符合人們生活工作的日常環(huán)境。沿原有的道路或街道來布置房屋建筑的方式稱為周邊式，由于內(nèi)院空間屬于封閉或半封閉，風(fēng)難以導(dǎo)入，陽光投射面積小之又小，所以這種布局的最大好處是可以抵抗冬日的寒冷。比如：位于上海市虹口區(qū)東南三角地（吳淞路，漢陽路，九龍路，大名路，天潼路之間），建筑層數(shù)低層與多層結(jié)合，以低層為主；地塊劃分較小，吳淞路，大名路為城市主干道，中間長治路為城市次干道，建筑布局為周邊行列式，沿街建筑圍合地塊，內(nèi)部建筑行列式布局，形成小型周邊式街坊。

3.2立面設(shè)計布局的通風(fēng)設(shè)計

房屋建筑群中如果建筑單體的高度不一，錯落有致，那么就可以阻止漩渦和下沖氣流等不良高速氣流，實現(xiàn)立面設(shè)計中的自然通風(fēng)。在一個建筑群中，如果有一個建筑比其他周圍建筑高出許多或房屋間距遠遠大于均衡間距，那么風(fēng)到達建筑被阻就形成強大的下沖氣流，造成高速風(fēng)，這樣不僅會流失熱量，甚至造成人體的不適。建筑群的邊緣宜為低層或多層，這樣更貼近主導(dǎo)風(fēng)向，在遠離主導(dǎo)風(fēng)向的外沿安排小高層和高層建筑，這樣既可以享受夏日涼風(fēng)，又可以隔絕冬日寒風(fēng)。比如：RWE-AG大樓，采用削弱“邊角強風(fēng)”優(yōu)化設(shè)計策略，邊角圓潤的形體能較大的削弱強風(fēng)，降低風(fēng)荷載。哈姆拉菲爾杜斯大廈，采用旋轉(zhuǎn)削減25%周邊樓板的方法滿足了對建筑面積的控制要求，從而通風(fēng)效果有了很大改善。

4　房屋建筑通風(fēng)設(shè)計中存在的問題

在我國實行建筑節(jié)能來響應(yīng)國家政策后，這個行業(yè)卻暴露出了更多不合理的問題。

4.1對當(dāng)?shù)氐臍夂蚝偷匦畏治霾坏轿?/p>

目前來看，全國建筑的通風(fēng)設(shè)計都采用統(tǒng)一的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，但全國南北跨度大，氣候和地形也有諸多差異，都采用一樣的通風(fēng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)顯然不能滿足全國人民對室內(nèi)通風(fēng)的要求。設(shè)計房屋通風(fēng)時要注意結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和地理差異等自然環(huán)境制定科學(xué)的通風(fēng)系統(tǒng)，以滿足不同的通風(fēng)需求。比如：廣州冬半年盛行偏北風(fēng)，夏半年盛行偏南風(fēng)，還有地方風(fēng)如熱島環(huán)流，海陸風(fēng)的影響，產(chǎn)生不同的升降氣流、渦動和“高樓風(fēng)”。所以風(fēng)速減小，風(fēng)向不定，通風(fēng)不良，靜風(fēng)頻率大是廣州城市風(fēng)象的典型特征。這就要求規(guī)劃部門將易產(chǎn)生大氣污染的工業(yè)擺到離城市和居民有一定距離的地方，否則，應(yīng)該設(shè)置綠化隔離帶。

4.2通風(fēng)負荷的計算分析問題

建筑通風(fēng)負荷的計算可依據(jù)我國規(guī)定的《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》，在規(guī)范中詳盡的給出了空氣調(diào)節(jié)的計算公式，這是因為空氣調(diào)節(jié)的負荷會因為季節(jié)和地域有不同的計算。房屋建筑的通風(fēng)負荷計算要由圍護結(jié)構(gòu)和室內(nèi)兩部分的負荷得出。如果室內(nèi)產(chǎn)生熱量或水蒸氣，為了消除余熱或余濕所需的全面通風(fēng)量計算可分別為消除余熱：G= Q/CP（tp－t0）；消除余濕：G=W/dp－do。

Q：室內(nèi)余熱量；W：室內(nèi)余濕量；tp：排出空氣的溫度；to：進入空氣的溫度；dP：排出空氣的含濕量；dO：進入空氣的含濕量。結(jié)合寧夏紫光天化5萬噸/年蛋氨酸二期工程案例：5，6，7單元MCC建筑二層10KV配電室，室內(nèi)按30℃設(shè)計，該房間的維護結(jié)構(gòu)冷負荷是24257W，房間內(nèi)部設(shè)備發(fā)熱量為25KW，此房間需除去的熱量是兩者之和（45507W）。由邊墻排風(fēng)機和空調(diào)組合負擔(dān)。G=25KW×3600/［1.01× 1.2×（30-27.2）］=26520m3/h（邊墻排風(fēng)機負擔(dān)），圍護結(jié)構(gòu)冷負荷24257W由空調(diào)機負擔(dān)。

4.3通風(fēng)量的計算

目前為止，在我國的建筑通風(fēng)設(shè)計中還沒有規(guī)范的關(guān)于通風(fēng)量計算的規(guī)定，這使得在建筑通風(fēng)設(shè)計中存在許多不確定的問題。通風(fēng)量的大小是否合適會影響消耗的資源和室內(nèi)的空氣質(zhì)量。通風(fēng)量的計算還要根據(jù)建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性做出一定的調(diào)整，并驗證室內(nèi)的溫度和濕度等，調(diào)整通風(fēng)量的大小來適應(yīng)人們的要求。對于全年新風(fēng)量可變的系統(tǒng)，空氣平衡的關(guān)系應(yīng)從多方面考慮。新風(fēng)量的確定要從三方面入手，①最小新風(fēng)量LW1=LP1+LS；②最小新風(fēng)量LW2=n×lW；③最小新風(fēng)量LW3=0.1L，從LW1，LW2，LW3中選取最大的一個作為最終的新風(fēng)量。LP1：局部排風(fēng)量，LS：維持正壓所需的滲透風(fēng)量，lW：滿足衛(wèi)生要求的房間體積，L：系統(tǒng)總風(fēng)量。結(jié)合黃驊港綜合港區(qū)冀海散雜貨碼頭工程案例：綜合辦公樓一層食堂，室內(nèi)按18℃設(shè)計，新風(fēng)量的確定：LW1= LP1+LS=5000m3h；LW2=n×lW=184×25=4600m3h；LW3= 0.1L=0.1×n×V=0.1×5952=595.2m3/h。所以，選擇LW1作為該房間最終的新風(fēng)量。

5　關(guān)于房屋建筑自然通風(fēng)問題的反思

5.1自然通風(fēng)要與機械通風(fēng)結(jié)合

因地形和其他環(huán)境因素的影響，我國的一些地區(qū)無法利用自然通風(fēng)來實現(xiàn)房屋建筑通風(fēng)，需要通過機械通風(fēng)來實現(xiàn)。在一些內(nèi)部空間較大而且人流量較多的大型建筑物中，若只是依靠自然通風(fēng)來實現(xiàn)內(nèi)外空氣流通，基本不能夠滿足對室內(nèi)空氣溫度和流通的要求。還有一些建筑對通風(fēng)條件有特殊的要求，這樣就必須借助一些機械通風(fēng)工具來完成。由此看來，單純依靠自然通風(fēng)不能滿足龐大的需求系統(tǒng)，只有和機械通風(fēng)合理結(jié)合起來，才能盡可能的滿足對房屋建筑通風(fēng)的要求。

5.2風(fēng)垂直分布帶來的問題

實現(xiàn)自然通風(fēng)的垂直分布建筑主要存在于一些大學(xué)的節(jié)能樓和其他建筑物中，例如中庭、天井等。這種設(shè)計帶來的自然通風(fēng)雖然能耗較低，但若設(shè)計的中庭高度太高，就會使下部熱空氣膨脹上升，從而減低下部的取暖換氣效率。另外，若這種房屋建筑的通風(fēng)裝置高度太高，會使建筑內(nèi)部的部分空間出現(xiàn)風(fēng)速過大的紊流現(xiàn)象，對室內(nèi)人員的工作和生活都會帶來不利影響。要使通風(fēng)房間溫度保持不變，必須使室內(nèi)的總得熱量等于總失熱量，保持室內(nèi)熱量平衡。

等號左側(cè)為失熱量，右側(cè)為得熱量。

Qh：維護結(jié)構(gòu)失熱量，

LP：局部和全面排風(fēng)風(fēng)量，

Qf：設(shè)備放熱量，Ljj：機械進風(fēng)量，

LZj：自然進風(fēng)量，Lhx：再循環(huán)空氣量。

5.3建筑物與遮蔽物

房屋建筑通常不會是單獨存在，周圍一般會有綠化帶或外部圍墻等隔斷設(shè)施，這些綠化帶和隔斷設(shè)施可能會使房屋建筑產(chǎn)生空氣流剝離的現(xiàn)象，致使自然通風(fēng)效果減弱。房屋建筑不宜四周都有樹木遮擋，房屋建筑的迎風(fēng)面最好不要有太茂密的樹木，這樣會把風(fēng)吹向別處而不是進入室內(nèi)。房屋建筑的周圍設(shè)計也會影響自然通風(fēng)，這在設(shè)計布局時也要著重考慮。

總之，隨著節(jié)能減排和科學(xué)發(fā)展的不斷推進，綠色能源越來越多的應(yīng)用于人們的生活。自然通風(fēng)利用可再生的風(fēng)能來實現(xiàn)房屋建筑的通風(fēng)設(shè)計，這不僅可以緩解我國現(xiàn)在的能源緊張問題，還能減少使用能源帶來的污染問題［5］。自然通風(fēng)符合我國在發(fā)展上的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，也為城市的綠化工作帶來幫助。所以在設(shè)計房屋建筑的通風(fēng)結(jié)構(gòu)時，要注意盡量發(fā)揮自然通風(fēng)的優(yōu)勢，減少機械通風(fēng)的比例，并使用更科學(xué)節(jié)能的空調(diào)設(shè)施，為現(xiàn)有的建筑通風(fēng)設(shè)計方面貢獻更多成果。

參考文獻：

［1］張偉.淺談房屋建筑的通風(fēng)設(shè)計思路研究［J］.現(xiàn)代物業(yè)新建設(shè)，2014（13）.

［2］王旭.淺談房屋建筑的通風(fēng)設(shè)計.［J］.黑龍江科技信息，2009（07）.

［3］由申甲.房屋建筑的通風(fēng)設(shè)計思路.［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2013.

［4］孫一堅，工業(yè)通風(fēng)（第三版）.中國建筑工業(yè)出版社.

［5］朱唯，狄育慧，王萬江等.室內(nèi)環(huán)境與自然通風(fēng)［J］.建筑科學(xué)與工程學(xué)報，2006（01）.

doi：10.3969/j.issn.1008-1267.2016.01.017

中圖分類號：TU834.1

文獻標(biāo)志碼：C

文章編號：1008-1267（2016）01-0052-03

收稿日期：2015-04-30