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摘要：目前关于自然通风已经有了大量的研究和实践，但大多数是地面建筑，将地面建筑自然通风研究中积累的经验和方法合理地借鉴到地下建筑的自然通风研究是有重要意义的。本文对地下建筑的自然通风设计进行了深入探讨。
关键词：地下建筑；自然通风；对策
改善地下建筑内部空间环境对促进地下空间开发利用具有十分重要的意义，改善地下室及半地下室自然通风效果就是其中一个不可忽视的内容。地下建筑自然通风受到诸多条件的制约，应尽可能采取多种设计对策和措施，不断丰富地下建筑自然通风设计的手法。
1地下建筑设计的意义
在人口数量飞速膨胀的今天，城市化进程也是一日千里，广袤的田野被鳞次栉比的钢筋混凝土“森林”所取代，一座座繁华的都市拔地而起。在人们充分享受人类社会文明发展的同时，一场残酷的博弈也在悄然展开。人类赖以生存的耕地与人类最求舒适的居所正在进行搏杀，土地资源遭强掠，直逼地价飞涨，城市环境日益恶化，人们的生存空间拥挤不堪，已然成为时下最值得关注的问题。建筑是人类文明的固化载体。不断升级的人类欲望与不可再生的土地资源直接对撞，使得地下建筑得以开发，同时，地下建筑也架构起人类地上地下新的立体生存空间。既节约了耕地，又能满足人类生活的多样性、丰富性，且符合绿色低碳的理念。迄今为止，这还是一个尚未被充分认识与开发的广阔领域。地下建筑是指建造在岩层或土层中的建筑。它是现代城市高速发展的产物，起到缓解城市居所紧张的作用，地下建筑还为人类开拓出新的生活方式。在积极探讨人类面临或即将面临的困难时，更应对人与自然的和谐共处、建筑的本质进行严肃思考。从这一意义来讲，地下建筑设计理念的探讨是非常有价值、有必要的。
2地下建筑自然通风概述
自然通风是在风压和热压通风的作用下产生的空气运动。分析其形成的机理，风压通风是风作用在建筑物时，在迎风面风速减小形成正压区，而在建筑物的背风面、屋顶和两侧形成负压区，因此而产生前后的正负压力差导致气流穿越建筑而过。由此可知要想很好的应用室外风压通风，那么首先要有良好的室外风环境，其次是建筑物内部要有流畅的气流通道。热压通风是由室内外空气温差和进出风口的高度差引起的空气容重变化所导致的室内气流流动。室内外的温差和风口的高度差影响热压的大小，显然，室内气流通道的是否顺畅也会影响室内气流的速度。因此，通常影响自然通风的因素有室外的气象因素、周围环境因素、建筑自身的构造因素（如风口的设置，影响热压差的开口高差等），室内的功能布局等。众所周知，地下空间建筑通常只有必要的出入口与室外相连，除此之外则是一个密闭体，周围的岩土层则是其围护结构，因此地下建筑具有很好的热稳定性。地下建筑围护结构的热稳定性使得其始终保持与外界气温存在温差，促使地下空间建筑内外产生热压自然通风。
3当前地下建筑中室内空气质量的现状
由于城市人口数量持续增加，人们对地下空间的需求也越来越大。对地下空间进行合理利用能够提升对土地的利用效率，有效解决用地紧张的问题，然而地下建筑存在着封闭性较强、通风性较差的问题，因此地下建筑设计中最重要的内容就是找到其使用性能同不良影响之间的平衡点。当前我国地下建筑主要为公用建筑，包括地下停车场及地下商场等，由于大多数地下建筑在装修过程中会使用大量的甲醛类装修材料，空气中含有很多危害人体健康的污染物质，由于地下空间通风性差，空气不易流通，空气质量低下，加之空气中可能含有烟雾及可吸入颗粒物，地下建筑的空气极易对人体健康造成危害。
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4建筑中自然通风的设计
4.1建筑朝向以及通风口的面积
由于风压的作用往往是通过风压系数表现出的，从而就与建筑朝向以及通风的面积具有密切的关系。而且不同气候地区的主导风向都呈现出较大的差异，所以就要求建筑朝向与夏季的主导风向保持一致。与此同时，在进行整体布局的同时，对建筑物的形体（例如建筑物的高度、形状等）实施控制也是很有必要的。而且还应该在此基础上，结合室内新风量的需求来设计通风口，在这里所指的就是有效通风面积以及在建筑立面上的设计位置。此外，房间的相对位置以及开口大小都会对风速以及进风量产生直接的影响，这样将进风口以及出风口两者位置错开并保持一定距离是很有必要的。
4.2玻璃幕墙
玻璃幕墙因能够增添建筑外形美观，明显改善区域室内环境，从而在近年来被广泛应用在建筑设计中。一般而言，双层玻璃幕墙也被称为“会呼吸的皮肤”，通常是由内外两道幕墙构成。而且两层玻璃幕墙中间往往会留有一个空腔，空腔的两端设置有能够控制的进风口和出风口。具体来讲，在夏季的时候，打开进出风口，即利用“烟囱效应”来加热幕墙通道中的空气，从而促使空气进行自下而上的流动，这样就能够有效地带走通道中的热空气，达到空腔内部的自然通风，以便切实降低房间内部的温度；在冬季的时候，将进出风口进行关闭，即利用“温室效应”来逐步提高围护结构表面的温度，最大限度降低取暖能耗。
4.3地下风道
具体来讲，地下风道能够对空气进行预处理，这样新风在进入到室内之前就可以经历一个预冷或者预热的过程，不仅能够有效降低能耗，而且能够缓解室内外温差较大时所带来的不舒适。
5地下建筑自然通风设计的对策
5.1合理设计进风口方位
由于气候具有区域性、季节性等特征，因此在进行建筑的自然通风设计时需要具体分析当地的气候条件，得出该地区自然通风利用季节的室外风环境的特征。通常，城市建筑物布局和竖直方向上的复杂性导致了地下建筑周围风环境与当地城市外围的风环境条件有一定的偏差，因此设置通风口时必须考虑周边建筑和室外风向的影响。
5.2合理设计进出风口高差
对于大部分多层的地下建筑，由于其规模较大，埋深较大，单纯依靠带有风帽的通风口通风无法满足地下建筑的需要。将中庭的设置引入地下空间建筑这一增强热压通风的设计手法将能有效的促进地下空间建筑的自然通风效能。同时也能改善视觉环境，达到综合节能的目的。将地下建筑和地上建筑合为一体，在建筑的中部设置中庭作为热压通风的排风口能够有效的将自然通风引入地下空间建筑。当然由于室外自然风的影响可能导致中庭排风口处的空气倒流而产生滞流效应，因此在设计中庭时应该设置必要的装置来防止这一现象出现，如利用回收设备热或吸收太阳能的空气预热装置来控制该处的空气流动。当然在进行中庭和进风口设计时会对建筑的造型和周围建筑环境产生影响，因此设计时要做到与地面环境的结合。并且要尽量避免进风口位于空气污染严重的地方，设置空气净化装置对新风进行净化，避免对地下环境的污染。若不能设置中庭或者中庭无法作为排风口的情况下也可设置排风烟囱，其设计要点与中庭相似，并与进风口结合，减少对地面环境的影响。
6结束语
作为当下社会建筑的重要组成之一的地下建筑，其自然通风特性的好坏决定着地下建筑未来的发展空间。社会生活水平的提高，在一定程度上改变了人们的价值观念，产生了对自然方面的强烈需求。考虑到以上的种种原因，对地下建筑的自然通风特性的改善设计是当下地下建筑改良的主流趋势。因此，地下建筑设计师应在积累多年工作经验基础上，充分利用当前最先进、有效的科学技术，最优地下建筑自然通风结构。在施工过程中，应该注意保护和改善环境质量，为社会可持续发展提供基础。
参考文献
[1]黄观阳，吴军.地下建筑自然采光通风设计探究.住宅与房地产，2017.27.74.
[2]陈安.探析地下建筑自然通风设计.建设科技，2016.15.125-126.
[3]王学龙，范萍萍.建筑地下车库自然通风的设计方法.山东工业技术，2015.20.76.
论文作者:贾宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期
论文发表时间:2019/6/25
标签：建筑论文; 地下论文; 自然论文; 风口论文; 中庭论文; 空气论文; 环境论文; 《建筑学研究前沿》2019年4期论文;