筑博设计股份有限公司
摘要：众所周知，在建筑技术中自然通风是不可避免的，虽然在近几年科学技术的不断发展下，空调技术的应用在一定程度上消弱了自然通风的地位，但是在近几年温室效应的推进下，自然通风开始被人们所重视。故此，本文主要将外围护结构作为主要的研究对象，并划分为不同的类型展开分析与讨论。
关键词：绿色建筑；自然通风；外围结构设计
从上个世纪末端，绿色建筑设计过程中便对室内外环境加以重视，其中，自然通风属于被动式节能技术的一种，与其它机械通风技术有着区别，在整个建筑结构设计中需要将其合并到其中，现阶段，有关自然通风的研究越来越多，备受关注，其中为进一步分析自然通风的优势与价值，本文选择建筑外围护结构设计为主要对象，总结出三类优化建筑自然通风的结构设计方法，以此满足低碳、环保的基本目的。
1、采取附加构造措施
严格意义上分析，在优化自然通风的基础上，附加构造措施是其中不可或缺的一部分，主要是应用构造形式，对气流有所影响，形成相应的气流运动，形成自然通风。另外，在其过程中容易产生压力梯度，且主要包括两种类型，其一是应用自然风形成建筑外部压力差，但是需要保证建筑物处于风环境之中，其二是要应用冷暖空气密度的不同，从而形成建筑的内部压力差，前者被称之为导风入室，后者则被称之为烟囱效应。除此之外，从通风方式角度分析，第一种比较封闭，应用较为广泛。
1.1 应用外部压力差采取附加构造措施
毋庸置疑，建筑外围护结构的洞口是风进入到室内的主要通道，其中当风速比较明显的时候，可以在外围护结构设计上增加外部构造措施，这样一来便可以进一步改善建筑内部的风环境。除此之外，应用室外风压力差所形成的自然通风是比较常用的，可以利用能够调节的百叶窗、具有特殊结构的幕墙等等。其中采取外部压力差的附加构造措施最为明显的建筑物便是新加坡邱德拔医院的导风系统，主要应用了百叶窗，根据气流变化的实际情况调节角度，从而起到换气的效果。此外，如果处于强风天气，还可以切割气流，降低进入室内的风速。见图1.
图1 新加坡邱德拔医院百叶窗
1.2 应用风力通风附加构造措施
很多情况下，当室内的风速比较低的时候，那么空气的压力差有所不足，从而无法将空气传输到室内，如果依靠建筑外围护结构门窗洞口进行附加构造，那么则无法从本质上起到自然通风的良好效果，所以笔者认为可以针对实际的情况增加可形成建筑内部温度梯度的辅助构造措施，尽可能的将空气吸入其中，从而起到通风的良好作用。其中最为常用的便是通风塔、中庭等等。
2、实现与空间设计的相互整合
无论从宏观角度还是微观角度，均可以清楚的了解到，绿色建筑外围护结构设计可以与空间设计相互整合，这样一来便可以实现自然通风。当然需要注意的一点是，因为附加构造措施有所不足，且建筑物的室外环境呈现出多样性，积极将结构设计与空间塑造相互整合，便可以形成外围护结构样式，根据分析，其结合主要包括两种形式，分别表示为以下两点。
2.1 穿插设计
穿插设计是将实体空间与过渡空间进行整合的一种方式，其中过渡空间主要以空中庭院的样式为主，可形成凹凸变化，在高层建筑中得到广泛的应用。过过渡空间插入可以与建筑相互额结合，并且进一步扩大洞口，改善建筑立面迎风过程中的压力差，使其自然的引导自然风。从另外一个角度分析，外围护结构空间插入可以在一定程度上提高建筑体形的系数，所以对于寒冷地区或者干热气候不合适。香港理工大学红磡院校便是采取了模块式层递串联里面设计方式，这种方式可以减少空调使用频率，降低室内温度，另外，在中庭院还采取了铝合金百叶，可起到散热的作用。
2.2 融合
在本文中提到的融合主要是指外围护结构与空间融合，简而言之便是外围护结构与室内庭院设计相互整合，可以在建筑入口大厅形成外围护结构包裹的庭院，且这种方式可以进一步明确空间功能，促使外围护结构具有整体性。但是因为这种结合方式比较封闭，所以具有保温效果，在中高纬度地区有所应用。比如东京燃气有限公司的大楼，其外层玻璃幕墙便是一个室内庭院，占据了面积较大，中庭可以将外面的空气及时吸入到底部，且所吸入的空气能够进入到办公室，从顶部排除。这种方式能够有效降低底部空气的温度，并且还可以增加压力梯度差的作用，甚至还可以起到降低能耗的良好效果。
3、双层皮幕墙
从某个角度分析，双层皮幕墙的出现对于单层幕墙而言是一项重大的突破，在高层以及超高层建筑中得到应用。此外，在高层建筑中单层玻璃幕墙的应用不易控制，特别是在比较干热的气候，其单层幕墙的保温隔热性能要比双层幕墙体系更强。
3.1 外循环通风
外循环通风是一项比较常见的通风模式，主要是应用机械辅助送风以及开窗通风整合的方式，其中还要将自然风引入其中，这样便可以营造舒适的室内环境，降低建筑能耗，在温和气候区这种通风方式比较常见。另外在构造方面，其外层的幕墙体系采取了单层玻璃，对透光以及风道等进行了考虑，并且在外层幕墙的上下部分设置了出风口，并且主要涉及到了自由开闭与始终打开两种形式。
3.2 内循环通风
从属性上分析，内循环通风具有封闭性的特点，这种通风方式在寒冷地区得到有效应用，其中这种通风方式的大部分空气主要是利用机械辅助从建筑底部进入到室内，且在干热的地区，因为室外温度比较高，所以是不利于通风降温的，而内循环体系处于封闭状态。从构造上分析，外层幕墙主要采取了双层保温玻璃，为进一步明确保温隔声的效果，是不经常开启的，内幕墙则主要采取了较为固定的单层剥离，并且将进风口与排水系统进行整合，幕墙间的通道的宽度在0.2m左右。在与外循环通风的对比中可以了解到，其内循环的封闭性比较好，尤其是在建筑外环境较为恶劣的时候，可以有效提高室内的舒适度。
结语
综上所述，自然通风是值得研究的一项内容，特别是在近几年社会快速发展下，能源短缺，加强能源控制政策的提出，对我国建筑设计中自然通风提出了新的要求。科技的发展诞生了空调技术，但是因为受到诸多因素的影响，空调技术的应用仍旧存在局限性，而自然通风则可以弥补其不足，所以在新时期，需要加强对自然通风的重视，并从地域文化、气候分区、形成风等诸多要素出发加以研究。在本文汇总主要以绿色建筑外围护结构设计加以研究，并且从三个方面展开论述，以此加强自然通风的合理应用，起到环保的基本目的。
参考文献：
[1]伍小亭.超低能耗绿色建筑设计方法思考与案例分析——以中新天津生态城公屋展示中心为例[J].建设科技，2014（22）：58-65.
[2]李宝鑫，刘军.基于可持续理念的超高层绿色建筑实践方法探讨[J].绿色建筑，2014，6（06）：22-25.
[3]王可睿，莫馥任，李怡，赵立华.夏热冬暖地区公共建筑围护结构的节能技术分析[J].动感（生态城市与绿色建筑），2015（02）：80-85.
[4]郭卫宏，刘骁，袁旭.基于CFD模拟的绿色建筑自然通风优化设计研究[J].建筑节能，2015，43（09）：45-52.
[5]张志昆.福建省绿色建筑评价体系与适宜技术分析[J].福建建设科技，2016（02）：44-46+67.
[6]王清勤，王军亮，范东叶，郭建峰.我国既有建筑绿色改造技术研究与应用现状[J].工程质量，2016，34（08）：12-16.
论文作者:张仕镜
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第15期
论文发表时间:2019/1/23
标签：建筑论文; 自然论文; 幕墙论文; 结构设计论文; 结构论文; 方式论文; 室内论文; 《建筑细部》2018年第15期论文;