白晓伟1 冯香媛2
1.沈阳建筑大学 辽宁 沈阳 110168；2.沈阳城市建设学院 辽宁 沈阳 110167
自然通风并不是新技术，人类对被动式通风的运用经验至少有上千年的历史，但是随着科技的进步，建筑依赖新技术的趋势越来越明显，传统的自然通风技术却逐渐被人们淡忘。在当前的建筑实践中，建筑师很少在设计的过程中充分考虑建筑的通风问题，而是在设计过程结束后，简单的依靠机械系统解决建筑通风。普通的机械系统固然可以解决建筑的通风需求，然而也会带来一系列难以解决的问题：诸如耗能大，一次性投入高，占用空间，噪声大，舒适性差等等。为此，在建筑设计的过程中，建筑师应该将空间组织与被动式通风设计充分结合起来，创造性的解决建筑的通风问题。
1被动式通风系统的空间组成
其实，经过研究不难发现，建筑内部往往有不同的空间类型，每种空间类型都有各自不同的通风潜力。在设计阶段，我们完全可以通过不同空间类型的巧妙组合，在建筑内部建立起一套完善的空间体系，从而在风压、热压的作用下实现建筑整体的自然通风。一般而言，根据建筑内部不同类型空间各自的特点，可将其分为主要使用空间和通风加强空间。新鲜空气从室外通过围护结构上的开口进入到室内，流经建筑内部的主要使用空间，通过通风加强空间或门窗开口流出室外，而新鲜空气再次从开口补充进室内空间，从而完成了一个建筑内部自然通风的循环，整个过程如同人的呼吸体统一样运行。
对于严寒地区而言，由于其独特的气候条件，在考虑被动式通风问题时，空间组织有其自身的特点。在冬季，东北地区的天气十分寒冷，室外温度经常在零下十几度甚至更低。这时，在组织建筑通风时，如果室外的新鲜冷空气直接进入室内，将会大大降低室内温度，增加采暖能耗，同时也会极大影响室内的热舒适性。而在夏季，东北地区的天气十分炎热，室外最高温度经常可达30度以上。如果此时将室外的热空气直接引入室内，将会增加建筑的冷负荷，不利于建筑节能。考虑到上述问题，在进行东北严寒地区的被动式通风设计时，在空间组织中增加一个环节——热缓冲空间。在寒冷的冬季或炎热的夏季，室外新鲜空气首先被引入热缓冲空间。在该空间内，采用被动式能源（太阳能、水、土壤）对新鲜空气进行预冷或预热，然后再将其引入建筑内部的主要使用空间。这样不仅可以减少建筑的采暖或制冷能耗，还可以增加室内的热舒适性，使自然通风在各个季节都有更好的适用性。基于这样的考虑，对于东北严寒地区建筑的被动式通风而言，一套完善的空间体系应该由以下三部分组成：热缓冲空间，使用空间，通风加强空间。通过这三部分空间的有机组合，在实现建筑内部的自然通风的同时，极大降低建筑采暖或制冷能耗，同时增加室内的热舒适性。如图2-2所示，东北严寒地区建筑的通风系统。
2被动式通风系统的季节策略
如前所述，在东北严寒地区，建筑内部完整的被动式通风系统由热缓冲空间、主要使用空间及通风加强空间组成。在不同的季节，其工作模式不尽相同：在采暖季，该被动式通风系统的工作模式为被动式预热+自然通风；在制冷季，该系统的工作模式为被动式预冷+自然通风；在温和季，该系统的工作模式为自然通风。
如图2-3所示，黄色区域代表的是东北严寒地区的冬季采暖季。在该段时间内，考虑建筑内部的通风问题时，必须需要注意到室外气候的影响。在东北严寒地区，最冷月平均温度低于零下十摄氏度，气候异常寒冷。室外新鲜冷空气如果直接进入室内，会造成大量的冷风渗透，增加建筑的采暖能耗。同时，也会影响室内空间的热舒适性。这就需要通过热缓冲空间对室外新鲜空气进行被动式预热，然后再将其引入主要的使用空间。经过预热后的新鲜空气，温度得到了提高，满足了严寒地区冬季的通风需求。
如图2-3所示，蓝色区域代表的是东北严寒地区的夏季制冷季。在该段时间内，室外温度情况与冬季采暖季相反，室外空气温度较高。在新鲜空气进入室内之前，应通过热缓冲空间对其进行预冷。经过预热后的新鲜空气，温度得到了降低，满足了严寒地区夏季的通风需求。
图2-2 东北严寒地区建筑的通风系统
Fig.2-2 Passiveventilationsysteminbuildingofnortheastarea
图2-3 被动式通风系统的季节策略
Fig.2-3 Seasonstrategyofpassiveventilationsystem
如上图所示，空白区域代表的时间段为东北地区的过渡季。在该段时间内，室外气候状况较为温和，温度比较适宜。在大多数的情况下，可直接将室外新鲜空气引入室内进行通风换气，无需进行预冷或预热。因此在此阶段内，控制好建筑的自然通风即可满足需求。
参考文献
[1][美]休•罗芙.生态建筑设计指南[M].中国林业出版社.2008
[2]陈晓扬.回应气候的地方建筑技术[J].新建筑.2006.6
[3]王鹏谭刚.生态建筑中的自然通风[J].世界建筑.2000.04
论文作者:白晓伟1,冯香媛2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/28
标签：被动式论文; 建筑论文; 空间论文; 室外论文; 严寒论文; 地区论文; 自然论文; 《防护工程》2018年第24期论文;