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地下建筑自然通風(fēng)設(shè)計(jì)研究

2010-09-25 17:43  來源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  地下空間作為城市空間的一個(gè)整體,在城市發(fā)展的過程中起到越來越重要的作用,但是它相比于地面建筑也有其先天不足的方面?諝猸h(huán)境是困擾地下建筑發(fā)展的一個(gè)難題。為了改善地下建筑室內(nèi)空氣環(huán)境,大多采用機(jī)械通風(fēng)的方式,這將使整個(gè)地下建筑中的運(yùn)行能耗費(fèi)用大幅度提高。在提倡可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)建筑的今天,地下建筑的生態(tài)化和綠色化成為一個(gè)不可回避的話題。文章從地下建筑的自然通風(fēng)可能性方面進(jìn)行探討,并充分借鑒地面建筑生態(tài)化方面的研究成果,提出相應(yīng)的解決方案,研究形成一套地下建筑生態(tài)化自然通風(fēng)的基本模式的可能性。

  1、地下建筑的室內(nèi)空氣環(huán)境現(xiàn)狀

  隨著城市化進(jìn)程的不斷加速,地下空間的開發(fā)已經(jīng)成為城市發(fā)展的一個(gè)重要環(huán)節(jié),人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到地下空間在改善城市環(huán)境,提高土地利用率方面的重要意義,地下建筑也從原來的僅僅為了戰(zhàn)備需要的單一功能,轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂卸喾N功能的建筑形式。從商業(yè)建筑、公共建筑、交通建筑到辦公建筑,體育建筑,甚至居住建筑,地下建筑正在滿足越來越多的社會(huì)功能。隨著地下建筑的日益增多,功能日趨復(fù)雜,它已經(jīng)不再是地面建筑的附屬,而是以一種更為獨(dú)立的姿態(tài)呈現(xiàn)在人們面前。

  但是由于地下建筑的環(huán)境密閉、通風(fēng)差的先天不足、以及地下建筑功能的日益復(fù)雜的客觀現(xiàn)實(shí)決定了地下建筑的空氣環(huán)境質(zhì)量不容樂觀,這已成為人們?cè)诘叵颅h(huán)境活動(dòng)中影響舒適度主要方面。地下建筑空氣環(huán)境的污染物主要有以下幾部分組成:可吸入顆粒物是指粒徑小于10μm并由空氣挾代的固體和液體的顆粒物。由于地下建筑相對(duì)地面建筑封閉,因此從室外進(jìn)入的可吸入顆粒物比例較小,其主要是由人們的室內(nèi)活動(dòng)而產(chǎn)生的,如行走塵、衣服塵及煙霧,也有特殊環(huán)境中引起的塵埃,如地鐵車站含鐵粉的濃度較高。

  一氧化碳和二氧化碳。地下建筑的二氧化碳的主要來源于人,一個(gè)成年人在安靜狀態(tài)下一晝夜呼出的二氧化碳約為20L。在正常情況下二氧化碳是無毒的,但是達(dá)到一定濃度時(shí)人就會(huì)有不適感,由于地下環(huán)境的特殊性,我國提出地下環(huán)境中二氧化碳建議標(biāo)準(zhǔn)為0.07%—0.15%,最高不超過0.2%。地下建筑中一氧化碳的主要來源于吸煙,一支香煙所釋放出一氧化碳為主流煙氣為20mg、二次煙氣為80mg。另外廚房和柴油發(fā)電機(jī)也是一氧化碳的來源之一。由于汽車尾氣中含有較高濃度的一氧化碳,因此地下停車庫中一氧化碳的濃度較高,日本的停車場(chǎng)法規(guī)規(guī)定一氧化碳的濃度不超過0.01%。

  甲醛(HCHO)。由于多數(shù)的地下建筑被用于商業(yè)及公共目的,使得大量的室內(nèi)裝修必不可少,因此空氣中產(chǎn)生了許多的甲醛污染物,其對(duì)人體健康的主要影響是嗅到異味、刺激眼和呼吸道粘膜、產(chǎn)生變態(tài)反應(yīng)等。揮發(fā)性有機(jī)物(VOCS)是指在常溫下飽和蒸汽壓力大于70Pa、常壓下沸點(diǎn)在260℃以內(nèi)的有機(jī)化合物,其主要來源于裝飾材料,涂料等,對(duì)人體的健康效應(yīng)主要為刺激作用,尤其是對(duì)眼、鼻、咽喉及面部、頭和頸部皮膚。

  生物性污染物是室內(nèi)三大污染物之一。由于地下建筑空氣流動(dòng)性差,密閉性強(qiáng),環(huán)境潮濕使得傳染病得以傳播,隨著2003年非典疫情的發(fā)生,我國對(duì)這方面有了更高的重視和要求。

  氡是一種由鐳衰變而來的惰性氣體,主要存在于巖石和土壤中,也是地下環(huán)境中特有的比較突出的空氣污染物。一般來說氡主要在3m以內(nèi)的土壤中散發(fā),其中1m之內(nèi)的土壤中散發(fā)的比例占50%左右。氡是誘發(fā)肺癌的主要原因之一,美國對(duì)氡及其子體含量的標(biāo)準(zhǔn)最大值為0.03WL,學(xué)校及住宅為0.01WL。實(shí)驗(yàn)證明地下建筑與通風(fēng)相結(jié)合能有效降低氡的濃度,一般來說通風(fēng)量加大一倍,大致能使氡氣濃度降低50%,氡子體濃度減少75%。

  2、地下建筑的通風(fēng)需要以及自然通風(fēng)設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)意義

  人在封閉性強(qiáng),空氣環(huán)境差的建筑物中會(huì)出現(xiàn)不適、過敏等癥狀,通常我們稱之為病態(tài)建筑綜合癥(SBS),將產(chǎn)生此類癥狀的建筑稱為病態(tài)建筑,經(jīng)過證明病態(tài)建筑主要是由室內(nèi)空氣污染所引起的。

  根據(jù)1987年美國國家職業(yè)安全與衛(wèi)生研究所所作的調(diào)查,通風(fēng)與空氣質(zhì)量密切聯(lián)系。并且根據(jù)對(duì)室內(nèi)環(huán)境污染做了大量的研究,于1996年制定了新的通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)ASHRAE Standard 62 —1989R,即:Gf ,min = Gp P + GbA其中Gf ,min是最小新風(fēng)量,Gp為每人所需通風(fēng)量,P是室內(nèi)人數(shù),Gb是單位建筑面積所需的新風(fēng)量,A為所需新風(fēng)面積。我國對(duì)各種室內(nèi)環(huán)境的通風(fēng)量及通風(fēng)次數(shù)作了規(guī)定,同時(shí)人防規(guī)范也規(guī)定了地下建筑在戰(zhàn)時(shí)作為人防工程時(shí)的通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)。由此可見,為解決地下建筑的空氣質(zhì)量問題,需要大量的通風(fēng)。

  為了稀釋空氣污染物,保持室內(nèi)空氣潔凈,使得地下建筑的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)必須耗費(fèi)大量的能量來維持所需的必要通風(fēng),由于客觀原因相對(duì)于地面建筑,地下建筑在通風(fēng)和照明上花費(fèi)的能源要大許多,在過去地下建筑多為人防工程和倉庫的情況下這種劣勢(shì)并不明顯,但是隨著越來越多的人到地下建筑活動(dòng),這一點(diǎn)就越發(fā)地突出起來。在提倡可持續(xù)發(fā)展的今天,地下建筑如何通過自然通風(fēng)的方式來節(jié)能,是一個(gè)當(dāng)務(wù)之急需要研究的問題。根據(jù)實(shí)驗(yàn)證明地下建筑在夜間和部分季節(jié)實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)是完全可行的,另外通過機(jī)械通風(fēng)和科學(xué)設(shè)計(jì)的可控制自然通風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合也能夠達(dá)到良好的節(jié)能效果。現(xiàn)在我國電能中大約15%是空調(diào)耗能,其中新風(fēng)耗能占空調(diào)耗能的25%—38%,在地下建筑中這個(gè)比例會(huì)更高,舉個(gè)例子,一座兩層6000多m2的人防工程,其中負(fù)一層平常使用,其通風(fēng)除濕機(jī)械的功率約為148kw,一個(gè)月僅此一項(xiàng)電費(fèi)就要上萬元。過高的使用成本限制人們對(duì)地下建筑的利用。所以進(jìn)行通過采用自然通風(fēng)的方式對(duì)地下建筑進(jìn)行節(jié)能的研究刻不容緩。

  3、地面建筑的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)對(duì)地下建筑的借鑒意義

  在可持續(xù)性建筑中自然通風(fēng)作為一種主要的節(jié)能方式,儼然成為其代名詞,國外在可持續(xù)性建筑的研究中作了大量關(guān)于自然通風(fēng)的研究,并進(jìn)行了大量的實(shí)踐,盡管絕大多數(shù)是地面建筑,但也有許多我們值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)和方法。

  自然通風(fēng)是指風(fēng)壓和熱壓作用下的空氣運(yùn)動(dòng),具體表現(xiàn)為通過墻體縫隙及窗體的空氣流動(dòng)。根據(jù)自然通風(fēng)的形成原理,我們需要考慮建筑的朝向、方位、滲透性以及門窗的開啟程度,并通過設(shè)置直通到頂?shù)闹型ィㄌ炀,特殊的進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)管,以及精心設(shè)計(jì)的風(fēng)路來促進(jìn)和控制建筑內(nèi)部的自然通風(fēng)。我們可以從這些研究和實(shí)際建筑,特別是大型商業(yè)、公共建筑的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)中取得借鑒。另外,一些特殊形式的地下建筑(窯洞、覆土住宅等)也有著成功利用自然通風(fēng)的經(jīng)驗(yàn)。

  3. 1 通過設(shè)置通風(fēng)煙囪和天井對(duì)大進(jìn)深建筑進(jìn)行自然通風(fēng)

  對(duì)于一個(gè)50m×50m見方的大進(jìn)深樓層進(jìn)行自然通風(fēng)設(shè)計(jì),從設(shè)計(jì)者模擬的實(shí)驗(yàn)證實(shí),從建筑的一側(cè)到另一側(cè)傳統(tǒng)的穿堂風(fēng)設(shè)計(jì)是行不通的(地下商業(yè)綜合體大多是這種大進(jìn)深,且無法實(shí)現(xiàn)穿堂風(fēng)式的建筑形式)。設(shè)計(jì)者把建筑(考文垂大學(xué)圖書館)分為四部分并且分別設(shè)置了四個(gè)通風(fēng)天井進(jìn)行送風(fēng),廢氣則通過中庭和分設(shè)在建筑四周的排氣煙囪排出,這是一個(gè)靠熱力驅(qū)動(dòng)的置換式的通風(fēng)設(shè)計(jì),通過減少了進(jìn)氣口與出氣口之間的距離,以及良好通風(fēng)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)(例如為了防止頂層可能會(huì)出現(xiàn)的氣流停滯的現(xiàn)象而另加的四個(gè)排氣煙囪)而實(shí)現(xiàn)無需機(jī)械通風(fēng)的可持續(xù)性通風(fēng)設(shè)計(jì)。

  3. 2 在不利于自然通風(fēng)的前提下利用機(jī)械輔助實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)

  對(duì)建筑形式有特殊要求,不允許建設(shè)高聳的通風(fēng)煙囪的建筑,使得單純的依靠煙囪效應(yīng)不能滿足建筑的通風(fēng)需要(特別是夏季),同時(shí)又對(duì)建筑形式有特殊的要求(密閉性、大進(jìn)深等)而無法實(shí)現(xiàn)穿堂風(fēng),通常采用機(jī)械輔助的方式來實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)(一些地下建筑建于城市中心,并且由于地面環(huán)境等原因而無法設(shè)計(jì)完全滿足自然通風(fēng)條件的排氣煙囪)。為了達(dá)到通風(fēng)效果,建筑師通過設(shè)計(jì)安裝在天井頂部的冷氣盤管使天井口部的空氣冷卻下沉進(jìn)入天井內(nèi)部,然后引入各個(gè)樓層,最后由建筑四周的排氣煙囪排出,在排氣口通過設(shè)置吸熱盤管吸收太陽能以及機(jī)房的廢熱促進(jìn)空氣的流通。其煙囪的排氣口通過設(shè)計(jì)平行的鋁制半管來接受各個(gè)方向的來風(fēng),從而避免風(fēng)產(chǎn)生空氣滯流。

  3. 3 自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合

  對(duì)于一些氣候較差的地區(qū)(夏天炎熱,冬天寒冷,晝夜溫差大)的地區(qū),因?yàn)闊o法滿足人的熱舒適性,因此不能完全利用自然通風(fēng),但是在氣候溫和的季節(jié)以及夜晚則可以完全利用自然通風(fēng)來達(dá)到節(jié)能目的,但是由于可能會(huì)有惡劣的天氣(例如沙塵暴),所以建筑的自然通風(fēng)必須是統(tǒng)一組織、可以調(diào)控的。在進(jìn)風(fēng)口設(shè)計(jì)空氣凈化設(shè)備,而在排風(fēng)口設(shè)計(jì)能量回收裝置,以利節(jié)能。實(shí)踐證明可調(diào)控的混合式機(jī)械與自然通風(fēng)相結(jié)合系統(tǒng)能夠相當(dāng)節(jié)能。

  例如位于芝加哥的圖書館就是采用了這種兩種通風(fēng)形式相結(jié)合的方式,并采用了更具有明確目的性的空氣傳送,提高了通風(fēng)效能。這些大型公共建筑相對(duì)地下建筑的共同點(diǎn)是都位于城市的熱島地區(qū),都具有進(jìn)深大、密閉性好、層數(shù)不多的特點(diǎn),所以它們?cè)谧匀煌L(fēng)設(shè)計(jì)中所取得成功經(jīng)驗(yàn)對(duì)地下建筑的設(shè)計(jì)中有著重要的借鑒作用。

  4、地下建筑自然通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及方法的實(shí)施性研究

  4. 1 傳統(tǒng)地下建筑對(duì)自然通風(fēng)的利用

  隨著空調(diào)設(shè)備的普及以及地下建筑的規(guī)模不斷增大,以致絕大多數(shù)地下建筑都是采用機(jī)械通風(fēng),使我們逐漸遺忘過去傳統(tǒng)的地下建筑的自然通風(fēng)方式。盡管兩者之間有本質(zhì)的差別,但是其仍然具有重要的啟示意義。傳統(tǒng)窯洞在設(shè)計(jì)中采用了一些簡(jiǎn)單但有效的自然通風(fēng)方式。例如通過窯洞后部開一個(gè)垂直的通風(fēng)井,增加空氣對(duì)流;對(duì)于頂土較深的靠山窯可以在窯洞前端作一個(gè)排風(fēng)井,并在洞內(nèi)加吊頂?shù)耐L(fēng)方式,也可將窯洞做成上下兩層在后端挖一個(gè)相通的豎井,使空氣從下端進(jìn)入上端排出,形成循環(huán),對(duì)于下沉式的窯洞我們可以采取窯洞之間相互貫通促進(jìn)通風(fēng)。這幾種方式經(jīng)實(shí)施測(cè)定證明窯洞內(nèi)部的通風(fēng)有了很大的改善。

  覆土住宅也采用了一些低技術(shù)的自然通風(fēng)方式,相對(duì)于中國傳統(tǒng)窯洞更具有節(jié)能的背景。研究表明,直線式住宅的開敞面背向冬季主導(dǎo)風(fēng),可以減少墻面的空氣的滲透,室內(nèi)空氣在負(fù)壓的作用下可以排出。天井式住宅,可以是任何方向性的風(fēng)都形成負(fù)壓,促進(jìn)室內(nèi)排氣,但庭院的一部分可以形成穿流,對(duì)排風(fēng)不利,也可將住宅的開敞面朝向夏季主導(dǎo)風(fēng)向,并在后墻或屋頂后部開一個(gè)通風(fēng)窗,形成空氣對(duì)流。

  4. 2 目前我國地下建筑自然通風(fēng)的研究

  目前我國地下建筑自然通風(fēng)的研究主要是在人防工程中對(duì)地下建筑的研究。上世紀(jì)八九十年代解放軍工程兵工程學(xué)院針對(duì)國防人防工程對(duì)地下建筑的自然通風(fēng)進(jìn)行了深入的研究,但其設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)則是建立以風(fēng)壓作用為主導(dǎo)的自然通風(fēng)系統(tǒng),而且其目的是為了降低地下建筑的建設(shè)成本,并不適合大空間、多層的城市公共地下建筑,但是這些研究成果對(duì)開辟地下建筑的自然通風(fēng)的研究具有非凡的意義。通過風(fēng)道將地面風(fēng)引入地下達(dá)到自然通風(fēng)的目的,這對(duì)于規(guī)模小、埋深淺的地下工程有一定的作用,但是在現(xiàn)在地下建筑普遍規(guī)模較大、埋深加大的現(xiàn)實(shí)條件下單純以依靠風(fēng)壓解決問題是行不通的了,于是有人提出了以熱壓為主導(dǎo)解決問題的措施。根據(jù)實(shí)測(cè),地下建筑的自然通風(fēng)是以內(nèi)外熱壓的變化而變化的。

  眾所周知地下建筑除了必要的出入口,通風(fēng)口及采光天井以外基本上是一個(gè)密閉體,很厚的巖土層就是其圍護(hù)結(jié)構(gòu),其具有很好的熱穩(wěn)定性。根據(jù)實(shí)測(cè),地下建筑在夏天室內(nèi)溫度低于室外溫度,而冬季則高于室外溫度,它們之間的溫度差促使了地下建筑內(nèi)外產(chǎn)生熱壓,形成自然通風(fēng),這是地面建筑所不能比擬的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)我們可以清楚地看到地下建筑利用熱壓通風(fēng)的規(guī)律,證明在特定條件下建筑實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的可能性和規(guī)律性。在我們的地下建筑設(shè)計(jì)中我們完全可以借鑒前面提到的現(xiàn)代可持續(xù)建筑的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)方法,通過進(jìn)行有效并且可控制的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)來達(dá)到我們的節(jié)能目的。

  4. 3 地下公共建筑自然通風(fēng)設(shè)計(jì)基本方法

  對(duì)于大規(guī)模多層的地下建筑我們?cè)谧匀煌L(fēng)的設(shè)計(jì)上遇見了許多問題,首先因?yàn)槠湟?guī)模較大,埋深也較大,所以單純依靠帶有風(fēng)帽的通風(fēng)口通風(fēng)無法滿足地下建筑的需要,因此我們應(yīng)該通過利用目前地下建筑通用的設(shè)計(jì)要素和先進(jìn)理念來進(jìn)行設(shè)計(jì),特別是風(fēng)路的形成。如何將新風(fēng)引入地下建筑并且將室內(nèi)空氣排出,是風(fēng)路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

  首先我們需要充分利用天井(中庭)在地下建筑中的作用。地下建筑設(shè)置中庭已經(jīng)成為較為普遍的設(shè)計(jì)手法,通過此可以改善地下建筑的室內(nèi)環(huán)境。但我們?cè)谥型サ脑O(shè)計(jì)中不僅僅有需要改善視覺環(huán)境的考慮,同時(shí)也要加入自然通風(fēng)的因素,利用其上下貫通并與室外環(huán)境相聯(lián)的特點(diǎn)形成煙囪效應(yīng),促進(jìn)建筑的自然通風(fēng)效能。但是在設(shè)計(jì)中我們應(yīng)注意中庭在整個(gè)風(fēng)路設(shè)計(jì)中須作為排風(fēng)系統(tǒng)存在,因?yàn)樽鳛檫M(jìn)風(fēng)口中庭不利于空氣的進(jìn)化,另外,由于地下建筑的中庭還作為采自然光的作用,中庭內(nèi)部由于溫室效應(yīng)其溫度較高,不利于新風(fēng)的引入。因此其一般作為排風(fēng)口。

  在中庭的頂部即排風(fēng)口應(yīng)設(shè)置必要的裝置防止空氣倒流,因此可根據(jù)不同的情況在中庭的頂部設(shè)計(jì)空氣預(yù)熱裝置(利用回收設(shè)備廢熱或吸收太陽能)及可調(diào)節(jié)的天窗來促進(jìn)并控制空氣流動(dòng)。并且需要通過風(fēng)洞測(cè)試排風(fēng)口要經(jīng)過風(fēng)洞試驗(yàn)防止風(fēng)對(duì)其形成滯流效應(yīng),必要時(shí)可使用機(jī)械輔助設(shè)備。設(shè)置進(jìn)風(fēng)煙囪,由于大多數(shù)地下建筑的中庭設(shè)置在其中部,所以我們將進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在建筑四周,但是在設(shè)計(jì)上應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:

  (1)進(jìn)風(fēng)煙囪由于其部分位于地面以上,在設(shè)計(jì)上必須考慮對(duì)地面環(huán)境的影響,在設(shè)計(jì)上做到與地面環(huán)境和諧。

 。2)要盡量避免位于空氣污染嚴(yán)重的地方(街道、工廠的下風(fēng)向)。由于地下建筑的采風(fēng)口的高度有限,其新風(fēng)一般受過城市污染,因此在進(jìn)風(fēng)口必須設(shè)置空氣凈化設(shè)備,對(duì)引入的新風(fēng)進(jìn)行凈化,避免對(duì)地下環(huán)境的污染。

 。3)在進(jìn)風(fēng)口細(xì)部設(shè)計(jì)上必須建立在風(fēng)洞測(cè)試的基礎(chǔ)上,防止空氣擾流,有利于空氣進(jìn)入。在其內(nèi)部設(shè)置冷卻裝置(通過引入地下深層的地下水使空氣降溫)促使空氣下沉,并且與作為排風(fēng)通道的中庭結(jié)合,形成地下建筑自然通風(fēng)系統(tǒng)。在進(jìn)風(fēng)口較少等不利于引入新風(fēng)的條件下,我們可以采用層層遞進(jìn)的方法,即在進(jìn)風(fēng)道不同標(biāo)高設(shè)置更多的冷卻裝置強(qiáng)化空氣的進(jìn)入。

  (4)對(duì)于沒有中庭或中庭無法作為排風(fēng)口的情況下須設(shè)置排風(fēng)煙囪,其要點(diǎn)與中庭的排風(fēng)要點(diǎn)相同,但是在設(shè)計(jì)上最好與進(jìn)風(fēng)口結(jié)合,減少對(duì)地面環(huán)境的影響。在兩者之間設(shè)置熱交換器,使在節(jié)約能源的基礎(chǔ)上提高兩者的工作效能。

  4. 4 地下公共建筑自然通風(fēng)設(shè)計(jì)的其他注意事項(xiàng)

  建立可控制的高效的通風(fēng)系統(tǒng),摒除自然通風(fēng)就是無控制的自發(fā)通風(fēng)的錯(cuò)誤觀念,F(xiàn)代地下建筑需要更好的封閉性和熱穩(wěn)定性,自發(fā)和混亂的自然通風(fēng)只能增大建筑的耗能,另外自然通風(fēng)是無法完全替代機(jī)械通風(fēng)的,因此我們必須將兩者結(jié)合起來建立地下建筑通風(fēng)系統(tǒng)。

  高效利用能源,改善舒適度。例如我們可以在白天人員密集的時(shí)候通過兩者結(jié)合的方式并以更利于控制機(jī)械通風(fēng)為主,使加大通風(fēng)量的同時(shí)不破壞地下建筑舒適度,夜間則完全依靠自然通風(fēng)對(duì)地下建筑降溫和凈化空氣。室內(nèi)需采用先進(jìn)的通風(fēng)形式,提高通風(fēng)效能。

  這里我們要提到的是置換通風(fēng),其作為一種合理的通風(fēng)形式在國內(nèi)外眾多可持續(xù)建筑中得到應(yīng)用,它利用空氣的密度差,通過進(jìn)風(fēng)口和通風(fēng)口在地面和頂棚分開設(shè)置,新風(fēng)由地面附近的進(jìn)風(fēng)口緩慢進(jìn)風(fēng)同時(shí)將廢空氣由天花板附近的排風(fēng)口排出,促進(jìn)空氣流通并使污染物迅速派出。這需要我們?cè)诘叵陆ㄖ脑O(shè)計(jì)上加大樓層高度,促使空氣在室內(nèi)流動(dòng)。

  但是對(duì)于埋深較淺樓層,其熱壓作用不明顯的情況下可以適當(dāng)?shù)脑O(shè)置利用風(fēng)壓作用的進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口。在設(shè)計(jì)上我們應(yīng)當(dāng)將進(jìn)風(fēng)口的朝向迎向夏季主導(dǎo)風(fēng)的方向,而背向冬季主導(dǎo)風(fēng)。在風(fēng)帽設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)上這里將不再贅述。只是我們?nèi)钥梢酝ㄟ^設(shè)置預(yù)熱或預(yù)冷裝置來促進(jìn)空氣流動(dòng)。

  附建式地下建筑對(duì)于自然通風(fēng)設(shè)計(jì)來講有著相對(duì)單建式地下建筑不可比擬的優(yōu)勢(shì),因?yàn)樗梢岳玫孛娼ㄖ耐L(fēng)裝置(中庭、通風(fēng)煙囪),并且對(duì)地面幾乎沒有影響,通過地面建筑設(shè)置的中庭、通風(fēng)煙囪因?yàn)楦咚詿焽栊芨用黠@,通風(fēng)效果更為突出。下沉式廣場(chǎng)的設(shè)計(jì)可以改善地下建筑環(huán)境,同時(shí)也可將自然通風(fēng)引入地下建筑,但是由于其主要是利用風(fēng)壓,在高樓林立的城市環(huán)境中可利用的風(fēng)壓有限,所以其通風(fēng)效能也很有限,因此不適用于大進(jìn)深的地下建筑的通風(fēng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),地下建筑的自然通風(fēng)主要是利用熱壓作用,而風(fēng)壓的影響甚微。并且下沉式廣場(chǎng)的進(jìn)風(fēng)多為緊貼地面的流動(dòng)空氣污染嚴(yán)重,而且無法設(shè)置凈化裝置,因此我們不鼓勵(lì)單獨(dú)使用下沉式廣場(chǎng)進(jìn)行通風(fēng)。

  這些地下建筑自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)方法并不是單獨(dú)存在的也不是一成不變的,它們是相互輔助形成一個(gè)共同的系統(tǒng)來達(dá)到通風(fēng)節(jié)能目的,F(xiàn)代地下建筑自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)的自然通風(fēng)的概念在本質(zhì)上有著不同:可控制性,通過傳感器來決定通風(fēng)的需要并通過設(shè)置自然通風(fēng)系統(tǒng)(風(fēng)道、進(jìn)氣口、排氣口)來控制通風(fēng)量;機(jī)械通風(fēng)輔助設(shè)備,各種自然通風(fēng)輔助設(shè)備可以提高自然通風(fēng)的效率和穩(wěn)定性,在不利于自然通風(fēng)的季節(jié)也可以實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng);整體性,整個(gè)建筑的自然通風(fēng)整體考慮,而不是自發(fā)的在局部區(qū)域進(jìn)行通風(fēng)?梢哉f現(xiàn)代的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)依托現(xiàn)代科技,正逐步改善其缺點(diǎn),發(fā)揮其長處。因此,通過科學(xué)細(xì)致的自然通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),依靠自然通風(fēng)來實(shí)現(xiàn)地下建筑的節(jié)能和舒適度的改善是完全可行的。

  5、結(jié)語

  科技的日新月異與環(huán)境的日益惡化仿佛是一對(duì)孿生子伴隨著人類的進(jìn)步,今天人類在大自然已經(jīng)沒有了天敵,如果有也只是人類自己。我們?cè)陉P(guān)注人們生活質(zhì)量的同時(shí),需要考慮我們所依賴生存的自然環(huán)境。改善環(huán)境、保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為全球的共同話題,可持續(xù)發(fā)展成為當(dāng)今世界發(fā)展的主旋律,對(duì)于建筑這個(gè)占世界總耗能三分之一的產(chǎn)業(yè),作為建筑師,我們有責(zé)任更有義務(wù)關(guān)注環(huán)境,提倡可持續(xù)性建筑、可持續(xù)性建筑設(shè)計(jì)方法。

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