淺論綠色建筑自然通風的外圍護結構設計

姜久強

【摘要】目前，綠色理念已經成為流行詞匯，備受行業關注，各行業都必須要貫徹落實綠色理念，才能實現其目標。對于建筑行業而言，更要注重綠色設計理念的應用，特別是運用綠色設計技術提高建筑行業整體節能效果，為我國綠色建筑設計做出貢獻?；诖?，文章將圍繞綠色建筑自然通風的外圍護結構設計方面進行詳細分析，希望能夠給相關人士提供重要的參考。

【關鍵詞】綠色建筑；自然通風；外圍結構設計

自然通風，長久以來就被作為一種必不可少的建筑技術?？照{技術的發展雖然在一定程度上削弱了自然通風在建筑設計中的重要地位，但隨著能源危機和溫室效應的推進，越來越多的建筑設計回歸到運用自然通風來營造舒適的室內環境，降低建筑能耗。建筑的外圍護結構作為建筑室內外的分界點，對建筑室內外通風換氣起著重要的樞紐作用。

一、建筑外圍護結構綠色設計原則

（一）氣候性

環境與氣候都會影響建筑物，因此在建筑綠色設計中，要充分考慮當地氣候條件，根據實際環境條件，設計合理規范化的施工方案，確保建筑外圍護結構與當地氣候統一。為當地居民創造良好的居住與生活環境，同時降低建筑運行成本。

（二）經濟性

施工所在地經濟與科技發展情況也會影響建筑外圍護結構。設計者不能忽視這一重要影響因素。根據實際情況，靈活采用建筑技術，實事求是，深入發掘當地資源優勢與經濟特點，進行建筑外圍護結構綠色設計。設計中，嚴禁使用不符合經濟條件的成本技術，杜絕不切實際與主觀隨意的設計行為。

二、綠色建筑自然通風的外圍護結構設計策略分析

（一）運用風力通風方式的附加構造措施，促進自然通風

當建筑室外風速較低，空氣壓力差不足以形成足夠的流速進入室內時，僅依靠建筑外圍護結構門窗洞口處的簡單附加構造，無法有效改善建筑的自然通風效果，還需要在外圍護結構上增加可形成建筑內部溫度梯度的輔助構造措施，將空氣“吸入”建筑內部以達到自然通風的目的。利用建筑內部壓力差的自然通風，比較常用的附加構造措施為拔風井、通風塔、中庭和可開啟的天窗等。例如：位于中緯度溫暖氣候區英國劍橋的愛奧尼克電信總部即為標榜能源高效使用的綠色建筑，它通過應用煙囪效應來實現舒適的自然通風，允許使用可開式窗戶通風，而不是能耗高、密閉的空調通風技術，營造了更加宜人的室內環境。在該建筑的頂部設立了6個風塔，輔助中庭來完成通風任務。機械裝置將空氣從室外經由地板下部輸送進室內，輔以外部的開窗通風，當空氣在室內加熱后通過風塔排出室外，形成了良好的換氣手段，使室內自然通風的百分比達到了70%。

（二）建筑空間與外圍護結構的融合

外圍護結構與空間融合的設計方式即為外圍護結構直接結合室內庭院設計，在建筑入口大廳處形成類似于溫室的由外圍護結構所包裹的大庭院。在此種結合方式中，空間的功能更加明確，外圍護結構更加整體。由于其結合方式較上一種更為封閉，可以起到一定的保溫效果，多用于中高緯度地區。例如：位于日本橫濱的東京燃氣有限公司總部大樓，它的外層玻璃幕墻之下是一個大型的室內庭院，占到了整個建筑進深的將近一半的距離，辦公空間和中庭之間是開場的走廊，利用中庭內上升的暖空氣產生的組群效應來保持辦公室通風。中庭把外面的空氣吸到底部，吸入的空氣從隔層樓板下方對中庭敞開的部分進入辦公室，再由頂部排出。中庭玻璃由大而彎的薄木條支撐，這些玻璃組成固定的密封單元，玻璃外層覆蓋有一層低放射率的材料，降低了夏季的熱量，中庭內的大面積種植花園也起到了降低建筑室內底部空氣的溫度，增加壓力梯度差的作用。玻璃幕墻與其后大中庭的結合使得該建筑擁有了58%的室內自然通風百分比，達到了降低能耗、綠色環保的效果。

（三）外循環通風

外循環通風的雙層皮幕墻體系的建筑物多采用機械輔助送風和開窗通風相結合的方式，通過引入自然風來營造適宜的室內環境，降低建筑能耗。這種通風方式多見于溫和氣候區及部分夏熱冬冷氣候區。一般構造為外層的幕墻體系采用單層玻璃，主要考慮透光和形成風道的外壁，在外層幕墻的上下部位設有進出風口，分為可自由開閉和始終打開兩種；內層幕墻成為了室內外環境真正的分界線，起到炎熱季節隔離外界熱量，寒冷季節減少室內熱損失的作用，大多采用雙層玻璃的形式。內外層幕墻間會形成較寬的風道，多在1米左右。例如德國埃森RWE塔樓的雙層幕墻體系，塔樓為圓柱形，共30層，高163米。幕墻體系外面是單層強化玻璃，里面是隔熱的白玻璃，允許陽光被最大程度地吸收，同時又降低了樓體內部的熱損失，兩層玻璃中間的空間寬50厘米，做微熱緩沖之用。中央部分在玻璃層之間裝置的“魚嘴”是一體化元件，與其它結構構件一起形成了室內外的空氣交換系統。換氣時每個單元的外層玻璃進出風口保持開啟，內部空氣被加熱，形成了明顯的溫度梯度，從而產生穩定的熱壓通風，內層玻璃可以根據需要選擇性地開啟或者關閉。所有辦公室的窗戶都是可開閉的，室內自然通風率達到了70%。

三、結論

簡而言之，良好的自然通風是營造舒適室內環境、節約空調能耗的重要建筑設計策略。為此，文章圍繞綠色建筑自然通風的外圍護結構設計方面進行了詳細分析，希望能夠給相關人士提供重要的參考價值。