绿色建筑自然通风的外围护结构设计分析

李嘉稳

摘    要：当今社会，能源危机逐渐推进，人们的认知水平与过去相比明显提高，以空调为代表的多项技术，由于能耗过大，应用频率也有所降低，自然通风等建筑取而代之，成为人们讨论的焦点。文章从绿色建筑的角度出发，围绕着自然通风设计展开了讨论，由于外围护结构对建筑通风效果具有直接影响，因此，文中主要提出了三种外围护结构所适用的设计方案，分别是与空间设计进行结合、附加相应的构造措施还有合理应用双层皮幕墙，供设计人员参考。

关键词：绿色建筑;自然通风;外围护结构;设计方案

1  引言

首先应当明确一点，作为一项重要的建筑技术，自然通风在提高建筑舒适度方面，往往可以起到无法比拟的作用，虽然空调的出现，使得自然通风的重要性被削弱，但是在温室效应越来越突出的当今社会，自然通风又一次引起了人们的重视，合理应用该项技术，不仅可以使室内环境变得更加舒适，还能够降低建筑的能耗。下文主要围绕着外围护结构的设计展开分析，这是因为外围护结构决定了室内外的通风换气，具有十分重要的现实意义。

2  与空间设计进行结合

对绿色建筑而言，在设计外围护结构的同时对空间进行设计，所形成的外围护结构的样式，更加符合空间设计提出的要求，建筑剖面、立面形式稍显平淡的问题能够得到有效解决，随着建筑功能空间被有效整合，自然通风的效果也会变得更加明显。现阶段，较为常见的结合方式有两种，分别是融合与穿插。

2.1  融合设计

要想将外围护结构和建筑空间进行融合，较为常见的方式是将室内庭院和外围护结构相结合，在建筑入口处，打造由外围护结构组成的大庭院，这样做可以使空间功能变得更加明确，另外，外围护结构具有的整体性也会得到提升。与下文提到的穿插设计相比，融合设计的封闭性更强，具有良好的保温效果，因此，该设计方式较常被用在中纬度和高纬度地区。

2.2  穿插设计

基于建筑空间和外围护结构展开的穿插设计工作，从本质上来说，就是将过渡空间与实体空间进行结合，一般来说，过渡空间的样式通常为空中庭院，适在高层建筑可以充分发挥出自身的作用。将结构与空间相结合，在建筑内部插入过渡空间，有利于建筑和过渡空间的结合，立面迎风压力差被扩大，自然风可以更加轻松地进入建筑。需要注意一点，在外围护结构上插入空间，会导致建筑的形体系数被提高，对于气候干热或寒冷的地区而言，这种设计方法并不适用。以香港理工大学红磡湾校区的建筑为例，设计人员便应用穿插设计的方法，对建筑的外围护结构进行了设计，通过在空中庭院种植植物的方式，降低室内温度，大量使用能够增加自然风量的可开式窗户，在保证室内环境舒适度的基础上，避免了电力的不必要消耗，另外，空中庭院还可以作为学生开展室外活动的空间。

3  附加相应的构造措施

要想对绿色建筑在自然通风方面的效果进行优化，附加相应的构造措施，属于在诸多设计方案中，相对简单的一种。设计人员可以利用不同的构造形式，对气流产生影响，最终达到通风的目的。用来产生压力梯度的方法同样有两种，分别如下：一种是导风入室，也就是利用自然风，在建筑外部形成压力差，只有在风环境适宜的情况下，该方式才能够得到有效利用，因此，导风入室的方法，常被应用在湿热气候区;另一种是以冷暖空气具有不同密度为依托，形成压力差。由于冷空气的密度低于暖空气，因此，所形成压力差对暖空气具有抬升作用，与导风入室相比，这种方法的封闭性更好，也就更适合干热或是寒冷气候区。

4  合理应用双层皮幕墙

目前，在高层建筑中，双层皮幕墙的“出镜率”极高。一方面，在高层建筑中应用单层幕墙，较易导致紊流的形成，另一方面，对气候干热或寒冷的地区而言，单层幕墙在保温、隔热等方面的表现，与双层皮幕墙的差距十分明显。从自然通风的角度出发，围绕着外围护结构所应用双层皮幕墙的风循环形式展开分析能够发现，使用频率较高的风循环形式有两种，即：内循环通风、外循环通风。

4.1  内循环通风

此种风循环形式的封闭性相对良好，适合寒冷地区的气候特点，应用内循环通风形式的绿色建筑，通常需要在机械的辅助下，实现空气的循环。首先，设计人员应当选择不可开启的双层保温玻璃作为外层幕墙，这样做可以为隔声、保温的效果提供保证，接下来，再使用单层玻璃对内层幕墙进行构建，预留进风口，最后，保证两层幕墙间留有宽度约0.2m的通道。与下文中提到的外循环通风相比，内循环通风的优势主要体现在封闭性上，与室内温度十分接近的空气层，保证了室内环境的舒适性。以阿布扎比的国家展览中心为例，由于该建筑地区干热气候区，在隔热方面具有良好表现的双层皮幕墙，自然引起了设计人员的重视，该建筑所应用双层皮幕墙的内层幕墙，由能够阻断热空气、引入自然光的高透玻璃构成，这也可以被视为外围护结构的创新。

4.2  外循环通风

如果采用外循环通风这一形式，设计人员则应当将开窗通风与机械辅助送风进行结合，随着自然风被引入，室内环境的舒适性随之提升。该设计方案通常被用在气候温和的地区，用单层玻璃构建外层幕墙体系，设置两种不同形式的进出风口，一种始终打开，另一种则可以自由开闭，在此基础上，对能够隔离室内外环境的内层幕墙进行设计，在两层幕墙间预留宽度约1m的风道。需要注意一点，外层幕墙体系应当由强化玻璃和隔热玻璃共同构成，只有这样，才能既保证阳关的吸收，又減少建筑内部的热损失，另外，人们应当视情况选择开启或关闭内层玻璃。

5  结语

综上所述，自然通风既能够对舒适的室内环境进行营造，又可以节约空调产生的能耗，上文中列举了现阶段较为常见的几种对外围护结构进行设计的方案，在实际设计的过程中，设计人员应站在绿色建筑的角度上，对建筑造型、功能及所处地区的气候条件等因素进行综合考虑，选择适合的设计方法并加以应用。希望上文中讨论的内容，能够在某些方面给设计人员以启发，保证外围护结构在保温、采光及遮阳等方面具有的作用，能够得到充分的发挥。

参考文献：

[1] 钱锋，汤朔宁.绿色建筑自然通风设计研究——以同济大学嘉定体育中心为例[J].建筑科学，2018（8）：106～111.

[2] 黄金美，郭清.自然通风在绿色建筑中的应用[J].建筑节能，2015（1）：77～79.