风压作用下的建筑空间组合方式初探

风压作用下的建筑空间组合方式初探

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

对于以风压作用为主导进行通风的建筑,其进深及空间尺度一般比较小。具体来说,应遵循一个原则——“进深小于15米原则”。这也就是说使用风压作用进行通风建筑的,其楼板宽度一般来说不要超过15米。否则,建筑进深过大,将无法有效的利用风压进行通风。一般来说,利用风压进行通风的小进深建筑,其空间组合方式主要有以下几种:

(1)外廊式。在外廊式建筑中,建筑的使用空间沿走廊单侧布置,以一条公共的走廊来进行联系。外廊式建筑结构简单,采光通风都较好。在东北严寒地区,通常将公共的走廊置于北侧,使用空间置于南侧。这样在冬季走廊直接面向北风,使用空间可以免受寒风侵袭;在夏季和过渡季,气流可以沿南向使用空间穿堂而过。但由于此类建筑进深浅,应用范围较小,且不利于节约用地。

(2)内廊式。在内廊式建筑中,建筑的使用空间沿走廊双向布置。在东北严寒地区,一般将主要的使用空间布置在夏季迎风面,背风面则布置辅助用房,有时背风面进深也较迎风面要小。由于内廊式建筑进深较大,相对不易组织穿堂风,为此门窗应按统一轴线设计,减少气流迂回路径和阻力。同时如果走廊较长,可以考虑在中间适当位置开设通风口,以促进穿堂风的形成,改善通风效果。

(3)“L”、“T”、“工”、“王”、“亚”是常见的内廊式或外廊式建筑的组合,朝向好,南向房间多,东西房间少,适用性强。但是连接转折处通风不好,应考虑设置敞廊或开窗。

对于进深稍大于15米的建筑,很难单纯利用风压组织有效的自然通风。这时通过空间的灵活组织,同样可实现穿堂风。例如可以考虑在建筑中设置“空气通道”的方式,或者还可以利用文丘里效应来巧妙的进行空间组织,达到较好的自然通风效果。

所谓“空气通道”,即通过使用空间的巧妙组合、灵活布置,在建筑内部形成一个空气流动的通道,并且利用门、窗、格栅等建筑构件调控通道的使用,从而有效的组织自然通风。在杨经文1984年为自己设计的小住宅中,就采用了设置“空气通道”的方式来组织建筑的通风。这所住宅坐落在吉隆坡郊外一个橡胶种植场附近。从外形上来看,最吸引人的莫过于它屋顶上巨大而独特的遮阳格片,遮蔽了整个房子。这些遮阳格片可根据太阳运行的轨迹调整角度,其作用不光是阻挡部分强烈的阳光进入屋顶平台,还能够引导和控制整栋建筑的被动式通风。在建筑内部,建筑师精心组织了内部空间的序列。使得不同空间前后联系起来,形成一条“空气通道”。在道上有几个控制空气流通的“阀门”,或是格栅,或是玻璃门,或是百叶天窗,主导风向由格栅窗进入建筑,流经内部空间,通过“空气通道”从屋顶遮阳格片排出。这些元素可根据天气情况打开或关闭,起到了调节室内小气候的作用。整座建筑如同一个小型的“环境过滤器”,体现出对地域气候和生活方式的一种创新回应。

此外,还可以充分利用文丘里效应进行空间的灵活组织,促进建筑内部的自然通风。文丘里效应的原理:由于横截面的减小会导致流体流速增加,静压力减小,如果管道狭窄处上有开口,低压便会把外部的空气吸入管道。在设计中可以利用文丘里效应增强通风效果,增加流经建筑物局部的风速,以形成负压区,从而“吸走”房屋内的空气,室外空气便会从窗户等开口处进入房屋,完成通风。

在柯里亚设计的管式住宅中,便是采用了这一原理来促进室内的自然通风。在剖面上,根据功能需要将房间设置在不同的高度,建筑的剖面从下往上呈收缩的趋势。新鲜空气从底部进入建筑内部,在上升的过程中,随着剖面尺寸的缩小,静压力逐渐减小,周围房间的热空气被“吸出”,然后从建筑的顶部排除,从而

建立起自然通风循环体系。

在张家港生态农宅的设计中,也采用了“文丘里管”式渐缩断面的设计策略引导自然通风的方式。空气由室外正压区进入室内,流经底部空间时,随着剖面逐渐缩减,空间内的气流速度增加,静压力减小,上部空间内的空气被“吸入”。最后,所有气流进入负压区空间后排出,完成了自然通风的循环。通过这样的空间组织,即使在风力不强的条件下,也可利用局部负压,加强自然通风效果改善室内的人体舒适感觉。

以上论述了利用风压来进行空间灵活组织的办法,包括在建筑内部设置“空气通道”,利用文丘里效应等。如果设计得当,可在适宜地区采取这些措施,用于夏季和过渡季的通风。

参考文献

[1]吴向阳.杨经文[M].中国建筑工业出版社.2007

[2]王丁丁.建筑设计与自然风[D].郑州大学硕士论文.2007.05

[3]王智超.住宅通风设计及评价[M].中国建筑工业出版社.2011

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