经历过愈加严重的城市“空调依赖症”,又迫于节能减排、关注健康的双重压力,通过自然通风来调节室内空气品质、降低建筑能耗的做法近年来重回思考的轨道。科学和工程界人士纷纷重新审视这项古老却进步的技术。
专家认为,采用自然通风来部分替代空调的方式高度可行,至少有两方面意义:一是实现被动式制冷。自然通风可在不消耗不可再生能源的情况下降低室内温度,改善室内热环境。二是向大自然免费索取新鲜、清洁的自然空气,带走潮湿污浊,改善室内卫生环境,有利于人们身心健康。
自然通风对于室内环境改善的成效,很大程度上取决于室外气候条件。在我国大部分地区的春秋季节,自然通风完全可以在不消耗任何能量的前提下,取得良好效果。但是,夏季却应该区别对待。由于此时室外空气温湿度普遍高于室内,单纯进行自然通风,会造成热风进入室内,降低人体舒适度并增加空调能耗。不过在夜间,建筑物可以利用室外冷空气排除室内热量,不仅能节省夜间能耗、缩短空调设备运行时间,还能同时降低围护结构蓄热,最终达到建筑节能的目的。
在我国,利用自然通风实现室内环境改善和建筑节能降耗的形势不容乐观。大中城市中存在部分建筑特别是公共建筑如高档宾馆、商场、写字楼等,由于业主和设计单位过分追求建筑立面效果而大量使用玻璃幕墙,造成窗户无法开启或者开启角度较小,难以满足室内自然通风的基本要求。此外,一些公共建筑没有安装技术先进的通风设备和设施,也使得室内空气难以流通。这些现象都与当今倡导绿色建筑的初衷背道而驰。在国外,自然通风技术已经被越来越多地运用到建筑节能工作中。据统计,欧洲地区利用自然通风,每年可减少约三成的建筑能耗。
要想在我国取得成效,这个过程显然不可一蹴而就。业内人士建议,建筑在设计阶段就应当充分考虑自然通风环节,尤其是新民居设计,不仅要关注自然通风技术,更要把这一传统技术与当地地理气候特征和气候因素等结合起来,提出多层次的、全面的和适宜的建筑技术,体现出“气候决定建筑”的设计理念。具体可从六方面加以考虑:
第一,建筑体型与建筑群布局的设计。建筑群布局对自然通风的影响效果很大,在考虑单体建筑得热与防止太阳过度辐射的同时,应尽量使建筑的法线与夏季主导风向一致;对于建筑群体,若风沿着法线吹向建筑,会在背风面形成很大的漩涡区,对后排建筑的通风不利。在建筑设计中,设计要综合考虑这两方面利弊,根据风向投射角(风向与房屋外墙法线夹角)对室内风速的影响来决定合理的建筑间距,同时结合建筑群体布局的改变达到缩小间距的目的。考虑到前幢建筑对后幢建筑的通风影响,单体设计还应结合总体情况,对建筑体型包括高度、进深、面宽乃至形状等参数实行控制。