浅析风环境对建筑设计的影响

浅析风环境对建筑设计的影响

季晓强

关键词：风环境；建筑设计；影响

1自然通风作用机理

一般来讲自然通风指不借助机械设备，依靠室外风力造成的风压和室内外空气温度差造成的热压，促使空气流动，使得建筑室内外空气交换。它是利用风的重力作用和物理特性来使建筑内的空气流动起来，被证明了是一种普遍有效的建筑节能方式。热压和风压是建筑自然通风的动力来源。在建筑设计中，利用热压或风压有效地产生或避免自然通风，从而达到通风致凉或避风保暖的效果，这可以在建筑布局、建筑形态及门窗设计等方面进行有效的自然通风设计得以体现，从而实现节能和提高室内环境的舒适性。

2在建筑设计中对风环境的考虑

2.1“风阴影”在建筑设计中的应用

在建筑前后建筑高度七倍的范围以内是一个风的保护范围，即在此空间里的建筑受自然风的影响变小而成为“风阴影”。若建筑设计中考虑到这个因素，就可以减少冬季寒风对生活在周边人员的出行影响。将高大的建筑设在冬季寒风吹来的方向，而将接小建筑设于其被风面，利用这种“避风”作用可有效地减少寒风的袭击，间接减少了人们对空调等设备的利用，从而可以减少能源的浪费。

2.2外部体型

建筑外部体型指建筑的外立面围护结构及屋顶所构成的形态，从自然风利用角度考虑，建筑体型对室外气流掠过建筑时的风速以及风向均有影响，因此体型设计能通过影响建筑外部的风环境对内部的自然通风造成影响。不同的外部体型设计能够带来引导气流、对流通风、表皮预热空气等不同的通风方式以达到内部空间良好的通风效果。建筑师应结合当地气候，对建筑的外部体型与内部空间进行有效设计，以适当的技术手段巧妙地解决通风问题，在功能上体现自然通风的节能效果，从而给人们带来舒适宜居的生活环境。比如印度建筑师查尔斯·柯里亚(CharlesCorrea)设计的印度人寿保险大厦，根据印度的炎热气候和长时间强烈光照等特点，该建筑呈现出巨大的遮阳廊，架空的屋面格栅，绿化丰富的内部庭院，朝东打开的入口，这样避免了阳光对建筑的照射，同时将自然风有效地引入建筑内部。这种独特的外部体型是充分尊重自然通风原理，并且把自然风因素与技术因素完美结合的产物，具有很高的审美价值。

2.3内部空间

建筑内部空间设计主要包括建筑平面和剖面设计。从有效利用自然通风角度考虑，对建筑平面及剖面进行优化，利用风压和热压形成原理，结合平面和剖面布局为自然风创造良好的通风条件，达到节能降耗、改善室内居住环境的目的。对建筑平面进行优化，使室外自然风以多支而非单一方向流经室内各房间，同时保证通风路径的畅通，避免自然风的断流，形成有效的自然通风环境。实际中平面设计经常使用大开间小进深（通常小于14m）布局，房间尽量宽大、整齐，以减少自然风流动线路曲折或断流，改善自然通风效果，保证室内气流畅通，实现节能。对建筑剖面进行优化，尽量使室外自然风由下而上有效贯穿整个建筑，达到室内外空气交换的目的。设计时，有效利用热压差原理，拔高建筑内部空间高度，同时在建筑顶部设置出风口，形成上下贯通空间，诱导自然风顺畅地流通，让滞留在室内的热气流顺畅排出。比如印度电子有限公司办公楼，它是由查尔斯·柯里亚设计的，采用的是管式住宅设计。该建筑最大的特点是柱廊围绕中庭进行布置，自然风通过柱廊顺利地进入房间，使室内外空间连通，这样，来自庭院的自然风从下到上流经室内后从顶部出风口排出，在竖向建筑形成了流畅的通风通道，保证了建筑的良好通风。

2.4避免建筑设计中产生“恶性风”

建筑体型或建筑群组布置不当会产生“恶性风”，常见的有:“角落风”、“背侧风”，“夹道风”等。这些风都有可能造成冬季难以避免的“风危机”，不但消耗能量，而且很可能带来“呜呜……”的声污染。要确定建筑物的最佳朝向，不但要了解当地的日照情况，还要了解当地风的相关特性，包括冬季和夏季主导风的方向、速度以及风的温度。每个地区的风都有自己的特点，由于建筑物迎风面最大的压力在与风向吹来的垂直的面上，因此，在选择建筑物朝向时，最理想的方式是使建筑主立面朝向夏季主导风向，而侧立面对着冬季主导风向。无论从改善建筑舒适性，还是从节约能耗的角度考虑，南向都是建筑物朝向最好的选择。而且选择南向也在一定程度上有利于避免东、西硒，这样就实现了两者的兼顾()如果在设计阶段发现那些朝向不够理想的建筑，就应采取有效措施妥善解决上述两方面的问题。

2.5房间的开口和通风构造措施

建筑内部各空间门窗洞口尺寸的大小，直接会影响风速及进风量。如果门窗洞口总面积过小必然不能满足通风量的要求，而过大的开窗面积又会给建筑带来更多的能耗。建筑设计中应该综合考虑开窗面积的大小，来满足两者的矛盾。据试验侧定，当开口面积为该区域地板面积的15%-25%、开口宽度为开间宽度的1/3-2/3时，通风效率最佳。在房屋建筑中，某些建筑构件对室内通风有很大的影响，其中最重要的就是门窗。窗扇的开启有挡风或导风作用，窗户设计的合理就能改善室内通风效果，提供更加舒适的室内环境。在一些多层建筑中的窗户常常向外开启成90。角，可能有人认为这种方式是最好的选择，但是这种开启方式，当风向入射角较大时，将使风受到阻挡，从而不利于气流的导入，也就不利于夏季的降温。如增大开启角度或者改变开启方向、则常可导风入室。另外，百页窗、中悬窗、上悬窗、落地长窗、漏窗、漏空窗台、折叠门等通风构件可以调节气流方向，可以增加建筑物内的人体受风面积，在热带、亚热带地区的建筑设计中是常见的构造措施。

3结语

风是由大气的水平移动所产生的，所谓风环境，是指由于季节的变化而形成周边环境与建筑室内气流相互贯通的情况。风这一自然现象对建筑设计、建筑布局乃至城市规划有着很大的影响。如何减少不良风环境对人们生产生活的影响，已经成为摆在如今城市规划师、建筑师等相关人员面前迫切需要解决的问题。能否在城市规划和建筑设计的伊始，事先就周密地优化风环境，并减少风灾的发生，这已成为衡量建筑项目优劣的一个重要衡量指标。综上所述，以上内容就是风环境对建筑设计影响的论述。

参考文献

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