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    什么是貫流通風?什么是煙囪效應?深度解答眾多“通風”概念

    什么是貫流通風?什么是煙囪效應?深度解答眾多“通風”概念
    Hospital Sarah Kubitschek Salvador / Jo?o Filgueiras Lima. Image ? Nelson Kon
    Hospital Sarah Kubitschek Salvador / Jo?o Filgueiras Lima. Image ? Nelson Kon

    為了試圖改善我們建筑項目的熱舒適度,沒有什么事情比利用風這種自然、免費、可再生還清潔的能源更加理性了。對于資源有限性的認識以及對于節能減排的要求已經使得排除空調系統成為了任何項目的主流趨勢。建筑師和工程師們正在轉向這種更加被動式的改善熱舒適度的方式。很明顯,存在一些極端氣候的地區仍無法擺脫人工系統的使用,但在大部分的地表區域,通過被動系統來在環境中營造舒適的氣流是完全可能的,尤其是如果在項目階段就將這些行動納入考慮。

    這是一個高度復雜的主題,但是我們在這里收集了一些概念,可以通過相關的實際建造項目進行舉例說明。一系列的通風系統都可以在項目中起作用:自然貫流通風(natural cross ventilation),自然引導通風(naturalinduced ventilation),煙囪效應(chimney effect)以及蒸發冷卻(evaporative cooling),通過將這些概念與構造元素的正確使用相結合,可以有效改善熱舒適度,減少能源消耗。

    自然貫流通風是指在特定環境或者建造過程中將開口安排在相對的或者相鄰的墻面上,使得空氣能夠進入與流出。這個系統主要用于地處更高溫度氣候帶的建筑,它可以時刻改變建筑內部的氣流,更新空氣,并且還可以有效地降低內部的氣溫。

    以MK27工作室的方案Lee House 為例,他們使用了完全開放的窗戶框架,將其置入墻面內,設計的結果使得建筑體量中位置相對的兩面墻壁上出現了巨大的開口,從而提供足夠的通風,并且通過持續換氣保持熱平衡。

    Casa Lee / Studio MK27. Image ? Fernando Guerra |  FG+SG
    Casa Lee / Studio MK27. Image ? Fernando Guerra | FG+SG

    自然引導通風是指通過熱流的引導系統來傳導空氣的冷卻。暖空氣要比冷空氣更輕,因此,在室外或者室內環境中,暖空氣會上升而冷空氣會下沉。在這一通風系統中,開口通常位于接近地表的位置,這樣冷空氣就可以進入室內,推動暖空氣到空間的上方,再使其從位于屋頂棚和閣樓之上的開口排出室外。

    Hospital Sarah Kubitschek Salvador / Jo?o Filgueiras Lima. Image ? Nelson Kon
    Hospital Sarah Kubitschek Salvador / Jo?o Filgueiras Lima. Image ? Nelson Kon

    這種模型一個杰出的案例是由巴西建筑師Jo?o Filgueiras Lima設計的 巴西薩爾瓦多的Sarah Kubitschek醫院,他使用了連續重復的大型且具有多樣延伸的彎曲金屬棚,通過在上方開口釋放暖空氣以及其他雜質來引發環境內通風,同時保證自然光的攝入。值得重點強調的是,在醫療健康相關的項目當中,灌流通風系統的使用是應當盡量避免的,因為這會導致細菌隨著空氣流動而傳播。

    Reichstag / Norman Foster. Image<a href='https://www.flickr.com/photos/dorena-wm/4751295490/in/photostream/'>? Renate Dodell via Flickr </a> Licen?a CC BY-ND 2.0
    Reichstag / Norman Foster. Image? Renate Dodell via Flickr Licen?a CC BY-ND 2.0

    在豎向建筑中,通過煙囪效應來引發豎向通風是經常使用的方法。冷空氣在暖空氣之下施加壓力,迫使其上升同時引導通風。然而,在這種情況下,同樣的空氣通過項目中心或者塔樓的開放區域在環境之中循環,并通過屋頂、天窗、頂部開洞或者排風口排出。由諾曼·福斯特設計的德國新國會大廈Reichstag的穹頂正是一個這一通風系統的案例。通過玻璃外殼與中心鏡面板倒椎體所交匯的頂部開口,建筑內的空氣循環得以發生。

    Estratégias bioclimáticas do Edifício da Empresa de Desenvolvimento Urbano (EDU) em Medellin. Image ? EDU
    Estratégias bioclimáticas do Edifício da Empresa de Desenvolvimento Urbano (EDU) em Medellin. Image ? EDU
    Edifício da Empresa de Desenvolvimento Urbano (EDU) em Medellin. Image ? Alejandro Arango
    Edifício da Empresa de Desenvolvimento Urbano (EDU) em Medellin. Image ? Alejandro Arango

    在建造位于麥德林(Medellin)的城市發展公司(EDU)新總部時,由高質量預制元件構成的外表皮可以引發內部太陽能煙囪的熱傳導,從而更新外部的冷空氣。這一切都通過可以生成熱質量控制和熱力學概念(凸點和熱力)的簡單材料來實現,在恒定空氣流體中產生從冷到暖的溫度變化,可以相應地在工作空間中創造出氣流來。

    Palácio da Assembléia de Chandigarh / Le Corbusier. Image ? Laurian Ghinitoiu
    Palácio da Assembléia de Chandigarh / Le Corbusier. Image ? Laurian Ghinitoiu

    蒸發冷卻系統在勒·柯布西耶在昌迪加爾的作品和奧斯卡·尼邁耶在巴西利亞的作品中廣泛應用,將大片的水面或者湖泊戰略性地排布在氣流的主要方向,置于具有開口的建筑前方,風吹過水面之后會帶有一定的濕度,從而保證了干燥氣候下新鮮空氣的供應。

    除了通風系統之外,機械構造也應該納入考慮范圍。

    Esquema ventila??o por brises. Image ? Matheus Pereira
    Esquema ventila??o por brises. Image ? Matheus Pereira

    遮陽板(Brises Soleil 或sun breakers)是一種出色的可以保障自然通風的機械,除了對于光線和太陽能的控制之外,如果設計合理并與太陽能以及當地風力條件結合起來,可以保證良好的室內熱質量。它們同時也可以進行控制,使得家具,或者其它滲透性材料(cobogos,多孔板,mashrabiyas等等)根據開口的尺寸來提供特定可能性百分比的直接通風。

    Esquema aberturas janelas. Image ? Matheus Pereira
    Esquema aberturas janelas. Image ? Matheus Pereira

    對于開口種類的考慮是不可或缺的。從實際角度出發,讓我們設想下面的場景,如果選擇兩扇滑動玻璃的窗戶,那么可以理解當窗戶打開時只會有50%的開口可以讓風進入室內。而如果在相同的面積下我們選擇一種有一面或者兩面可開啟扇的窗戶,通風才會是完整的。取決于窗戶、密封條以及門的種類選擇,風的方向(垂直、水平或傾斜)以及內向氣團的百分比都會直接受到影響。

    Esquema ventila??o. Image ? Matheus Pereira
    Esquema ventila??o. Image ? Matheus Pereira

    屏障也是需要考慮的。想象一個有兩層高的空間,在其中有一個位于下部的開口(門)和兩個位于對側墻面中部與頂部的開口(窗戶),并且在中心有一面半高的墻壁。當然,中心的墻壁會成為障礙物來改變風的方向。其他的構造元素可能會解決這個問題,例如將磚石替換為多孔磚——cobogos。

    由空間排布所確定的開口與屏障(墻、窗臺、嵌板或者家具)高度的不同也會直接影響通風的強度和速度。在每個項目當中,建筑是應當根據需求的通風類型和等級來注意空間的排布關系。

    翻譯:白楠

    參考文獻

    • ABNT 15.575. Guia para arquitetos na aplicação da Norma de Desempenho. Disponível em: <http://www.caubr.gov.br/wp-content/uploads/2015/09/2_guia_normas_final.pdf>. Acesso em 31 Dez 2017.
    • GIVONI, Baruch. Climate Considerations in Building and Urban Design.  New York: Van Nostrand Reinhold, 1998.
    • ROMERO, Marta Adriana Bustos. Princípios bioclimáticos para o desenho urbano.  2ª ed. São Paulo: Pro E, 2000.
    • VAN LENGEN, Johan. Manual do arquiteto descalço. 1ª ed. São Paulo: B4 Editores, 2014. p.46-53.

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    引用: Pereira, Matheus. "什么是貫流通風?什么是煙囪效應?深度解答眾多“通風”概念" [Ventila??o cruzada? Efeito chaminé? Entenda alguns conceitos de ventila??o natural ] 08 4月 2020. ArchDaily. (Trans. 韓爽) Accesed . <http://www.raisedfromthegrave.com/cn/888289/shi-yao-shi-guan-liu-tong-feng-shi-yao-shi-yan-cong-xiao-ying-shen-du-jie-da-zhong-duo-tong-feng-gai-nian>

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