高层建筑中的自然通风问题.

高层建筑中的自然通风问题

与多层建筑的自然通风相比,高层建筑的自然通风有其特殊性。风压在垂直方向的分布有利于高层建筑的自然通风,但过高的风压却会使建筑的门窗难于开启,也给建筑室内的使用带来不便,而且在冬季会带走大量的热能,不利于保温要求。而太高的中庭空间则会形成过大的热压,如不能有效控制,则会产生强烈的紊流,甚至在底层进气口产生令人不安的啸叫。根据凡丘里现象:当流动的空气暂时遇到压缩时,例如空气进入一个漏斗型的通风井口时,受压缩的气流速度加快,气压降低。当建筑中设有导风墙时,导风墙可以在平面上被看作是一个漏斗,门窗则被视为进风口。

杨设计的马来西亚槟榔屿州Menara Umno 是第一个利用自然通风来创造舒适室内环境的高层建筑。由于气候湿热,为了获得舒适的内部环境,需要一个较高的空气交换率。因此,为了引入自然风,在开口处采用了“风墙”体系。将“风墙”安排在有通高推拉门的阳台部位,两道风墙形成了喇叭状的口袋,将风捕捉到阳台。阳台内的推拉门可以根据所需风量控制开口的大小,也可完全关闭,形成“空气锁”。这一构思来自建筑师对当地风向资料的分析,实践证明这种“风墙”与“空气锁”的设置效果很好。

在法兰克福商业银行的设计过程中,针对塔楼60 层高度中庭空间的自然通风状况,福斯特及其合作者进项了无数次计算机模拟和风洞试验。结果显示,如果整个中庭从上到下不加分隔,在很多情况下中庭内部将产生令人无法忍受的紊流。因此福斯特只得将每12 层作为一个单元,在每个单元内部利用热压来进行自然通风,各个单元之间通过透明玻璃相分隔。这样,整个中庭便成为一个个自然通风单元,而不再是一个通高的“大烟囱”。

为了减少过高的风压和热压对高层建筑自然通风的不利影响,1990 年英恩霍文在波恩电话大楼的设计中发展了双层玻璃幕墙,这一性的设想,在埃森RWE 办公大楼得以实

现。幕墙内外层玻璃间隔50 mm ,即形成可蓄热的空腔,提供了节能的可能性,又可以通过内层可开启的玻璃窗实现室内各层间的自然通风。由于外层的玻璃阻挡了高空的风力,人们第一次可以在高层建筑中打开窗户,让室外的新鲜空气流入室内。这一新异的构想使大楼基本上放弃了昂贵的机械空调,使自然通风率达到70 % ,节能30 % 。

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