經(jīng)歷過(guò)愈加嚴(yán)重的城市“空調(diào)依賴癥”，又迫于節(jié)能減排、關(guān)注健康的雙重壓力，通過(guò)自然通風(fēng)來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣品質(zhì)、降低建筑能耗的做法近年來(lái)重回思考的軌道。科學(xué)和工程界人士紛紛重新審視這項(xiàng)古老卻進(jìn)步的技術(shù)。
專家認(rèn)為，采用自然通風(fēng)來(lái)部分替代空調(diào)的方式高度可行，至少有兩方面意義：一是實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式制冷。自然通風(fēng)可在不消耗不可再生能源的情況下降低室內(nèi)溫度，改善室內(nèi)熱環(huán)境。二是向大自然免費(fèi)索取新鮮、清潔的自然空氣，帶走潮濕污濁，改善室內(nèi)衛(wèi)生環(huán)境，有利于人們身心健康。
自然通風(fēng)對(duì)于室內(nèi)環(huán)境改善的成效，很大程度上取決于室外氣候條件。在我國(guó)大部分地區(qū)的春秋季節(jié)，自然通風(fēng)完全可以在不消耗任何能量的前提下，取得良好效果。但是，夏季卻應(yīng)該區(qū)別對(duì)待。由于此時(shí)室外空氣溫濕度普遍高于室內(nèi)，單純進(jìn)行自然通風(fēng)，會(huì)造成熱風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)，降低人體舒適度并增加空調(diào)能耗。不過(guò)在夜間，建筑物可以利用室外冷空氣排除室內(nèi)熱量，不僅能節(jié)省夜間能耗、縮短空調(diào)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，還能同時(shí)降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱，最終達(dá)到建筑節(jié)能的目的。
在我國(guó)，利用自然通風(fēng)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境改善和建筑節(jié)能降耗的形勢(shì)不容樂(lè)觀。大中城市中存在部分建筑特別是公共建筑如高檔賓館、商場(chǎng)、寫字樓等，由于業(yè)主和設(shè)計(jì)單位過(guò)分追求建筑立面效果而大量使用玻璃幕墻，造成窗戶無(wú)法開啟或者開啟角度較小，難以滿足室內(nèi)自然通風(fēng)的基本要求。此外，一些公共建筑沒(méi)有安裝技術(shù)先進(jìn)的通風(fēng)設(shè)備和設(shè)施，也使得室內(nèi)空氣難以流通。這些現(xiàn)象都與當(dāng)今倡導(dǎo)綠色建筑的初衷背道而馳。在國(guó)外，自然通風(fēng)技術(shù)已經(jīng)被越來(lái)越多地運(yùn)用到建筑節(jié)能工作中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐洲地區(qū)利用自然通風(fēng)，每年可減少約三成的建筑能耗。
要想在我國(guó)取得成效，這個(gè)過(guò)程顯然不可一蹴而就。業(yè)內(nèi)人士建議，建筑在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)當(dāng)充分考慮自然通風(fēng)環(huán)節(jié)，尤其是新民居設(shè)計(jì)，不僅要關(guān)注自然通風(fēng)技術(shù)，更要把這一傳統(tǒng)技術(shù)與當(dāng)?shù)氐乩須夂蛱卣骱蜌夂蛞蛩氐冉Y(jié)合起來(lái)，提出多層次的、全面的和適宜的建筑技術(shù)，體現(xiàn)出“氣候決定建筑”的設(shè)計(jì)理念。具體可從六方面加以考慮：
第一，建筑體型與建筑群布局的設(shè)計(jì)。建筑群布局對(duì)自然通風(fēng)的影響效果很大，在考慮單體建筑得熱與防止太陽(yáng)過(guò)度輻射的同時(shí)，應(yīng)盡量使建筑的法線與夏季主導(dǎo)風(fēng)向一致；對(duì)于建筑群體，若風(fēng)沿著法線吹向建筑，會(huì)在背風(fēng)面形成很大的漩渦區(qū)，對(duì)后排建筑的通風(fēng)不利。在建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)要綜合考慮這兩方面利弊，根據(jù)風(fēng)向投射角（風(fēng)向與房屋外墻法線夾角）對(duì)室內(nèi)風(fēng)速的影響來(lái)決定合理的建筑間距，同時(shí)結(jié)合建筑群體布局的改變達(dá)到縮小間距的目的?？紤]到前幢建筑對(duì)后幢建筑的通風(fēng)影響，單體設(shè)計(jì)還應(yīng)結(jié)合總體情況，對(duì)建筑體型包括高度、進(jìn)深、面寬乃至形狀等參數(shù)實(shí)行控制。
第二，注重圍護(hù)結(jié)構(gòu)開口設(shè)計(jì)。建筑物開口的優(yōu)化配置以及開口尺寸、窗戶型式和開啟方式、窗墻面積比等設(shè)計(jì)要素，都直接影響建筑物內(nèi)部的空氣流動(dòng)以及通風(fēng)效果。根據(jù)測(cè)算，當(dāng)開口寬度為開間寬度1/3～2/3、開口大小為面積15%~25%時(shí)，通風(fēng)效果最佳。開口的相對(duì)位置對(duì)氣流路線起著決定性作用。進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口宜相對(duì)錯(cuò)開布置，這樣可以使氣流在室內(nèi)改變方向，讓室內(nèi)氣流更均勻，通風(fēng)效果更好。
第三，“穿堂風(fēng)”的組織有講究?！按┨蔑L(fēng)”是自然通風(fēng)中效果最好的方式。所謂“穿堂風(fēng)”，是指風(fēng)從建筑迎風(fēng)面的進(jìn)風(fēng)口吹入室內(nèi)并穿過(guò)房間，從背風(fēng)面的出風(fēng)口流出。進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口之間存在的風(fēng)壓差越大，房屋內(nèi)部空氣流動(dòng)阻力越小，通風(fēng)越流暢。因此，房屋在通風(fēng)方向的進(jìn)深不能太大，否則效果會(huì)大打折扣。
第四，在建筑設(shè)計(jì)中形成豎井空間，可加速氣流流動(dòng)實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。豎井空間主要形式有兩種：首先是純開放空間。目前，大量建筑設(shè)計(jì)有中庭，主要是平面過(guò)大的建筑出于采光的考慮，而設(shè)計(jì)則可利用建筑中庭的熱壓形成自然通風(fēng)。其次是“煙囪”空間（或風(fēng)塔），由垂直豎井和風(fēng)口組成，在房間的排風(fēng)口末端安裝太陽(yáng)能空氣加熱器，以對(duì)從風(fēng)塔頂部進(jìn)入的空氣產(chǎn)生抽吸作用。這種系統(tǒng)類似于風(fēng)管供風(fēng)系統(tǒng)。風(fēng)塔由垂直豎井和風(fēng)斗組成，在通風(fēng)不暢的地區(qū)，可利用高出屋面的風(fēng)斗，把上部氣流引入建筑內(nèi)部，加速室內(nèi)空氣流通。風(fēng)斗的開口應(yīng)該為主導(dǎo)風(fēng)向，在主導(dǎo)風(fēng)向不固定的地區(qū)，可以設(shè)計(jì)多個(gè)朝向的風(fēng)斗，或者設(shè)計(jì)成可隨風(fēng)向轉(zhuǎn)動(dòng)的樣式。
第五，重視屋頂?shù)淖匀煌L(fēng)。通風(fēng)隔熱屋面常有兩種方式：首先是在結(jié)構(gòu)層上部設(shè)置架空隔熱層。這種做法把通風(fēng)層設(shè)置在屋面結(jié)構(gòu)層上，利用中間的空氣間層帶走熱量，達(dá)到為屋面降溫的目的。架空板還能保護(hù)屋面防水層。其次是利用坡屋頂自身結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)層中間設(shè)置通風(fēng)隔熱層，也可得到較好的隔熱效果。
第六，選用雙層玻璃幕墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)。雙層（或三層）幕墻是當(dāng)今生態(tài)建筑中所普遍采用的先進(jìn)技術(shù)，被譽(yù)為“會(huì)呼吸的皮膚”，由內(nèi)外幕墻組成。雙層玻璃幕墻在保持外形輕盈的同時(shí)，能夠很好地解決高層建筑中過(guò)高的風(fēng)壓和熱壓帶來(lái)的風(fēng)速過(guò)大所產(chǎn)生紊流不易控制的問(wèn)題，夜間開窗通風(fēng)而無(wú)需擔(dān)心安全；加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能，降低室內(nèi)噪音。在節(jié)能方面，雙層通風(fēng)幕墻由于換氣層的作用，比單層幕墻在采暖時(shí)節(jié)約能源42%~52%，在制冷時(shí)節(jié)約能源38%~60%，是解決建筑節(jié)能問(wèn)題新的思路。
專家解讀：閉窗建筑不健康
現(xiàn)代人的生活依賴于空調(diào)，但專家表示，長(zhǎng)期使用空調(diào)容易滋生軍團(tuán)細(xì)菌，造成污染物超標(biāo)。而且，長(zhǎng)期使用空調(diào)的室內(nèi)空氣即使經(jīng)過(guò)消毒，仍然會(huì)對(duì)人體造成二次污染。人在空調(diào)房間內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)明顯感覺(jué)不舒服，甚至影響身體健康，患上所謂的“空調(diào)病”。 聯(lián)合國(guó)世界衛(wèi)生組織于1990年提出健康建筑的概念。健康建筑首先要求室內(nèi)通風(fēng)，進(jìn)入室內(nèi)的新風(fēng)量越大，室內(nèi)污染程度就越低。
有人認(rèn)為，室外汽車尾氣污染嚴(yán)重，空氣混濁，關(guān)閉門窗可以保證室內(nèi)空氣相對(duì)干凈，這種想法是極其錯(cuò)誤的。根據(jù)哈佛大學(xué)一項(xiàng)長(zhǎng)期研究，不管外界的空氣質(zhì)量如何糟糕，緊閉窗戶時(shí)，室內(nèi)污染物至少要比室外高一倍。研究數(shù)據(jù)表明，我國(guó)每年因室內(nèi)空氣污染造成的死亡人數(shù)達(dá)到11.1萬(wàn)人，經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)千億美元。健康專家由此建議，通風(fēng)是一種非常健康的生活方式，而自然通風(fēng)則是最好的選擇。只要在降低能耗方面做足工作，人們就能在自然通風(fēng)中享受健康生活。