由山西窑洞引发的关于建筑通风设计的思考

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1、由山西窑洞引发的关于建筑通风设计的思考徐菱励北京林业大学北京海淀100083摘要：以山西传统窑洞为研究对象，通过文献数据分析和实地调研两种方式，提出了山西传统窑洞建筑的通风设计策略。旨在将自然通风的绿色牛态方式由传统窑洞普及到现代建筑中去。关键词：山西窑洞；热压通风；通风；建筑设计1.现象发现在我的印象中窑洞建筑是借助自然条件达到冬暖夏凉的室内环境的建筑形式，在采光和通风方面有它的局限性。但是事实却不是这样，虽然目前建筑技术、材料和形式都日趋多样化，但很多居民仍选择居住在窑洞中，这就表明窑洞建筑也在不断改进。在保持其原有经济性、区域性、简易性、舒适性、牛态性的前提下，窑洞建筑在釆光和通

2、风上也有了一些新的技术。我们在窑洞里待了一段时间，发现并没有发牛通风方面的问题，并没有觉得很不舒适。我们推测是现代窑洞在通风上采取了一定的措施加强了室内空气的流通。查阅相关资料了解到一些关于新型窑洞加强通风的措施，推测可能是用了热压来加强室内通风。使部分空气在阳光的加热下膨胀，产生一定的压强，对空气有外力的作用，促使空气流通，得到通风。2.理论现代窑洞建筑采取了热压来加强室内通风。使部分空气在阳光的加热下膨胀，产牛一定的压强，对空气有外力的作用，促使空气流通，得到通风。3.原理阐述3.1国内窑洞发展现状目前国内的窑洞建筑按形式可划为传统窑洞和新型窑洞两类。传统窑洞建造工艺简单，主要借助

3、自然条件达到冬暖夏凉的室内环境。其主要形式有靠崖式、下沉式和独立式。最常见的是靠山式窑洞，约占总数的70%以上。3.2传统窑洞的优点①良好的节能性:窑洞顶部一般有至少1.5m厚的覆土，夏季的热气和冬季的冷气都不易渗透，因此制冷和采暖的耗能与费用会相对较低。②就地取材，造价低廉，施工简便：靠崖式窑洞窑是运用“减法”建造，肓接在崖壁上挖掘而成，既节省了材料费用，又降低了工程造价。②节省耕地：陕北地区耕地十分有限，近年来随着西部大开发的推进，耕地被侵占的现象日益严重，而靠崖式窑洞是在崖壁上创造居住空间，不会占用耕地。③窑洞四壁由生土包围，具有很好的防火、防漏和防噪效果，而且经久耐用。3.3传

4、统窑洞的缺点①通风不佳：靠崖式窑洞只能在一侧设置门窗，其他三面及屋顶均是封闭的，因此只能在门窗处形成小范围的空气循环，通风状况极其不好。夏季时室内空气不能及时更新，极易滋生细菌；而冬季吋由于灶台的使用,室内部分空气从烟囱排岀，造成室外冷空气从门窗缝隙出渗入，降低室内热舒适度。②采光有限：只能单侧采光，采光量有限，只有在阳光充足吋才能获得部分阳光，造成室内后部长吋间无阳光照射。③阴雨天气易受潮：窑洞是以生土为建筑材料，易受水份影响，尤其遇上连续阴雨，生土的含水量增加，无法及吋蒸发就会渗入室内；而且由于通风不佳,空气无法快速循环更新，造成室内空气湿度过大，令人不适。3.4新型窑洞的通风措施

5、①利用太阳能烟囱加强室内自然通风结合当地的生活方式，夏季时在传统窑洞原有的烟囱上端附加玻璃罩，组合成太阳能烟囱,利用阳光加热烟囱上端空气，增人烟囱内空气温差，利用热压通风来加强空气流动；研究测试表明：当烟囱的长宽比约为12:1,出风口向下倾斜4°吋，通风效果最佳。冬季时将玻璃罩取下，烟囱正常使用，操作简单、使用方便。②利用附加阳光间加强室内自然通风在传统窑洞原有山墙外侧增置阳光间,夏季时通过植物及可调百叶，阻挡直射阳光。冬季则利用阳光间对入室新风进行预热，同时还可以为居民提供一个休憩娱乐和暂存物品的空间，造价较低，实用性强。③利用水井和地面土层调节入室空气温度。结合当地的自然条

6、件，在地下增设室内与水井的连通管道，利用水井和地面土层对入室新风进行预热和冷却，减小新风与室内空气的温差，提高室内舒适度。3.5运行原理①夏季运行原理夏季，太阳能烟囱底部的吸热板吸收太阳能，使烟囱内空气温度升高，热空气上升形成负压区，室内上空热空气通过烟囱上端岀风口（D）进入烟囱，同吋新鲜空气通过水井与地面土层冷却后由室内地面新风入口（F）进入室内，如此促进室内空气循环，同吋起到降温作用。在日照较为强烈时，调节阳光间百叶角度，结合庭院中的落叶乔木，阻挡直射光线。与此同吋，阳光间顶部出风口（A）开启，利用热压原理带动阳光间内空气的流通（图1）②冬季运行原理冬季，传统窑洞主要依靠取暖灶台来

7、提高室内热舒适度。此时将太阳能烟囱取下，由于阳光间庭院乔木树叶脱落，调节阳光间天窗百叶角度，保证充足的阳光射入，对其内部空气进行加热；同吋将其外侧风口关闭，窑洞山墙面风口打开（C）。煤炭燃烧I］寸产生热量，使烟囱内空气温度升高，热空气上升形成负压区，室内底部冷空气通过灶台底部进风口（G）进入烟囱，新鲜空气通过水井和地面土层第一次预热后由阳光间内地面新风入口（E）进入其内，经阳光间第二次预热后通过山墙上部进风口（C）进入室内，如此促进室内空气循环