关于建筑设计和风环境思考

李江龙 王金花 吴 琼

（北京华茂中天建筑规划设计有限公司，北京 100000）

在建筑设计方面，因忽视风环境影响，容易导致建筑室内通风不良、室外风速过大，从而给居住者和室外行人带来强烈不舒适感，同时威胁人员生命财产安全。因此，还应加强对建筑设计与风环境的关系思考，以便使建筑设计水平得到进一步提高。

1 建筑设计对风环境的要求

针对建筑风环境，在《绿色建筑评价标准》中包含较多规定，如建筑自然通风、场地内风环境有利于行走等。在建筑设计中，影响建筑风环境因素包含建筑外形、迎风方位、建筑间相对位置关系、周围地形地貌等多种。缺乏合理设计，将导致建筑产生“风道效应”或“风闸效应”等不良问题，造成风环境给人带来不舒适感。实际在建筑设计中，需要从建筑使用舒适性和外环境活动舒适性两方面对风环境的舒适性进行考量。结合实践经验来看，在冬夏季工况下，通常应保证建筑场地外风速不超过3m/s，确保行人在室外活动中能够感到风环境的舒适性。从建筑使用舒适性角度来讲，需要保证建筑物前后风压保持1.5Pa 左右，避免出现局部涡流或死角，可开启窗室内外表面压差应得到0.5Pa 以上，保证室内能够自然通风。针对寒冷地区，应使除迎风面以外其他建筑物前后压差不超过5Pa，以降低建筑供暖负荷[1]。因此在建筑设计方面，需要结合场地风环境进行场地布局，使人员活动区位于风速相对高的场所，以加强通风，并使垃圾房、停车场等位于风速高的下风区，同时场地无死角和造成污染物扩散的旋涡。针对建筑外立面，需要结合风压场实现合理设计，保证建筑通风能够达到舒适性要求，同时加强迎风面围护结构气密性，避免因空气渗透带来过多热损失。

2 维持良好风环境的建筑设计方法

结合上述要求进行建筑设计，想要使建筑维持良好风环境，还要掌握相应设计方法。具体来讲，就是需要科学进行建筑场地风环境评价，然后进行建筑剖面和形体科学设计，掌握防风设计要点，继而完成舒适风环境营造。

2.1 风环境评价方法

在建筑设计阶段，还应对场地风环境进行评价，以便掌握建筑所在位置风环境变化规律，完成建筑合理设计。现阶段，可以通过风洞试验对建筑实际风环境进行模拟，即在实验室完成一定缩尺比模型设计，然后对模型表面风压和周围风环境进行模拟分析。在计算机技术快速发展基础上，可以引入数值模拟方法，以流体动力学为基础进行建筑参数变化趋势的分析。结合建筑项目所在地气象站风观测资料，可以确定累年各月平均风速，然后对夏季和冬季两种工况条件下建筑剖面风环境进行模拟分析，掌握场地内外风环境变化规律。结合建筑设计方案，对建筑室内外风压差进行模拟，可以确定建筑通风情况和风环境舒适性，然后实现设计方案优化，设计合理开窗位置和开窗面积，完成建筑平面合理布局。比如针对室内卫生间、厨房等存在污染源的结构，还应在主导风下风向位置进行设计，保证室内风环境良好。

2.2 剖面设计方法

实际考虑风环境舒适性进行建筑设计，还要加强建筑剖面设计，实现建筑单层外围护表面科学设计。在确定开窗位置和面积后，可以结合室内空气运动方向进行挡板设计，以便使人行高度保持较小风速，使气流形成得到遮挡。具体设计时，可以采用单面平开方式，使气流从侧面进入，避免给人左立高度带来过大影响。在建筑剖面位置，还应加强竖向绿化设计，利用软质景观构成绿化系统，对建筑外风荷载进行控制，促使气流通过不同方向反射。在植物蒸发作用下，进入室内气流将得到过滤，使气流运动与建筑蒸发量保持正比，冬季能够使气流运动与建筑失热量保持正比，因此能够建设外部空气对室内环境温度的影响。此外在建筑之间，还应在空旷位置完成绿色植物种植，形成绿色挡墙、格栅或林带，作为空气对流屏障，使室外环境空气流动速度得到减小，为行人和车辆提供安全保护，保证建筑周围环境洁净。

2.3 形体设计方法

在建筑形体设计方面，需要做好立面通风口和风井设计。针对多层建筑，还应使立面通风口与地下风井共用排气筒，形成U 形风道。利用风管进行地下风井连通，能够为建筑提供风压和热压，使建筑室内通风效果得到保证。对于建筑周围道路来讲，上部风在建筑截面阻挡下，下行时会使道路形成底部峡谷风速。为改善建筑室外风环境，还应完成退台设计。在建筑设计中，外部不良风环境形成主要与建筑物布局、外形有关，形成的街道风、尾涡旋风会给人行与交通安全带来影响[2]。因此在建筑设计中，需要采用裙楼结构对下冲气流进行阻断，同时在主要出入口完成防护顶棚的设计，以免坠落幕墙或其他装饰物给行人带来安全威胁。在建筑物的曲面交接位置或拐角位置，如果设计有观光电梯也将产生负风压问题，还应设计钝化边角，避免凸出位置法线与盛行风垂直，以免形成高吸力。屋顶屋檐拐角等问题容易会产生该问题，还应在边缘位置增设矮护墙。

3 结语

综上所述，在建筑设计中还应认识到维持风环境舒适性的重要性。作为设计师，需要合理处理建筑设计与风环境的关系，在加强风环境变化规律模拟分析基础上实现建筑剖面、外形等各方面的科学设计，以便营造良好的室内外风环境，增强人体舒适性，为建筑使用安全提供保障。