各種自然通風設計的問題與改善

1. 自然通風的實驗與模擬預測

近年來，在節能減碳的趨勢下，自然通風的應用越漸普遍，又由於資訊科技的進步，

對於室內外氣流預測的相關技術逐漸提升，過去大都作為學術研究的運用，現在許多新的 建築設計或是建築改造，也會利用科學化的工具先去檢討建造或改造完後的通風性能，包 含利用縮尺模型的煙流測試，或利用計算流體力學（Computational Fluid Dynamics, CFD）

數值模擬的工具模擬建造或改造完後室內外的氣流流向、流速、壓力、溫度、污染物濃度 等數據，以檢討改善通風設計，進而解決許多自然通風運用的問題。

數值模擬可以分析建築物周遭氣流場分佈，作為建築物對周遭風環境影響評估的工 具，如圖2.23；同時也可用以檢討室內氣流流動狀況（圖 2.24）；或作為設計方案選擇的依 據，如圖2.25 利用數值模擬比較不同的通風塔設計對自然通風的影響，找出較佳的通風設 計方案。經過上述的預測工具檢討之後，較能確保室內的自然通風性能，以進行實質的建 造或改造。

圖2.23 建築周遭氣流流動預測 圖2.24 室內氣流預測 圖2.25 通風塔設計數值模擬

2. 自然通風的改造與自主管理

台灣地狹人稠，新建建物的比例更是逐年降低，許多老舊建築物隨著時間增長，性能 逐漸下降，加上過去的設計也往往較忽略室內耗能、健康及舒適方面的問題，進而易引發 一些病大樓症候群（Sick Building Syndrome, SBS）或是其他室內空氣及環境方面的問題。

下面介紹一些自然通風的改造案例，提供使用者參考。

如圖2.26 是一個中央走廊式的宿舍空間通風改造（江哲銘和蘇慧貞，2003），原本的茶 水間位在中央走廊的末端，兩側是長期處於高熱高濕的衛浴空間，茶水間僅靠天窗的小面 積開口，通風及採光皆不佳，造成整體室內環境的惡化。經過改造後，將整面牆改成透氣 及透光的形式，讓室內氣流暢通。

圖2.26 透氣牆體的改造

傾斜30度 傾斜15度

改善前 改善後

另外一些經常使用空調系統的辦公空間，常有使用者抱怨星期一上班時進入室內後會 聞到較刺鼻的味道或霉味，根據國內辦公空間的調查（蘇慧貞和江哲銘，2001），辦公空間 由於裝潢及隔間較密集，如果下班後門窗關上，空調關閉，室內空氣無法置換，室內的化 學及生物性污染濃度會快速累積。利用透氣門的設計(圖 2.27)，讓下班（空調關閉）後，室 內空間的氣流仍能保持流通，不致讓污染物大量置留於室內，即能緩和剛上班時室內空氣 品質不佳的問題。

圖2.27 透氣門的改造

圖2.28 為利用雙層皮層的概念設計進行的建築物改造(Oesterle et al., 2001)，改造後能 因應季節變換，適當地調控開口達到冬暖夏涼的自然通風效果。

圖2.28 Gladbacher Bank 立面改造及複層窗氣流流通模式 (Oesterle et al., 2001)

改善前

改善後

改善前 改善後

至於如何進行室內自然通風設計及自主管理該注意的相關事項列舉說明如下。

(1).設計者在考量室內空氣品質的問題，首先需能提供足夠稀釋污染物的新鮮空氣量，可以 利用自然通風來補進新鮮空氣。

(2).在節能的考量下可以於戶外種植植栽或搭配水體（水池、噴霧系統等）以降低外氣溫度。

(3).考慮紗網的運用，可以降低室內粉塵量。

(4).自然通風的運用除了選擇適當的時機（外在空氣品質條件良好時），並要掌握長年風的 流向，再進一步去考量開口部的設計。

(5).風向不利於自然通風時，開口部可搭配水平或垂直導風板等裝置增加自然通風效率。

(6).單側通風時可設計上下開口，兩者間的距離與換氣效果成正比；而當室內形成貫流通風 路徑時，迎風面之開口設計於低處，而背風面設計於高處，會有較佳的換氣效率。

(7).空間的規劃上，易產生污染物的空間，如：廚房、廁所盡可能避免在迎風面。

(8).減少室內不必要的隔間，隔間或隔屏盡量能保持通氣的可能，避免空間中有死域的產生。

(9).室內搭配風扇能增加空氣的循環，保持氣流的流動性及增加體感的舒適性。

(10).智慧與可呼吸壁體的概念設計可依外在環境變動自動調控建築軀殼或開口部，提供必 要的自然通風效果及新鮮的空氣引入。