Air and Spaces
“建筑物必须设计成将腐坏的呼气与新鲜的空气流分开的样子，就犹如新鲜的水流必须从被利用过的程度离开一样。我们的想法是建筑物本身的形状将确保令人满意的透风，传统的方法因而就显得冗繁了。圆顶塔和穹顶被变成了机器来吸引瘴气：专家们爬上屋顶呼吸他们所创造的无形的闻起来恐怖的螺旋状物。……腐坏空气的程度是度量建筑师效率的标准。”
—— Alain Corbin，1996年，《恶臭与芬芳：气味与法国社会想象》，p.98
“污浊的空气对人体系统的影响……空气……处于污浊状态，孕育着物理，道德和社会退化与衰败的隐患。”
—— Griscom John Hoskins，1850年，《空气的利用与滥用》，第二版，p. 74
空气，是我们每天呼吸的弹性液体，被我们吸入体内。对“空气”的兴趣已经发展成为了对大气环流、景象、我们所谓的“景象”以及对我们身体和生理活力的更广泛的迷恋。空气质量（Air Quality）这个观点的形成，或容许以追溯到18世纪的西方社会对付空气的新鲜程度及其供给的焦虑上。实在，我们每天打仗的室内空气包含了各种微粒物质——细菌，病毒，动物皮屑，尘螨，花粉，霉菌，一氧化碳以及易挥发的有机化合物。“病态建筑综合症” （Sick Building Syndrome）在1986年被天下卫生组织官方认证为一种疾病。病态建筑综合症是指不是由疾病或者很确定的病理引起的，职员在建筑内勾留后对康健或者舒适的不良反应。天下卫生组织报告称，高达30％的新建和改建建筑物可能会导致病态建筑综合症。
在过去五十到六十年间，大部分的建筑，不论是何种大胆创新的形状，实在都遵照了同一种呆板又统一的公式：或钢铁或混凝土的框架，大面积的玻璃幕墙，用做事空间串联不同楼层，轻质的内部装饰材料，加上一套代价不菲的暖通系统。实在，“人工景象”（artificial weather）的观点在1920s 就涌现了，学者们试图探索采取若何的建筑设计谋略能够应对不同的景象。在建筑内部或内部与外部之间传输新鲜空气的任务彷佛早已承包给了建筑师。如果说，设计者的目标是“用建筑资源来捕捉空气，使其循环，并驱逐它”，它能实现吗？如果能，那么更主要的是，在不同功能的建筑中该如何实现？这是本文试图探索的内容。
兰彻斯特图书馆
The Lanchester Library
考文垂大学的兰彻斯特图书馆有名于它的可持续设计理念，是一座全自然透风和被动式降温的公共建筑。如果说莱斯特的女王大楼（The Queens Building）是使空气“边缘入，中央出”的类型，那么相反地，兰彻斯特图书馆选择了“中央入，边缘出”的策略。50米的纵深，对付设计者来说，建筑的自然采光和透风问题其实成为了一大寻衅。最初的设计思路是在体块之中只置入一个大的中庭，但经由大略的菲涅尔平方打算（Fresnal Square calculation）之后创造，这种大的中庭设计远不能够实现均匀且良好的自然采光和透风环境，而均匀地置入多个小天井会使光芒更好地分布在建筑物内，尤其是阅读区域（剑桥大学建筑形态与地皮利用研究中央项目）。于是设计者终极选择了以网格式排布的形式（Mat-buildings）呈现，在每个象限置入一个小天井，从而使得平面图呈现有规则地多孔状，连接室内空间与空气入口，再使迂腐的空气从高处排出。
旁边滑动 查看兰彻斯特图书馆level 2 平面图顶层平面图 （C. Alan Short 2017, p.95）
新鲜空气由天井下方的1.5米高的预制混凝土支架处进入。支架是相互独立的，且与有缓冲浸染的开口相连接，因而由风向不同而造成的气压差将会在被吸入利用空间之前被平衡。每个天井下有预热盘管，在冬天会加热从外部吸入的空气。地板至天花板的高度约为4米，没有垂吊式天花板的阻碍，使得污浊的空气悬浮在超过人体高度的地方。混凝地皮板构造完备暴露在空气中可以供应必要的热储备，尤其有利于夏天天花板底的辐射温度降落带来的夜晚透风——被动式降温的主要组成部分之一。冬天时每层的暖气流上升至天花板底，流经天花板，又从建筑中央及边缘处流出。设计者运用了堞形梁（castellated beams）而不是普通、实心的肋形楼板梁（downstand beams），确保了空气在天花板底可以自由流利。中庭元素也可以帮助空气自第二层以上的空间排出。
运用于兰彻斯特图书馆的堞形梁
以下面两张图剖析兰彻斯特图书馆进气与排气策略：
兰彻斯特图书馆进气策略（C. Alan Short 2017, p.96）
1.吸入新鲜空气
2.新鲜空气供给泵
3.加热槽
4.加热电池
5.天井供应透风和采光
6.建筑能源管理掌握系统百叶窗
7.透风筒
8.可伸缩透明百叶窗
9.置入隔热层的屋顶
兰彻斯特图书馆排气策略（C. Alan Short 2017, p.97）
1.输入建筑能源管理系统的二氧化碳和温度感应器
2.带有温度掌握的边缘散热器
3.每层高处的排气风门
4.堞形梁
5.储热的混凝土天花板，被漆成白色以帮忙日光渗透
6.带有遮阳的天井供应透风和采光
7.带有风力防护的烟囱顶
8.建筑能源管理掌握系统窗口
约翰・霍普金斯医院
若从建筑措辞上阐发兰彻斯特图书馆，针对这种盒状建筑形态，Louis Sullivan 提出了一个有预见性的问题：我们该当如何授予这种呆板的堆砌，这种粗糙，这种朴实的设计以更高形式的敏感性和文化的优雅？我们该如何从这类当代建筑中鼓吹和平，俏丽，崇高生活的福音呢？Sullivan 虽然倡导形式追随功能，但他能够依然保持着古典主义和装饰主义的复苏，比如温莱特大厦（Wainwright Building）。他曾经提出“在大型公共建筑中所有窗户都该当相同，由于它们本身便是相同的”这样的建议，然而当代的许多建筑师选择抵制了 Sullivan 在商业舞台上的愤怒和他的讽刺意味，由于他们意识到这可能导致许多机会的流失落。例如在兰彻斯特图书馆的设计中，砖石堆砌的体量进行了有变革的排布，西南和东南方向上的立面在特色上有很大不同，窗户阵列也经由了调度。
约翰・霍普金斯医院
The Johns Hopkins Hospital
透风设计作为19世纪建筑领域的一个主要题材，多数是出于对公共康健问题的考虑，而非关于舒适的世俗问题。约翰・霍普金斯医院由 John Shaw Billings 及其团队设计。Billings 起先就表明了自己对付透风和设计的兴趣，他把稳到工程师们常日倾向于特定设备或系统来实现，而他则希望终极建筑本身就可以实现这一问题，他称之为“一种供暖和透风的实验室”。英国皇家建筑师协会（Royal Institute of British Architects）在1890年参不雅观过医院建筑后，回应道“该医院是一所很棒的实验室，可以用来教授卫生法规在暖气，透风，房屋排水和其他卫生方面的实际运用”。
总体来讲，约翰・霍普金斯医院的供暖和透风设备较为繁芜。空气通过被动办法以管道形式运送。病房被排布为独立的建筑（或称为“亭子Pavilions”）来担保空气对流。用来排出废气的病房烟囱被设计成沿屋顶排布，从侧面看位于由红砖和石材形成的立面之上。
约翰・霍普金斯医院隔离病房楼，1890年（Alistair Fair，2014年，p.360）
在 Billings 的终极方案中，他设计了三个类型的病房建筑。第一个是线型的“形似夜莺”的普通病房楼（The Common Ward building），第二个是由中央发散的八角形病房楼（The Octagon Ward building），第三个是有许多独立房间组成的隔离病房楼（The Isolation Ward building）。须要把稳的是，此处的“隔离”并不是指那些患上某种传染病的人，而是指人们认为这些病人是很“无礼的”，可能只是有着难闻的气味。中心锅炉为这些病房供应动力，管道连接着床之间的盘管，每个盘管都可以单独调度。
建成后的约翰・霍普金斯医院普通病房楼剖面图，由窗户之间的管道吸入的空气在低处被加热，再从楼板和屋顶附近被吸走（Alistair Fair，2014年，p.369）
普通病房楼是东西朝向，有一间日光室向南。Billings 1875 年曾设想在透风室之上置入两层病房，但实际建成后只在二楼排布了一层病房，而一楼用来置入取暖和透风设备了。外部的空气由置入外墙中的管道吸入，由掌握杆决定是将空气之间吸入病房，还是转到加热器中加热。别的管道将空气从窗户底下送入从而减弱气流。同时，空气从两个地方排出，一是天花板附近，一是由床下的栅格处从地板附近排出。个中，天花板附近的排气多用于景象酷热时。个中部分病房还有附加的风扇，能在景象酷热时带来风凉的微风。所有病房在设计时都预留了置入电扇的条件。
隔离病房楼利用了和普通病房楼相似的透风策略，只不过透风量更大一些。开放式的壁炉供应了暖气，并且置入洗漱台的双面壁橱也有一定的透风浸染。中心走廊的两端都是开放的。空气通过透风橱排出，烟囱旁的管道可以起到赞助浸染。
约翰・霍普金斯医院八角形病房楼剖面图（Alistair Fair，2014年，p.371）
在八角形病房楼中，空气从边缘进入，再通过中心管道的高下栅格被吸走。管道的设计比较繁芜，包含一个锅炉烟道和盘管，以及其他管道以便将烟灰从中心壁炉中吸走。
Billings 在医院开幕式上的讲话也呼应了他的设计：“医院是生命之流在个中一直地改变的活的有机体。”
利物浦大家剧院
Liverpool Everyman Theatre
由 Haworth Tompkins 及其团队设计的利物浦大家剧院 （Liverpool Everyman Theatre）可以算作是可持续性公共建筑设计的经典之作了。出色的低能耗设计，使其于2014年得到了英国皇家建筑师协会的斯特灵奖（RIBA Stirling Prize 2014）。
利物浦大家剧院 Liverpool Everyman Theatre
“我们的客户想要一个非常非常可持续性的、低能耗的剧院，以是自然透风看起来就成为了一个显然的办理方案。” Jonathan Purcell，Waterman 建筑做事公司的主管如是说道，他卖力为礼堂营造一个无窗户的人工环境来办理透风问题。
新鲜空气由位于建筑后部的安静的Arad街上的透风入口进入，而后通过声衰减器进入一个巨大的以混凝土包裹的气室，其位于戏院舞台后方的车间底下。在夏天时空气通过一个与地面打仗的巨型空洞得以被冷却，然后再进入礼堂。空气先经由舞台下方，然后通过第二个声衰减器，进入座椅下方的马蹄形的气室。终极，新鲜空气再由座椅下方的栅格处传出。由不雅观众和灯光产生的热量能加剧气压差，使得气流上升，被高2.5米的排风静压室捕获，再通过管道运输给四座烟囱，它们分别被设计团队命名为约翰（John）、保罗（Paul）、乔治（George）和林戈（Ringo）。
建筑顶部的四个烟囱将浑浊的空气排出
事实上，由于受到街道、地基和底层楼板高度的限定，空气进气口尺寸和位置早已经被固定了。规定哀求建筑物必须知足为450位不雅观众、40位员工和演员供应每人每秒10升的新鲜空气，最少供宇量在5立方米每秒。因此，设计团队只能通过改变烟囱的维度来供应高质量的空气并且及时排出废气，知足这一哀求。
此外，剧院另设有额外两组空调处理机（Air Handling Units/AHUs），作为在自然透风不能达到需求时的后备选项。设计团队会在冬天时利用空调处理机预加热吸入的空气。全自动化的掌握设备能够根据临界温度调度气流。
戏院礼堂透风策略
除礼堂以外，低能耗做事策略意味着能使公共活动室和主排练厅也实现自然透风。公共活动室的透风策略与礼堂相似——空气由街面入口进入，通过地面栅格，再由屋顶烟囱排出。主排练厅由屋顶上的集风口来实现进气和排气。空气由临Arad街的立面上方吸入，而辐射板为房间供应热量。大堂也通过正立面上的推拉窗口实现自然透风。在这些空间里产生的热气通过一个巨大的天井排出。唯一须要机器透风的部分是地下室小酒馆。
戏院主排练厅和大堂透风策略
住宅透风
Ventilation in Your Home
老住宅透风
对付比较老旧的住宅建筑来说，安装当代机器透风系统可能会在技能和经济上有一定难度。因此，在安装机器系统时，可以首先考虑掌握污染源，并且保持家中的过滤器和管道清洁。若在炎热潮湿的地区，进行局部排风（Local Exhaust）有可能会使房间内部气压减弱，从而导致外部湿润的空气进入墙体空隙，水汽冷凝。在有限的环境条件下，开窗进行自然透风大概是更好的选择。自然透风（Natural Ventilation）的基本事理是使外部新鲜空气来置换室内迂腐空气，其更多是作为一种降温策略。为了使自然透风更加有效，引入室内的气体应该尽可能地风凉且干燥。白天可以关闭窗户限定房间接管热量，晚上打开窗户使空气流利。如果自然透风不能达到空想的效果，那么可能须要在房间里加入机器透风系统。
新住宅透风
比较较老住宅，新建筑在技能上的限定要少些。机器透风在新住宅中一样平常通过三种办法实现，即仅进气（Supply-Only）、仅排气（Exhaust-Only）和进出平衡（Balanced）。仅进气透风系统吸入外部新鲜空气，在室内形成高气压，从而将迂腐的空气从室内“挤”出，在这一过程中也可以防止外部污染物进入室内。Arup设计的伦敦眼就运用了这一技能。在仅排气系统中，室内空气被吸出，从而使得室外气压高于室内，形成气流，例如厨房的排气扇。进出平衡系统是仅进气和仅排气系统的结合，也是目前大部分家庭所运用的透风办法。
被动式房屋Passivhaus
能将自然透风技能利用到极致的，当属被动式房屋了，例如由构造工程师Barry Honeysett设计建造的德文郡山谷房（Devon Valley House）。住宅建筑位于艾克塞河（River Exe）的山坡上，房屋稍向下倾斜，使得一部分被隐蔽在景不雅观之中。住宅依照被动式节能房的原则建造，具有极佳的隔热性能。采暖策略是在阳光充足的情形下在屋顶上利用太阳能集热器供应热水，并在较冷的月份利用燃木锅炉来加热水。空间取暖和所需的热量很少，这是由较低楼层的地板采暖供应的。带有热回收系统（MVHR）的机器透风装置整年供应新鲜空气，并确保险些没有热量散失落。
德文郡山谷房实体模型
房屋阔别主路，是范例的当代农业建筑。墙面大面积留白，加上两个相称于一扇谷仓门的大小的开口，使得建筑措辞简洁明了。浅波纹金属屋顶从建筑的北端伸出，形成了一个有遮盖的缓冲空间，延长了户外进餐和娱乐的时节。
德文郡山谷房内部（在建）
工业设计中的透风系统
Air Filtration in Industrial Design
在职员密集，空气流动性差的飞机上，如何把传染的风险降到最低，民航局也给出了一个阐明，这与工业设计中的透风系统设计密不可分。
1.0飞机的透风系统
与其他交通工具较为不同的是，飞机上采取的透风系统设计为“垂直通风系统”，简而言之，空气会从你的座位上方和机舱两侧的新风口处吹出，终极经由你的脚侧靠近地板的格栅被抽回。除此之外，在风口的空气过滤上， “高效微粒过滤”系统（HEPA）可以去除空气中99.97%以上的直径为0.003微米的微粒。
飞机透风系统示意图
HEPA 过滤系统示意图
研究显示，新冠肺炎病毒（2019-nCov）尺寸约为0.1微米，HEPA 系统具备拦截新冠病毒的能力。此外，HEPA 空气滤对病毒亦有抑制浸染，被扣留在空气滤的病毒，短韶光后便会损失活力。浩瀚人永劫光在密闭而狭小的空间，的确随意马虎导致疾病的传播。以是飞机的设计者考虑到传染病传播扩散的问题从而设计了这个别系。
HEPA 过滤网的运用不仅仅是在飞机的透风系统中，更广泛运用于各种工业建筑的空调透风系统，以及空气净化器中。Dyson Pure Cryptomic 系列任何一款都利用与以前的 Pure 型号相同的微粒过滤器，可以过滤 99.97％ 的污染物，最小可至0.3微米，可以捕获细菌，花粉和霉菌孢子之类的对呼吸道不利的成分，而经由重新设计的活性炭过滤器可接管异味，家庭烟气和二氧化氮和苯等气体。个中 HEPA 和碳过滤器大约须要每12个月改换一次，但甲醛催化剂过滤器可以延长净化器本身的利用寿命。用户能够通过戴森运用程序跟踪过滤器的运行状况，并查看有关当前空气质量的读数；在净化器本身的正面还设有一个显示屏，以显示必要的数据。
Dyson Pure Cryptomic
2.0汽车透风系统设计
● 座椅透风
座椅透风并没有座椅加热遍及，然而却是一个用户痛点，炎酷暑季，纵然车内温度适宜，也难以避免背后被汗浸透。透风，顾名思义，是要让风穿过座椅，以是透风系统一样平常必须搭配在配置较高的真皮座椅上，并且座椅须要采取打孔工艺，才能便于风量的流利。但是座椅内部基本都是发泡的材质，透风性相对有限，以是须要在座椅的内部增加透风设备。
Audi A5 Cabriolet 座椅透风系统示意图
然而这种设计具有很严格的标准，撤除对付人体工程学的考量更加繁芜之外；会不会影响搭客的乘坐舒适性；在调节座位的位置时，是否会影响透风设备的正常事情；透风系统的是否耐用以及透风系统的有效程度，这些都是工程师须要考量的。而衡量透风系统的好坏，则紧张取决于风扇的质量，以及产生的噪音是否对整车环境造成影响。这也是为什么座椅透风不能像座椅加热一样遍及的缘故原由。
人机交互X座椅透风
佛吉亚的智能座椅产品叫Active WellnessTM，作为第二代智能座椅，Active WellnessTM 2.0 在座椅的内部嵌入了非打仗式传感器，来监测驾驶员和/或搭客的心跳和呼吸节奏，然后通过一种分外的推拿模式及座椅透风系统供应新鲜气流，让疲倦的搭客精神抖擞或帮助处于紧张状态的驾驶员放松下来。
Active WellnessTM 2.0
创新透风系统设计
Dr.Schneider 公司的 Climate+ 系列所设计的创新透风系统，诠释了未来汽车内部功能需求整体趋势：除了传统的功能，加热、制冷，更以舒适的透风系统为紧张中央。展示了一个紧凑、智能和实用的汽车内部空间，除了透风和空气清洁功能，还可以通过散发喷鼻香味创造舒适氛围。
触屏掌握的卫星式出风口，只在利用者须要时才涌现。无叶片出风口也通过传感器来掌握，既可以点式，也可以宽幅式完美地领悟在仪表板中。各种不同的出风模式，比如：新鲜海风模式，可以个性化地调节出风的办法。隐蔽式出风口、缝隙出风口、柔性叶片、无噪音出风口、带有空气清洁功能的出风口和离子化空气芳香出风口。按照空气模式可以通过触屏、手势、摄像头或遥控对其进行掌握。
隐蔽式出风口
斜叶片式出风口
超薄出风口
触屏掌握的卫星式出风口
家装风水
Fengshui Decor Tips
设计实验室
Design Lab
