建筑设计中对自然通风的探讨刘文纳

建筑设计中对自然通风的探讨刘文纳

刘文纳

山东华东建设集团有限公司山东枣庄277599

摘要：自然通风历来是人们调节室内环境的重要乎段，也是当今建筑物实现节能、生态、环保等目标的重要手段生态建筑中的自然通风可以通过多种方法达到较好的效果，也可以将其综合使用，使其既能节约能源、满足了绿色生态的需求又能够给人提供稳定、高质的体验。在实际的自然通风设计当中，通风设计有更多的制约因素，我们要灵活运用通风技术，保证生态建筑的和谐性。本文进一步分析了建筑设计中的自然通风策略，以供同仁参考借鉴。

关键词：建筑设计；自然通风

一、自然通风的意义

目前，许多建筑中都开始使用自然通风技术，之所以大力推崇此项技术，就是为了用其带替空调体系，降低能耗。在此步骤中有两项内容是非常关键的。首先是实现有效被动式制冷，在外界的温度以及湿度等非常小的时候，它能够在不使用能源的状态下进行降温减湿活动，将室内的温度和水分降低，确保给人一种舒适感。它不仅能够降低对能源的使用，减少污染，而且是一种完全和谐的发展理念。其次是能够带来非常清新的新风，对于提升人的身心健康来讲意义非常的重大。目前空气质量下降的关键问题就是因为没有足够的新风进入其中。长时间的使用空调，引发了许多问题，使用自然的通风能够将屋内的不清新的气体去除，而且还能够实现人与自然地和谐发展。

二、自然通风设计原理

2.1运用风压实现建筑物的自然通风

适当的风压可以实现自然通风，建筑物必须在适当的条件下有合理的外部风环境，一般来说，穿堂风就是风压作用的结果。当自然风流向建筑物时，由于建筑物会受到一定的阻力作用，所以会在迎风侧产生相应的正压力，有一部分空气绕过迎风墙的侧面，产生负压力，导致建筑的迎风侧和背风侧出现较大的压力差，这就是风压，风压可以带动空气流通。通过合理引导穿堂风，能够促进空气流通，通过对建筑的形式、迎风墙的结构和角度来实现合理的调节，由于压力差与建筑的形式、建筑间的角度有直接的关系，当风向墙面正吹时，证明压力最大，则屋角的负压力也最大，此时风压最高，空气流通极快。

2.2运用热压实现建筑物自然通风

运用热压实现自然通风是根据两种效应原理：一是烟囱效应；二是漏斗效应。首先是烟囱效应，即建筑物内设置烟囱，是使室内的雾状气体（烟）向室外排出，使室内空气的质量得到提高。通过热压实现自然通风就是按照这一原理，这主要是室内空气的不同密度，空气热涨冷缩，热空气会往上升而冷空气则下降，形成空气流动，达到自然通风。热压主要作用于烟囱出风口与进风口的高度差，烟囱的进出口高度差与室内外的温度差不断增大，热压的自然通风效果就会更加显著。另一种是漏斗效应，这主要是依据热力学的第二定律的原理，利用漏斗效应促进热空气上升，冷空气下降，使热量的扩散的效果最大化。

2.3机械辅助下的自然通风设计

如果热压通风和风压通风的效果均不明显，也可以采用机械辅助式的通风办法，促进空气的流通。主要是通过对机械动力的合理利用，实现建筑内部与外部的空气流动，这种设计方法会造成一定量的能源消耗，但是通风效果极好，稳定性强。机械辅助设备包括以下几类：对流通风器、置换通风系统等。对流通风器应用的时间较早，在应用时，将建筑系统中配置吸气风管，促进空气的流通，同时，建筑的供热通过气流来完成，可以实现对建筑的供暖，这种通风方式并没有将燃烧设备放置在吸气管中，而是设置了建筑供热用的蒸汽盘管，实现了管道的通风与供暖工作的同时开展。随着技术的不断更新，小型蒸汽引擎逐渐应用于建筑通风中，实现了将对流通风系统的顺利取代。现阶段，通常利用置换通风系统来进行自然通风的合理调节，这种调节方式为空调送风的方式，通风的速度较低，新风在室内热源作用下，温度提高，同时，被新风所吸收，表面的温度显著下降，在房间的上方，风逐渐流出，将污染物以及高温带出。这种通风方式具有较高的效率，效果极佳，合理的改善了建筑内部的空气质量，实现能耗的有效降低，也是一种极好的节能技术。

三、自然通风在现代建筑设计中的具体应用分析

3.1建筑外墙的开口

建筑外围结构的开口可直接影响和控制自然通风的效果，其开口的位置，尺寸及朝向可通过具体分析进行优化。根据相关实验表明，当出风口面积大于进风口面积10%左右时，室内风速可达到最佳的状态。不同方位的开口位置决定着室内空气流动的路线，进风口与出风口之间的高差，可改变气流在室内流动的方向，在风力较弱时也可促进室内通风。另一方面，开口的形式也是影响通风的一个重要因素。目前大量的公共建筑如办公楼，酒店等，均采用玻璃幕墙系统作为外部围护结构，出于安全及防雨的考虑，玻璃幕墙的开窗往往采用只能开启一定角度的下悬窗。但这种开窗方式极大的影响了自然通风效果，使外部风力难以进入室内，从而进一步的增加了建筑对机械通风的依赖。相比之下，平开窗一般可较好的引入风力，而通风百叶在引入风力的同时，还可对风力引入的角度进行控制，以获取更好的效果。

3.2合理规划住宅朝向

要确定建筑物的朝向，不但要了解当地日照量较多的方向，还要了解当地风的相关特性，包括冬季和夏季主导风的方向、速度以及风的温度。每一个地区有自己风的特点，由于建筑物迎风面最大的压力是在与风向垂直的面上，因此，在选择建筑物朝向时，应尽量使建筑主立面朝向夏季主导风向，而侧立面对着冬季主导风向；南向是太阳辐射量最多的方向，加之我国大部分地区夏季主导风向都是南或南偏东，故无论从改善夏季自然通风、调节房间热环境，还是从减少冬季、夏季的房间采暖空调负荷的角度来讲，南向都是建筑物朝向最好的选择。而且选择南向这样的朝向也有利于避免东、西晒，两者都可以兼顾。

3.3合理规划建筑间距

在住宅组团设计中，加大部分住宅楼的间距，形成组团绿地，对改善绿地下风侧住宅的自然通风，有较好的效果，同时还能为人们提供良好的休息和交流的场所。同时在条件许可的时候，尽量加大山墙的间距。因为室外气流吹过呈行列式布局的建筑群时，在建筑物的山墙之间将形成一条空气射流。当采用错列式布置方式，可以利用住宅山墙间的空气射流，改善下风方向住宅和自然通风，效果显著。山墙间距的大小，取决于住宅间距。住宅间距越大，山墙的间距也应越大，以便使足够的空气射流能吹到后排住宅上。过小的住宅楼山墙间距，对消防、绿化和道路交通有不利的影响。

3.4建筑内部空间的布置

消费者在选购住宅时，多倾向于选择南北通透的板式建筑，其优势正是因为板式建筑进深较小，利于采光和通风。而且如果与之对应的平面布局规整、通透，建筑内部空气流动的阻力就越小，通风也就越流畅，易形成所谓的“穿堂风”。反之，虽然同为板式建筑，内廊式的公寓或酒店，因其平面的隔断，通风效果就明显不如住宅。而对于进深较大，利用风压通风有困难的建筑，可通过设置采光中庭等开放式竖向空间，利用热压通风的原理，促进室内空气循环。此外，还可通过拔风井和无动力排气风帽，借助外部风力对风帽作用时产生的吸力，从室内抽取空气向外排风。

结束语：

建筑物良好的自然通风设计，不仅仅能促进现代化建筑水平的提高，对我国建筑事业的科学发展具有重要的促进作用，对人们身体健康也具有一定的好处，有利于现代城市人们的生活质量的提高。因此，必须要深入对建筑物自然通风设计的思考，剖析建筑物自然通风的原理，使传统风能相关原理及技术与建筑物的设计相结合，达到建筑物自然通风的最佳化。

参考文献：

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[2]蒋四龙.住宅建筑设计中存在的问题与措施[J].中华民居（下旬刊），2014（10）：33~55.

[3]郑志文.自然通风设计在建筑中应用[J].华中建筑，2017（08）：156.