建筑设计中对自然通风的探讨程乐乐

建筑设计中对自然通风的探讨程乐乐

程乐乐

天元建设集团有限公司山东青岛266000

摘要：通过建筑设计实现的自然通风，不但能使建筑获得良好的室内环境条件，而且具有节约能源、造价低廉的特点。介绍在建筑设计中实现自然通风的几种技术；探讨建筑布局、建筑平面、建筑剖面与建筑构件在实现建筑自然通风中的作用与方法。

关键词：建筑设计；自然通风；生态建筑

引言

自然通风自古至今就是一项成熟、廉价的技术。现代空调技术的发展，让人们忽视了自然通风技术的应用，却用空调技术来控制室内环境，实现了室内舒适环境目的。这样会产生能源消耗严重、空气质量恶化等后续问题，传统的自然通风技术又重新被人们所重视。

1自然通风的原理

1.1风压作用下进行的自然通风

风压作用是通过室外大气运动引起的风压推动空气的流动达到通风换气作用的一种通风方式，当风吹向建筑时，会因为受到障碍物的阻挡，迎风面的建筑受到空气的推动形成正压区，推动空气从房间开窗的位置进入房间，房间的背风面吸引着房间内原有的空气先流出，促使房间室内外空气交换，从而形成自然通风。这种通风方式不仅能做到提供新鲜空气，还能顺利降温，释放房间内蓄存的热量，经济且节约能源。

1.2热压作用下的自然通风

热压是由于室内外空气温度不同而形成的重力压差，它的大小跟室内外温度差和建筑高度有关。当室内空气温度高于室外空气温度时，室内热空气因其密度小而上升，造成建筑内上部空气压力比建筑外大，空气从建筑物上部的孔洞（如天窗等）处逸出；同时在建筑下部压力变小，室外较冷而密度较大的空气不断地从建筑物下部的门、窗补充进来，这样室内外就形成了连续不断的换气。

1.3风压与热压相结合

利用风压和热压进行自然通风是建筑设计中常用的手段，如果将二者结合起来，将会更好地实现建筑自然通风的功能。利用风压和热压相结合的通风设计，可以将二者的效果叠加，从而更好地提升建筑通风效果。对于特定的建筑物，若要进行风压与热压相结合的通风设计，需要建筑设计师对建筑进行科学合理设计，从而实现高效的自然通风，改善空气品质。

1.4机械辅助进行的自然通风

我们采用适应城市的另一种通风方式——机械辅助式，这种通风方式是通过在房屋内安装相应机械辅助设备，通过管道的方式将室内污浊的空气送出室外，将新鲜的空气送入室内。机械辅助式虽会耗费能源，却提供了一种解决室内通风换气问题的良好方式。在实际应用中，结合风压与热压的通风方式共同调节室内空气，达到换气和调节温度的作用。

2采用自然通风的的经济效益和环境效益

一是实现有效被动式制冷，当室外空气温湿度较低时自然通风可以在不消耗不可再生能源的情况下降低室内温度，带走潮湿气体，达到人体热舒适，即使室外空气温湿度超过舒适区，需要消耗能源进行降温降湿处理，也可以利用自然通风输送处理后的新风，而省去风机能耗，且无噪声。这有利于减少能耗、降低污染，符合可持续发展的思想。

二是可以提供新鲜、清洁的自然空气（新风），有利于人的生理和心理健康。室内空气品质的低劣在很大程度上是由于缺少充足的新风。空调所造成的恒温环境也使得人体抵抗力下降，引发各种“空调病”。而自然通风可以排除室内污浊的空气，同时还有利于满足人和大自然交往的心理需求。

3建筑设计中自然通风的实现

3.1建筑体型与建筑群的布局

建筑群的布局对自然通风的影响效果很大。考虑单体建筑得热与防止太阳过度辐射的同时，应该尽量使建筑的法线与夏季主导风向一致；然而对于建筑群体，若风沿着法线吹向建筑，会在背风面形成很大的漩涡区，对后排建筑的通风不利。所以在建筑设计中要综合考虑这两方面的利弊，根据风向投射角（风向与房屋外墙面法线的夹角）对室内风速的影响来决定合理的建筑间距，同时也可以结合建筑群体布局的改变以达到缩小间距的目的。由于前幢建筑对后幢建筑通风的影响，因此在单体设计中还应该结合总体的情况对建筑的体型，包括高度、进深、面宽乃至形状等实行一定的控制。

3.2合理规划建筑间距

建筑物之间的距离规划是否合理，决定着自然风的流通是否顺畅，因此在建筑设计时，规划好建筑物之间的距离显得至关重要。但是现在随着可利用建筑面积的减少，很多建筑商为了获取单位面积内更大的经济效益，盲目地压缩建筑间距，以提高建筑密度，这样极大地影响了自然风的顺利进入以及日照效果，使人们的居住质量和热舒适性大大降低。因此，在实际的建筑规划过程中，要根据具体的日照时间和自然风向确定建筑间距，实现经济效益和居住舒适性的统一。

3.3建筑朝向

在建筑设计时，其位置和朝向也是自然通风的重要影响因素，因此需要根据建筑所在地的日照特点及主导风向进行建筑朝向的设计。根据风的特点，风力最大作用面为与风向垂直的平面，因此建筑的主立面应尽可能朝向夏季主导风向，侧面朝向冬季主导风向。此外由于我国绝大多数地区的夏季主导风向为南向或南偏东，因此对于我国，建筑的最佳朝向是南方。采用这一朝向既可以调节室内的温度和空气环境，又可以避免西、东晒。

3.4户型平面设计

要取得良好的通风效果，使气流按照预设的路线流动，这就要求户型布局结构合理，房间既要有合适的进风口又要有合适的出风口。一般说来，一个房间进风口的位置（竖向和横向）、进风口的形式（窗户开启方式：平开式、中旋式、百页式等），决定着室内气流的状态。此外，室内纵墙应设置一定量的通风窗，保证室内气流通畅。房间中若能高低窗搭配设置，增加进出风口的高度差，则可利用热压差原理改善通风效果，也就是常见的烟囱效应。

3.5通过建筑高度以及门窗部位进行通风

较高的楼层有利于室内热压的形成，增强自然通风，适当增高建筑高度，可加速热空气流动，使新风更多的涌入室内，有效减小室内温湿度。在炎热地区，可以通过安装特殊门窗如木板帘，更有效的进行通风降温。捕风窗是人类的一项伟大发明，它促使风通过风道进入室内，既保障了普通窗户通风又满足了室内空气的流动。

4建筑设计室内通风构造措施

4.1建筑开口的设置

房间要取得自然通风，至少需要两个方向的开口，且开口以不相邻为宜。进、出风口正对设计，气流直通且室内风速大，但风影响的面比较窄。出风口偏于一侧或设在侧墙上，可以产生气流导向现象，风影响的面比较大些。室内流场的范围及室内风速与开口面积大小也密切相关，开口大则流场大，开口小则流场小，但通风效果并不简单取决于开口面积大小，而是取决于进风口与出风口的比值。该比值越小，通风效果越好。开口大小不等时，最大风速出现在小开口附近，而不论它是进风口还是出风口。因此，可通过加大出风口面积取得更好的通风效果。当两个开口的大小相等时，室内的气流量最大。

4.2建筑构件的导风措施

垂直导风墙板。当房在同一采光面开出两个有定间距的窗户时，可以在窗户相邻的两侧各设置一块挑出的垂直导风板，取得"人工"风压力差，产生较好的通风效果。也可以将垂直遮阳板与导风板结合起来进行设计，或将建筑（房间）一端设一个延伸出来的迎风墙，形成正压区，促进内部通风。窗扇。许多时候，风未必是正对着窗户，而是从侧面吹来，大量的风在住宅外墙上"滑行"如果窗户是平开窗，风从右边墙而吹进来时，就应该把右窗扇关起，打开左窗扇来导入室内；风从左边墙而吹来时，方法则相反。另外，不同开启方式窗户可以将进入室内的气流方向加以引导而改变气流在室内的路线和影响范围，加强房间的通风效果。

结束语

综上，自然通风在建筑中不仅仅改善了室内的空气问题，同时还调节了室外的环境问题。这种自然通风受到很多人的关注，相信随着技术的发展，自然通风技术一定会在建筑设计中取得理想的成绩。

参考文献

[1]黄保全.建筑设计中的自然通风研究[J].工程建设与设计.2018(03).

[2]孙波,季翔,顾贤光.室内自然通风模拟在住宅空间布局中的应用[J].华中建筑.2018(05).