浅谈住宅建筑设计中自然通风的应用

浅谈住宅建筑设计中自然通风的应用

冯诗豪

武汉市黄陂区规划勘测设计院  湖北武汉  430000

摘要：随着我国城镇建设的不断发展，人们的生活水平和质量得到明显提升，更多的人开始关注居住环境。在建筑设计中，通风是比较重要的一个环节，如何借助自然通风，来提升居住质量成为研究重点。文章针对自然通风在现代住宅建筑设计中的应用进行研究，从自然通风概述、自然通风的实现方式、自然通风的具体应用等方面进行分析。实践证实：在现代住宅建筑设计中采用自然通风技术，能够减少空调使用率，实现节能环保的目的。

关键词：现代住宅建筑；建筑设计；自然通风；运用

1自然通风的概述

1.1自然通风的内涵

在住宅建筑中，自然通风是指通过合理的内部空间、建筑布局，促使室内外空气流通，实现通风换气的目的。当建筑物洞口两侧出现压力差时，空气会在压力差的影响下经过该洞口，这是自然通风的主要原理。

1.2自然通风的优缺点

1.2.1优点

在住宅建筑设计中采用自然通风技术，主要是为了满足人们的居住需求，落实保护环境的理念。分析发现，自然通风有以下优点：

（1）通过室内外的空气交换，为室内注入新鲜空气，提升室内空气质量，改善居住环境。目前，空调是夏季、冬季的常用设备，其工作原理通常会使人们产生空气随时更新的错觉。实际上，空调的使用确实能促进空气流动，但更多的是室内原有空气的流动，所补充的新鲜空气微乎其微，主要功能是调节室内温度。

（2）人们的呼吸、生活离不开新鲜空气，而自然通风技术的使用，能将室内受污染的空气带到室外，并为室内补充新鲜空气。和机械设备通风相比，自然通风既不会产生噪音，又不需要消耗能源，符合我国的低碳环保要求。

（3）不同风速给人体的影响不同，调查显示，当室内风速处于每秒0.25~1.0m之间时，多数人会感到愉悦；而超过每秒1.5m后，则会出现不适感。自然通风能够减低人体对室内环境的感知度，适当放宽人体的热舒适范围，在一定的风速影响下，即便是湿度加大、温度升高，人体仍感觉舒适。

1.2.2缺点

（1）自然通风技术易受气候条件、天气因素影响，例如无风、高温的夏季，仅依靠自然通风很难满足调节室温的需求；（2）很多城市空气质量不稳定，受工业化水平、汽车尾气等因素影响，污染气体排放不达标，造成空气污染。这种情况下，自然通风必然无法为室内带来清新的空气，反而会污染室内原本的空气，威胁人体健康；（3）受建筑物高度、用途等方面影响，外窗只起到透光、装饰的效果，人们不得不用机械设备促进室内空气流通。

2自然通风实现的几种方式

2.1热压通风

热压通风，是指借助不同高度开口周围的空气温差形成热力差，来促进空气流通，即“烟囱效应”，其原理见下图1。如果室内外气温不一致，或各开口出现空气温差，空气密度也会出现差异，从而形成压力差（空气），带动空气流通。实践表明，热压由进出口高度差、室内外空气温差决定，进口处高度差越大，室内外空气温差越大，热压通风的效果越强。

图1烟囱效应原理图

2.2风压通风

风压通风，是指当外部气流进入建筑物时，由于受到建筑物遮挡而产生负压力，同时在建筑物的背风面、侧面产生涡流，出现付压力，在背风面、迎风面之间形成压力差；当建筑物各侧面有合适开口，或空气流通通道时，室外气流会在压力作用下进入内部，这是风压通风的工作原理。

风压差和建筑物布局、周边环境等因素有关，合理的建筑布局、良好的外部环境可以产生较好的风环境（外部），为内部通风创设条件。如果建筑物是长方形构造，当来流风垂直吹向建筑物时，会在迎风面出现正压，正面出现正压区，背面出现负压区，同样会为室内通风创设条件，此外，基于伯努利流体原理分析，流体流动速度加快，流体静压减少；流动速度减小，静压则增加。依据该原理，在建筑物预留气流通道，风经过通道时，空气静压减少，带动周围空气流动。预留风道要有一定长度，才能满足空气流动的需求，这类通风方式比较适用于大进深建筑。

3自然通风在现代住宅建筑设计中的具体应用

3.1把握自然通风环境

自然通风设计必须符合当地的气候特征，具体包括：（1）外部风环境。一般来讲，建筑物周围的风速在每秒3~4m以上时，风压差才能形成穿堂风。微风或无风的天气，表面压差小，室内外温差也小，即便开窗也无法自然通风；（2）气流通路畅通，使风力自由通过。建筑外门、外窗等要处于开启状态，如果某部位被遮挡或关闭，会妨碍通风条件的形成；（3）自然通风对卫生条件、风速等方面有要求，只有它们都符合自然通风的条件，才能实现自然通风，否则会增加设备负荷，降低人们的舒适度。

3.2注意住宅朝向

为选择最佳的住宅朝向，建筑设计中要结合当地地形，以夏季南风为导向，在满足日照的基础上，使夏季风向和南立面保持合适的风向角度。目前，很多和空气流动模拟相关的试验已取得结论和结果，一般来讲建筑物要朝向主要风向，在风向角为0°时，前栋房屋的深度、长度、形状、高度会影响后栋房屋的漩涡区范围，当风从正面流进建筑时，风影长度最大，前栋、后栋建筑为防止挡风，通常会扩大楼间距，但这种布置显然是不经济的。如果风向为斜吹，风向角为30°～60°时，风影长度大幅度减小。鉴于此，在布局建筑群时，可适当加大风向角，将后排建筑排除在风影范围之内。值得注意的是，风向角度的增大会降低室内风速。每个地区要结合自身的地理、气候因素，选择合理的朝向范围，以便在住宅建筑设计时有可供选择的幅度。

3.3做好户型平面设计

随着人们生活质量的提高，对住宅质量的标准也不断提高。但是，当前的住宅建筑平面设计仍存在很多问题，其中最突出的一个问题是通风，房间空气流动不良，厨房油烟排不出去；一梯多户的项目增多，住户受户型限制、建筑结构等方面影响，由于设计、户型朝向等原因影响室内的通风效果，内部未形成良好的通风路径，尤其是夏季无法满足通风需求。为实现通风效果，设计师必须要在设计室内空间时，结合夏季风向、空气流向提前预留进出口位置，合理选择门窗类型并科学布置，以免影响室内空气流通。对于固定户型，可适当增加通风窗数量，合理设计不同房间的窗户高度，以此来改善通风效果，其可以通过气流高差形成热压通风，进而加快室内的空气流动。

4结语

综上所述，自然通风在现代住宅建筑设计中的应用，可改善热环境，提高室内空气质量，节约建筑能耗。本文通过上述分析，得出以下结论：（1）自然通风易受各因素影响，如气候环境、地理、噪音等，需要综合考虑这些因素，结合当地情况进行设计，从而获得理想的通风效果；（2）户型设计中考虑房间的安排，最好拥有南北贯通的厅，从而形成穿堂风。如果无南北贯通的厅，要适当调整，以改善通风效果。

参考文献

[1]刘家临.现代住宅建筑设计中自然通风的应用分析[J].大众标准化，2022（6）：123-125.

[2]蔡蕾蕾.高层住宅中间户型自然通风优化设计[D].徐州：中国矿业大学，2021.