对住宅建筑设计中自然通风的思考

贾 杰

江苏筑森建筑设计股份有限公司

对住宅建筑设计中自然通风的思考

贾 杰

江苏筑森建筑设计股份有限公司

本文介绍了自然通风的好处，并对其原理进行了阐述，重点探讨了住宅建筑自然通风设计的要点，以供参考。

住宅建筑；自然通风；设计

1 前言

随着空调的普遍使用，对人类的身体健康产生了负面影响。减少空调危害的方法之一就是进行自然通风。建筑进行自然通风，可以大大降低空调能源的消耗，进而减少因空调而产生的生产CO2，对人类而言，自然通风可降低空调病以及各种疾病的发病率。因此，将现代建筑设计为自然通风格局进行自然通风显得尤为重要。

2 自然通风存在的好处

自然通风是如今建筑广泛采用的一项改善室内热环境、减少空调消耗的技术，其根本目的就是代替(或部分代替)空调制冷。这一过程有以下两点重要的现实意义:一是有效实行被动式制冷。当室外低于室内温湿度时，自然通风能够不消耗任何能源就将室内温湿度降低，使人体感到舒服。即便室外温湿度较高，也能够使用自然通风运送经过处理的新风，从而减小风机耗能，且无噪音。二是可以给予新鲜、干净的自然空气，有利于人类身心健康发展。室内空气质量的低劣，在极大程度上是因为缺少足够的新风。空调营造的恒温环境，也会导致抵抗力降低，进而引起空调病。但是自然通风能够将室内不干净的空气排出，还能促进人与大自然进行交往。

3 自然通风的原理

3.1 风压作用下进行的自然通风

完全自然通风，是根据室外风速给室内外温度造成温差，产生空气流动而形成的。大气的压差是导致风形成的原因。如果风在前进的过程中遇到障碍物，如树或房子，就会发生能量的转变。由于通过阻碍物而产生的压力差，导致空气从室外的窗缝及空隙进入室内，再从将室内的空气从另一面排出，这就形成了完全自然通风。建筑物四周的风压与其几何造型、建筑对于风来的方向、速度和建筑四周的自然地势有关。

3.2 热压作用下进行的自然通风

室内外空气产生的温差造成热压。根据热力学原理，室内温度会随着高度的增加而上升的特点。这就是我们所说的的“烟囱效应”，也是导致建筑物上下温差不同的问题主要原因。温差的存在导致建筑物内外密度差的出现，与墙面相垂直的方向产生压力梯度。如果室内比室外温度高，建筑物就会出现上面压力较大，下面压力较小的情况。当这些部位存在通风口时，空气经过较低的孔口进入，从上部排出。如果室内比室外温度低，气流反向流动。而在实际运用中，建筑师们多采取烟囱、天井中庭等方式，为自然通风的进行提供条件，促使建筑物能够更好的进行通风。

3.3 热压与风压共同作用下进行的自然通风

在实际的通风过程中，是热压与风压一同作用的结果，只是它们有强、有弱。风压受到室外风向、风速、天气、建筑物的几何形状、四周环境等影响，在和热压一同作用时，并不是单纯的线性叠加。所以，建筑师要对各种存在因素进行充分的分析考虑，使热压与风压作用互充，默契配合，促进建筑物的良好自然通风。

3.4 机械辅助进行的自然通风

大型建筑物由于面积较大，所以通风路途较长，流动空气阻力较大，单纯依赖热压和风压，难以实现完全自然通风。对于严重存在空气噪声污染的城市，直接进行自然通风则会将室外被污染的空气以及噪音一起带入室内，威胁人体健康。因此，要采取另外一种自然通风系统－机械辅助式。该通风系统拥有自己的空气循环甬道，并通过一定的机器增加室内通风。虽然机械辅助式通风比完全自然通风要多消耗一些能源，但运用这种装置使气流重组，甚至在可以局部迫使气流改向，促进自然通风取得更加好的效果。

4 住宅建筑的自然通风设计要点

建筑自然通风的影响因素包括：建筑的长度、进深、高度、迎风方位；建筑群的迎风方位、排列方式、间距；住宅区的选址及水面、绿地、道路的布局等。

4.1 建筑朝向

针对建筑朝向的问题，需要综合考虑当地日照与风的特点，其中包括夏冬季主导风的速度、风向和温度。鉴于不同地区风的特点不同且建筑迎风面的压力最大值出现在风向的垂直面上，则建筑主立面的朝向尽量选择夏季主导风向，侧立面则选择冬季主导风向。建筑南向的太阳辐射量最多，外加我国绝大多数地区的夏季主导风向在朝南方向或南偏东，则建筑朝向的最佳选择是南方，且这一选择具有下列优势：一是调节室内热环境、改善夏季自然通风条件；二是降低冬季室内采暖空调的负荷；三是避免西、东晒。

4.2 建筑群的间距

研究发现，当建筑南北向的日照间距缩小至一定范围后，后排建筑会被前排建筑遮挡，此时的风压小，因此通风效果差；当日照间距增大后，后排建筑具有更强的风压，因此自然通风效果也更好。据此，在设计住宅区时，应增大其中一些建筑的间距，并形成组团绿地，以改善下风侧建筑的自然通风效果及为住户提供环境优越的休闲场所。另外，倘若条件允许，建议增大山墙的间距，究其原因是：在行列布局的建筑群中，室外气流经过时会在山墙间形成空气射流，而在错列布局的建筑群中，利用这一股空气射流可改善下风向建筑的自然通风效果。其中，山墙的间距视建筑间距而定，通常要求在建筑间距较大时，增大山墙间距，以方便空气射流抵达后排建筑处。

4.3 空间布局

建筑的空间布局，应保持建筑单体的高低有序状态，以使气流从住宅区流过时不会形成下冲气流、漩涡等高速气流。对于建筑群的组合，倘若某一栋建筑比其他建筑高或突然增大楼间距基本一致的建筑群中某两栋建筑的间距，则过大的下冲气流会形成高速风，并造成大量的热损失，此时住户会感到明显的不适。另外，在建筑空间布局上，建筑间尽量不要出现风的遮挡，即：顺着夏季主导风向进行建筑群布局，其中底层和多层建筑布局在临近主导风向的地方或小区边缘，而（小）高层建筑则布局在远离主导风向的地方，如此既可使自然风流入住宅区中，又能减弱冬季风的作用。

5 结束语

总之，从人类进行建造筑动开始，便有了自然通风技术。在漫长的发展中，各种地区的人们发明了各种不同的适合本地区的通风方法，至今仍旧被广泛应用。现如今我们的社会是环保社会，是可持续发展的社会。有效利用完全自然通风，减小建筑能耗，保护我们生存的环境，是在满足了建筑的使用功能和美感需求之后，应该达到的更高目标。

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10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.12.053