基于自然通风在现代住宅建筑设计中的应用探析

张丹妮

(大连城建设计研究院有限公司，辽宁 大连 116007）

1 自然通风的原理

1.1 风压自然通风原理

在建筑工程自然通风设计中，穿堂风设计形式较为常见，穿堂风是由于垂直于建筑物的风吹进建筑物内所产生的，在此过程中，建筑物正面会受到较高的压力，而没有被风吹的一面所受压力比较小，在这种情况下，建筑物的前后形成一个压力的差值，从而产生较大的风。通过穿堂风作用，能够将室外的温度较低的风带进室内，降低室内的温度，提升建筑工程舒适度。

1.2 热压自然通风原理

建筑室内和室外空气温度存在差距，容易导致空气形成密度差，密度差造成压差使得热气向上冷气向下，促进空气流动，建筑设计过程中，加大进气口、排气口落差，可有效改善室内通风效果，集合建筑削面设计组织室内通风，实现自然通风。在热压作用下的室内自然通风被称为“烟囱效应”，由此可见建筑室内外温差越大、进出风口间的高差越大，形成的热压越大，因此对于存在高温的建筑，采用热压作用进行通风是非常有效的措施，既能降低能源消耗还能获得较大的换气量。

1.3 风压与热压综合作用

在有些建筑工程设计中，为了提升自然通风效果，会综合利用上述两种通风方式，这种通风形式主要是针对，有风压无热压；有热压无风压的地方。由此可见，如果没有风压，则可以利用热压进行通风；如果没有热压，则可以利用风压进行通风。现如今，在很多建筑工程设计过程中，都采用风压与热压综合作用的设计形式，这样达到的自然通风效果比较显著。

1.4 机械辅助进行的自然通风

大型建筑中通风路径较长，风力流动阻力较大，只依靠单纯的风压或热压不能实现自然通风，而且若建筑周边环境较差，直接进行自然通风会将室外污染物和噪声带入室内，不利于人体健康，这种情况下多采用机械辅助通风。

2 自然通风在现代住宅建筑设计中的应用

2.1 建筑群布局

现代住宅建筑多以住宅小区形式展现，其中混有高层与多层住宅建造形式，其布局及群体组合是否合理直接关系小区住宅建筑室外风环境质量，在进行设计过程中要充分结合实际，对建筑单体面宽、高度、间距等进行合理分析，以适当的布局和体量获得最佳自然通风效果；其次，对建筑周边环境进行分析，确定周边地势情况、地表障碍物情况，针对环境分析结果要充分利用，通过竖向设计、景观设计、单体设计、减弱不利因素，改善自然通风条件。

2.2 建筑平面通风设计

在建筑工程设计过程中应用自然通风设计形式，能够有效改善建筑工程内部小气候环境，从而提高建筑工程的居住舒适度，在建筑工程庭院设计过程中，应该广泛应用自然通风设计形式。现如今，庭院已经被广泛应用于建筑工程设计中，其不仅能够有效改善建筑工程采光效果，而且还能够提升建筑工程自然通风效果。中庭也是建筑工程的常见设计形式，阳光、水源、植物等自然要素都被引进中庭，成为人们喜爱的公共活动场所。

庭院拥有上下温差导致的“烟囱效应”，因此被人们应用于改进室内通风条件方面，其不仅能够调节建筑工程室内小气候，而且还能够减少建筑工程机械能耗，从而达到保护环境生态环境平衡的效果。

2.3 通过建筑剖面进行通风

随着建筑技术的不断发展，建筑设计出现底层架空。诸多建筑出现将底层架空。被架的空部分用来进行绿化，作园林景观，这样不仅使人们拥有了更多的公共活动场所，并且使气流直接从底层流入建筑中部，增强建筑的自然通风。在近年的高层建筑中普遍应用的一种手法就是建造空中花园，工程师在每隔几层就设计一部分对外开放的阳台，并对其进行绿化景观设计，就像空中的花园，将气流利用走廊流进建筑内部，改良室内通风。对顶层来说，因为屋顶多是使用混凝土构造，热惰性极大。混凝土由于白天吸收热量、夜晚散发热量，给房间带来严重的不符热舒适性。

2.4 室内空间布置

对住宅套型平面风路尽量让进出风口对位，减少气流迂回路程、阻力，并且厨卫作为热、湿源，要直接排走湿热空气，防止倒流，其通风路径应与室内其他空间分离，避免在进风口窗户侧墙上设计开口，同时套型平面风路设计应避免出现锐角的转折，尽可能多利用天井、过厅、楼梯间等空间为室内形成对流创造条件，组织自然通风。

2.5 窗户的设计

建筑物的自然通风受窗户与风向之间的位置关系影响最为直接，要注意窗户的方位，注意提升通风效果，水平方向上的窗户，要注意加大进、出口间距增加洞口间的风压差，在室内形成紊流，避免室内形成通风死角，窗的大小应该满足通风、日照、视野等需要，对于窗户选型及开启方式要根据室内通风需求选择合理方式。

2.6 建筑顶部的通风

建筑顶部一方面可以利用天窗、烟囱、风斗等构造提供气流进出口，同时还能形成独立的通风系统，设计相应的空气间层，利用热压作用使气流在空气间层中流动，提高或降低顶部内表面温度，从而对室内空气进行影响，同时住宅建筑顶部形状会影响室外风压，对自然通风效果造成影响，设计过程中可采用翼形屋顶形成高压区和低压区来保障通风效果。

总之，自然通风是一种极为被动的通风降温方式，其通过合理设计，可改善室内及住宅区内的热环境，从而实现了建筑节能、降耗及改善空气质量等目的。