现代建筑设计中自然通风的应用

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1自然通风的作用

自然通风利用的是自然界的动力，它既能有效改善室内空气质量，也能有效降低建筑空调能耗，是一种低能耗的通风方式，在建筑设计中应用自然通风技术具有十分重要的作用。一方面自然通风可有效实现被动式制冷效果。在外界温度、湿度等非常低的时候，在无须消耗不可再生资源的前提下，通过自然通风可过滤室内潮湿污浊的空气，降低室内的热空气，达到令人舒适的室内温度和湿度状态。另一方面自然通风可为人们提供自然清新的空气，有利于保障人们的心理和生理健康。没有足够的新鲜自然空气进入室内是导致目前空气质量下降的关键原因，长时间使用空调，导致人体长期处于相对封闭的空间，引发了许多问题，而通过应用自然通风技术，在对室内环境进行通风清新空气时，还可以促进人与自然的和谐发展。所以应用自然通风技术不仅能够降低使用能源，减少污染，而且还是一种完全和谐的发展理念，值得在现代建筑设计中大力推广和应用。

2应用自然通风技术的考虑因素

对于主要采用自然通风系统进行建筑降温的技术，其降温效果由很多方面的因素决定，在应用自然通风技术时需要对以下三大关键因素进行充分考虑。

2.1室内得热量

建筑的室内得热量越大，通过自然通风技术实现室内降温达到人体舒适要求的难度就越大。在室外空气温度低于室内温度的前提条件下，通过应用自然通风技术将室外风引入室内，对室内空气进行通风换气，才能有效降低室内温度，这个过程就需要我们考虑室内的得热量，尽量降低得热量，才能有效降低室内空气温度。

2.2室内空气湿度

由于自然通风技术对调控室内空气湿度的成效不明显，因此，在实际使用中，自然通风技术的应用就有一个地域性的限制，不同地区其空气湿度也不同，需要充分考虑。例如，在非常潮湿的地区，一般不能使用自然通风技术，而对于例如英国这些室外环境空气温湿度都较为温和舒适的国家和地区，应用自然通风技术能够有效降低室内空气湿度，该技术已得到大力推广和广泛应用，并经过逐步发展和创新，已成为一种相当成熟的技术。

2.3环境噪音及空气污染

对于主要采用自然通风技术的建筑，其要符合环境噪声和空气污染方面的标准要求，建筑外的环境噪音不能超过70dB，自然进风口不能有明显的空气污染问题，并且室外空气质量要符合卫生要求。但是，在一些大中型城市的城市环境中，其治理的难点就是逐渐严重的雾霾、粉尘等空气污染，以及日渐升高的环境噪音水平，同时这也成为自然通风技术在城市建筑应用中的主要障碍，因此需要结合实际情况，进行充分的分析与考虑。

3自然通风技术的方法及应用

从自然通风的工作原理来说，风压和热压是实现自然通风的最基本动力，从这个角度来说，可以把自然通风分为三种方法：风压自然通风法、热压自然通风法、风压与热压自然通风法；而从通风方式这个角度来说，又可以把自然通风方法分为两种：机械辅助式通风法、纯自然通风法。

3.1风压自然通风法及其应用

当空气流经建筑时，在建筑物的阻挡作用下，建筑周围及室内外空气流会发生压力分布的变化，在建筑的迎风面由于空气流受阻，动力降低，产生正压力。同时，在建筑的背风面以及侧面等位置，由于空气流通比较顺畅，动力依然强劲，产生负压力。风压自然通风法是通过对建筑物在迎风面以及背风面形成的压力之间的落差来促进空气自然流通的一种方式。正反压力之间的落差与空气流的流向与建筑之间的夹角、建筑的形状、建筑周围及室内外的空气压力分布等因素有关。当建筑正立面有风垂直吹来时，最大的正压力会在建筑的迎风面中心处产生，最大的负压力则会在屋角和屋脊处产生，这时，空气流在风压的正负压力的作用下贯穿通过整个房间，房间的通风量和通风速度大大增加。在我国的建筑空调设计中，风压法是一种常用的于加速建筑室内外的空气流通技术。在一些有着丰富风资源的地区，例如我国西北部，也是经常使用风压通风法来实现自然通风，设计人员要懂得掌握不同季节风的流向并在设计中加以利用，设计出最佳建筑走向，充分利用风自然资源来提高建筑的自然通风效果。对于大进深的建筑，还可以在其内部设置管式横向通道，并在固定方向封闭，然后在其他方向敞开，明确通风方向，让负压区在通道中形成，带动空气流向通道，促进建筑内部的空气流通。

3.2热压自然通风法及其应用

随着温度的升高，空气密度反而降低，热压法正是利用这一原理让建筑的室内外产生温差，并在其进气口与排风口之间形成高差，最终让建筑内部的空气形成烟囱效应，也就是热压差，来强化建筑的自然通风。建筑的室内外温差越明显，进气口与排风口之间的高差越大，其风压作用越大，所以，据此可在建筑上部设置排走室内热空气的排风口，同时在建筑底部设置吸入室外新鲜冷空气的进气口。在建筑设计中，由于两窗孔的位置及高差以及室内空气的密度差是影响热压通风的主要原因，所以，在建筑物内部建设竖向井洞并让其贯穿多层来形成进气口与排风口之间的明显高差，并在建筑顶端设置可操控的排风口，排出建筑室内的热空气，实现自然通风。与风压法相比，热压法更能适应外部风环境的变化多端。

3.3风压与热压自然通风法及其应用

风压与热压自然通风法是指建筑物同时应用风压通风以及热压通风来实现自然通风的方式，这时，建筑外围窗孔的内外压差与窗孔的余压以及室外风压差的线性叠加相等。在建筑的设计中，风压通风多应用于建筑进深较小的部位，而热压通风则多应用于进深较大的部位，两者的关系是紧密联系，互为补充的，共同作用实现建筑的最佳通风效果。

3.4机械辅助式通风法及其应用

机械辅助式自然通风法是需要在一些机械的辅助下采用一些如土壤预冷、土壤预热、深井水换热等符合生态理念的措施来设置完整的空气循环通道，并用于加速室内通风的自然通风系统。例如，在一些通风路径较长的大型公共建筑中，由于其空气流动阻力较大，需要使用到机械辅助式通风法，如若只是使用风压通风法或热压通风法，通常无法实现良好的自然通风。还有，在一些污染较为严重的城市，比较常用的自然通风方法也是机械辅助式通风方法，如若使用其他自然通风法将会把室外的污浊空气带入室内，则会对人体健康产生不利影响。

4结语

随着建筑材料的进步和建筑围护结构密闭性的提高，多层和高层建筑大都依赖空调系统通风，但是依赖空调系统通风将耗费大量的能源。我国地缘辽阔，各地自然气候不尽相同，所以在从事建筑设计的时候，应当有意识地运用生态理念，灵活合理地应用各种自然通风技术，将自然通风成功应用到各类建筑中去，在生态技术的道路上，走出一条适合国情的可持续发展的道路。

参考文献：

[1]林宪德.绿色建筑[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[2]万鑫，苏亚欣.现代建筑中自然通风技术的应用[J].建筑节能，2007（35）：9-12，18.

[3]李英.建筑自然通风中的引风、导风、造风技术[J].建筑知识，2003（4）：17-20.

作者:吴书昊 单位:广东省城乡规划设计研究院