建筑设计中对自然通风的探讨

【摘要】自然通风属于生态建筑技术中不可或缺的一部分，不仅能够有效地改善室内空气质量，还是降低能耗的一项重要措施。因此，将自然通风技术融入到现代建筑设计中具有重要的作用和意义。本文就对建筑设计中自然通风进行了分析和探讨。

【关键词】建筑设计；自然通风；生态建筑

自然通风作为一种古老、节能的通风方法，属于生态建筑技术中不可或缺的一部分，不仅能够有效地改善室内空气质量，而且还是降低能耗的一项重要措施。在自然通风理论机理的基础之上，笔者分析了自然通风存在的优点和缺点，并阐述了建筑中自然通风的设计。

1 自然通风理论机理

1.1 通过风压来实现自然通风一般而言，若室外气流和建筑物相遇的时候，就会产生绕流，这样气流在经过了一段距离后才能够恢复平行流动。因受到建筑物的阻挡，周围室外气流的压力分布就会产生变化，这样迎风面的气流就会受阻，从而动压就会降低，静压就会增高，同时侧面以及背风面因出现的部分涡流静压而降低。因而，风压通风则是通过建筑的迎风面以及背风面之间的压力差来达到空气的流通。同时要注意的是，压力差的大小与建筑的形状、风向位置以及附近的自然环境具有密切的关系。通常空气垂直吹向建筑正立面的时候，正立面中心部分的正压达到最大，而屋角以及屋脊的负压也达到最大。

1.2 通过热压来实现自然通风简而言之，热压差是因为室内外空气的温度差所形成的，也称为“烟囱效应”，是建筑自然通风的一项重要手段。也就是说，倘若室内存在热源的时候，这时空气就会变热，从而密度就会降低，而且会不断向上浮动，这样倘若在建筑物的上部设置出一个排风口就能够及时将室内浑浊的热空气排出，同时会逐步将室外新鲜空气顺着建筑的下部流入，从而就能够有效地填补上部流出空气所腾出的空间。而且热压的作用深受进风口和出风口的高差、室内外温差影响。因此，在建筑设计过程中，往往是将建筑物的内部贯穿多层的竖向来满足进风口以及出风口高差的要求。

1.3 通过风压和热压的共同作用来实现自然通风在实际应用环节中，关于自然通风是热压形成的还是风压形成的是非常不容易分辨的，而且风压和热压相辅相成，只是双方所发挥的作用存在差异。再加上风压会直接受到天气、建筑物形状、室外风向等影响，因此风压和热压的作用是不能够单纯地进行线性叠加的。也就是说，通常对于建筑进深较小的部分多是通过风压来实现自然通风，对于进深较大的部分多是通过热压来实现自然通风。

2 自然通风存在的优点和缺点

2.1 自然通风存在的优点

2.1.1 能够有效改善建筑物室内空气质量在人们的潜意识里，建筑物内部如果使用空调那么就可以少设甚至不设开启窗户，认为密闭房间的清净程度往往较高，然而事实并非如此，空调只能控制室内空气的温度，对空气质量的改善发挥很小的作用，而且空调中的新风量新鲜程度远远不如室外自然风，再加上人体每天自身新陈代谢都会产生一定病菌，致使室内空气质量严重不佳。然而采用自然通风就能够凭借热压以及风压的作用有效地将室内污浊的空气排放到室外，同时将室外新鲜空气补充到室内，从而室内空气在满足含氧量要求的同时也符合人体卫生标准的要求。

2.1.2 切实降低能源消耗众所周知，空调和自然通风都能够达到冷却通风的功效，但是空调需要消耗大量的能源，而自然通风则不需要，据有关资料统计表明，自然通风能够降低能耗45%左右。此外，在自然通风的条件下，更能增加了人们的舒适感。

2.2 自然通风存在的缺点一般而言，自然通风存在的缺点表现为：①在炎热的夏季，室内外的空气都是非常闷热的，采用自然通风也是无法真正达到调节室温的作用；②随着工业的快速发展以及汽车数量不断增多，加大了对环境的污染，无形中就降低了室外的空气质量，倘若采用自然通风就会将室外污染物带入到室内，不利于人体健康；③当前很多大型建筑因进深较大从而就使得很多房间不能够开外窗，这样就严重限制了自然通风。

3 建筑中自然通风的设计

3.1 建筑朝向以及通风口的面积由于风压的作用往往是通过风压系数表现出的，从而就与建筑朝向以及通风的面积具有密切的关系。而且不同气候地区的主导风向都呈现出较大的差异，所以就要求建筑朝向与夏季的主导风向保持一致。与此同时，在进行整体布局的同时，对建筑物的形体（例如建筑物的高度、形状等）实施控制也是很有必要的。而且还应该在此基础上，结合室内新风量的需求来设计通风口，在这里所指的就是有效通风面积以及在建筑立面上的设计位置。此外，房间的相对位置以及开口大小都会对风速以及进风量产生直接的影响，这样将进风口以及出风口两者位置错开并保持一定距离是很有必要的，从而就能够有效地改变气流在室内的方向，达到更好的通风效果。

3.2 玻璃幕墙玻璃幕墙因能够增添建筑外形美观，明显改善区域室内环境，从而在近年来被广泛应用在建筑设计中。一般而言，双层玻璃幕墙也被称为“会呼吸的皮肤”，通常是由内外两道幕墙构成。而且两层玻璃幕墙中间往往会留有一个空腔，空腔的两端设置有能够控制的进风口和出风口。具体来讲，在夏季的时候，打开进出风口，即利用“烟囱效应”来加热幕墙通道中的空气，从而促使空气进行自下而上的流动，这样就能够有效地带走通道中的热空气，达到空腔内部的自然通风，以便切实降低房间内部的温度；在冬季的时候，将进出风口进行关闭，即利用“温室效应”来逐步提高围护结构表面的温度，最大限度降低取暖能耗。

3.3 地下风道

具体来讲，地下风道能够对空气进行预处理，这样新风在进入到室内之前就可以经历一个预冷或者预热的过程，不仅能够有效降低能耗，而且能够缓解室内外温差较大时所带来的不舒适。

总而言之，自然通风既能够有效地改善室内空气质量，也是降低能耗的一项重要措施，将自然通风技术应用在建筑设计中具有重要的作用和意义。同时我们也相信，随着现代科学技术的迅速发展，自然通风能够为人类创造更加健康、更加舒适的居住环境。