建筑设计中自然通风设计的研究

建筑设计中自然通风设计的研究

李海亮

关键词：现代建筑；自然通风；设计要点

1.自然通风的原理及特点

自然通风是利用自然资源进行通风和空气流动的过程，是利用空气中各种风压、气压和热压进行空气流动和空气传输的过程。现代人类对自然通风的利用已经不同于以前开窗、开门通风，而是综合利用室内外条件来实现。随着当前人们对建筑设计过程中周围环境和自然界影响认识的不断加大，在设计过程中人们不断考虑房屋使用设计更家注重的是房屋与自然界的关系设计，通过自然界中的各种绿色能源和可循环利用能源来对建筑进行全方位的设计过程。

2.建筑中自然通风的优缺点

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，更能增加人们的舒适感。

2.2自然通风存在的缺点

2.2.1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。

2.2.2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。

2.2.3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.建筑设计中的自然通风设计要点

3.1建筑的布局

建筑师在考虑利用自然通风进行设计时，首先应判读当地的风玫瑰，以了解常年的风力分布，并据此在总图上进行适宜的布置。其基本原则是尽量使建筑的朝向与夏季主导风互成垂直的关系，然而需要注意的是，这种情况下布置的建筑，其背风面会形成较大的漩涡区，对处于靠后建筑的通风会有不利影响。所以，在总图设计中，应结合实际情况，对建筑单体的面宽，高度，间距等指标进行分析，以合适的布局和体量获得最佳的整体自然通风效果。其次是对项目用地的环境分析，如地势是否有高差，其高差是处于迎风面还是背风面，地表是否有显著的障碍物等因素都是需要纳入考虑的范畴。对环境分析的结果是建筑设计的基本依据，建筑师可通过采取竖向设计，景观设计以及单体设计等方面，减弱不利因素，为实现自然通风改善条件。

3.2建筑外墙的开口

建筑外围结构的开口可直接影响和控制自然通风的效果，其开口的位置，尺寸及朝向可通过具体分析进行优化。根据相关实验表明，当出风口面积大于进风口面积10%左右时，室内风速可达到最佳的状态。不同方位的开口位置决定着室内空气流动的路线，进风口与出风口之间的高差，可改变气流在室内流动的方向，在风力较弱时也可促进室内通风。另一方面，开口的形式也是影响通风的一个重要因素。目前大量的公共建筑如办公楼，酒店等，均采用玻璃幕墙系统作为外部围护结构，出于安全及防雨的考虑，玻璃幕墙的开窗往往采用只能开启一定角度的下悬窗。但这种开窗方式极大的影响了自然通风效果，使外部风力难以进入室内，从而进一步的增加了建筑对机械通风的依赖。相比之下，平开窗一般可较好的引入风力，而通风百叶在引入风力的同时，还可对风力引入的角度进行控制，以获取更好的效果。

3.3建筑内部空间的布置

消费者在选购住宅时，多倾向于选择南北通透的板式建筑，其优势正是因为板式建筑进深较小，利于采光和通风。而且如果与之对应的平面布局规整、通透，建筑内部空气流动的阻力就越小，通风也就越流畅，易形成所谓的“穿堂风”。反之，虽然同为板式建筑，内廊式的公寓或酒店，因其平面的隔断，通风效果就明显不如住宅。而对于进深较大，利用风压通风有困难的建筑，可通过设置采光中庭等开放式竖向空间，利用热压通风的原理，促进室内空气循环。此外，还可通过拔风井和无动力排气风帽，借助外部风力对风帽作用时产生的吸力，从室内抽取空气向外排风。

3.4新技术手段的运用

随着节能环保技术的大力推广和发展，一些利用自然通风的新技术手段也逐渐被建筑师所采用。其中，双层玻璃幕墙是近年来低能耗建筑所广泛采用的新兴技术。双层幕墙与传统幕墙相比，其最大特点是，两层玻璃幕之间留有一定宽度的通风换气层，该换气层上下贯通，并在底部和顶部设有通风百叶。在夏季，当换气层内的空气被加热时，热空气向上流动，从顶部的百叶排出。同时，外界温度较低的空气从底部的百叶被吸入，形成换气层内的自然通风，以达到自然冷却的效果。而在冬季，上下两端的百叶通过调节进风量，保持换气层内的热量，从而降低室内热量损耗。除此之外，诸如设置太阳能风塔，利用烟囱效应进行自然通风的手段也不失为对传统拔风井的创新。

4.建筑设计中自然通风应用实例

某公寓项目由于用地限制，选址不能改动，但周边开敞，有应用自然通风的良好条件。该项目在平面的北面设计了一个开口天井，在西面设计了三个开口天井，并且通过开敞走廊及电梯厅联系起来；在剖面设计上，将第五层设计为架空层；屋顶设计架空隔热层；并且开口天井的做法使室外热空气冷却后再吹入室内，更好的带走了室内热量。整个建筑物不仅充分利用了自然通风，还加强了自然通风。在室外温度28-30度、室外微风的情况下，不开空调，人会觉得浑身燥热。但在该项目中，东向单身公寓开启户门的情况下，室内人员热舒适性良好，这就说明该项目设计时对于自然通风的利用是很成功的。

结束语

作为一种节能的手段，自然通风技术是一种可持续的节能技术、是减少建筑运行费用的技术。它涉及的内容很多，我们还需要做很多将自然通风成功应用到各类建筑中去的工作，在有空调并且也能实现通风的建筑中，在情况允许的条件下应尽可能充分考虑自然通风。相信在现代技术作为支撑的前提条件下，自然通风会更有效地为我们提供健康、舒适的环境。

参考文献

[1]张文丽.浅谈生态建筑中的自然通风技术[J].经营管理者.2010.

[2]李大勇.自然通风在住宅建筑设计中的应用[J].建筑知识.2012.

[3]苏滨.如何实现建筑设计中的自然通风[J].赤子.2012.