對住宅建筑設計中自然通風的思考

賈 杰

江蘇筑森建筑設計股份有限公司

對住宅建筑設計中自然通風的思考

賈 杰

江蘇筑森建筑設計股份有限公司

本文介紹了自然通風的好處，并對其原理進行了闡述，重點探討了住宅建筑自然通風設計的要點，以供參考。

住宅建筑；自然通風；設計

1 前言

隨著空調的普遍使用，對人類的身體健康產(chǎn)生了負面影響。減少空調危害的方法之一就是進行自然通風。建筑進行自然通風，可以大大降低空調能源的消耗，進而減少因空調而產(chǎn)生的生產(chǎn)CO2，對人類而言，自然通風可降低空調病以及各種疾病的發(fā)病率。因此，將現(xiàn)代建筑設計為自然通風格局進行自然通風顯得尤為重要。

2 自然通風存在的好處

自然通風是如今建筑廣泛采用的一項改善室內(nèi)熱環(huán)境、減少空調消耗的技術，其根本目的就是代替(或部分代替)空調制冷。這一過程有以下兩點重要的現(xiàn)實意義:一是有效實行被動式制冷。當室外低于室內(nèi)溫濕度時，自然通風能夠不消耗任何能源就將室內(nèi)溫濕度降低，使人體感到舒服。即便室外溫濕度較高，也能夠使用自然通風運送經(jīng)過處理的新風，從而減小風機耗能，且無噪音。二是可以給予新鮮、干凈的自然空氣，有利于人類身心健康發(fā)展。室內(nèi)空氣質量的低劣，在極大程度上是因為缺少足夠的新風?？照{營造的恒溫環(huán)境，也會導致抵抗力降低，進而引起空調病。但是自然通風能夠將室內(nèi)不干凈的空氣排出，還能促進人與大自然進行交往。

3 自然通風的原理

3.1 風壓作用下進行的自然通風

完全自然通風，是根據(jù)室外風速給室內(nèi)外溫度造成溫差，產(chǎn)生空氣流動而形成的。大氣的壓差是導致風形成的原因。如果風在前進的過程中遇到障礙物，如樹或房子，就會發(fā)生能量的轉變。由于通過阻礙物而產(chǎn)生的壓力差，導致空氣從室外的窗縫及空隙進入室內(nèi)，再從將室內(nèi)的空氣從另一面排出，這就形成了完全自然通風。建筑物四周的風壓與其幾何造型、建筑對于風來的方向、速度和建筑四周的自然地勢有關。

3.2 熱壓作用下進行的自然通風

室內(nèi)外空氣產(chǎn)生的溫差造成熱壓。根據(jù)熱力學原理，室內(nèi)溫度會隨著高度的增加而上升的特點。這就是我們所說的的“煙囪效應”，也是導致建筑物上下溫差不同的問題主要原因。溫差的存在導致建筑物內(nèi)外密度差的出現(xiàn)，與墻面相垂直的方向產(chǎn)生壓力梯度。如果室內(nèi)比室外溫度高，建筑物就會出現(xiàn)上面壓力較大，下面壓力較小的情況。當這些部位存在通風口時，空氣經(jīng)過較低的孔口進入，從上部排出。如果室內(nèi)比室外溫度低，氣流反向流動。而在實際運用中，建筑師們多采取煙囪、天井中庭等方式，為自然通風的進行提供條件，促使建筑物能夠更好的進行通風。

3.3 熱壓與風壓共同作用下進行的自然通風

在實際的通風過程中，是熱壓與風壓一同作用的結果，只是它們有強、有弱。風壓受到室外風向、風速、天氣、建筑物的幾何形狀、四周環(huán)境等影響，在和熱壓一同作用時，并不是單純的線性疊加。所以，建筑師要對各種存在因素進行充分的分析考慮，使熱壓與風壓作用互充，默契配合，促進建筑物的良好自然通風。

3.4 機械輔助進行的自然通風

大型建筑物由于面積較大，所以通風路途較長，流動空氣阻力較大，單純依賴熱壓和風壓，難以實現(xiàn)完全自然通風。對于嚴重存在空氣噪聲污染的城市，直接進行自然通風則會將室外被污染的空氣以及噪音一起帶入室內(nèi)，威脅人體健康。因此，要采取另外一種自然通風系統(tǒng)－機械輔助式。該通風系統(tǒng)擁有自己的空氣循環(huán)甬道，并通過一定的機器增加室內(nèi)通風。雖然機械輔助式通風比完全自然通風要多消耗一些能源，但運用這種裝置使氣流重組，甚至在可以局部迫使氣流改向，促進自然通風取得更加好的效果。

4 住宅建筑的自然通風設計要點

建筑自然通風的影響因素包括：建筑的長度、進深、高度、迎風方位；建筑群的迎風方位、排列方式、間距；住宅區(qū)的選址及水面、綠地、道路的布局等。

4.1 建筑朝向

針對建筑朝向的問題，需要綜合考慮當?shù)厝照张c風的特點，其中包括夏冬季主導風的速度、風向和溫度。鑒于不同地區(qū)風的特點不同且建筑迎風面的壓力最大值出現(xiàn)在風向的垂直面上，則建筑主立面的朝向盡量選擇夏季主導風向，側立面則選擇冬季主導風向。建筑南向的太陽輻射量最多，外加我國絕大多數(shù)地區(qū)的夏季主導風向在朝南方向或南偏東，則建筑朝向的最佳選擇是南方，且這一選擇具有下列優(yōu)勢：一是調節(jié)室內(nèi)熱環(huán)境、改善夏季自然通風條件；二是降低冬季室內(nèi)采暖空調的負荷；三是避免西、東曬。

4.2 建筑群的間距

研究發(fā)現(xiàn)，當建筑南北向的日照間距縮小至一定范圍后，后排建筑會被前排建筑遮擋，此時的風壓小，因此通風效果差；當日照間距增大后，后排建筑具有更強的風壓，因此自然通風效果也更好。據(jù)此，在設計住宅區(qū)時，應增大其中一些建筑的間距，并形成組團綠地，以改善下風側建筑的自然通風效果及為住戶提供環(huán)境優(yōu)越的休閑場所。另外，倘若條件允許，建議增大山墻的間距，究其原因是：在行列布局的建筑群中，室外氣流經(jīng)過時會在山墻間形成空氣射流，而在錯列布局的建筑群中，利用這一股空氣射流可改善下風向建筑的自然通風效果。其中，山墻的間距視建筑間距而定，通常要求在建筑間距較大時，增大山墻間距，以方便空氣射流抵達后排建筑處。

4.3 空間布局

建筑的空間布局，應保持建筑單體的高低有序狀態(tài)，以使氣流從住宅區(qū)流過時不會形成下沖氣流、漩渦等高速氣流。對于建筑群的組合，倘若某一棟建筑比其他建筑高或突然增大樓間距基本一致的建筑群中某兩棟建筑的間距，則過大的下沖氣流會形成高速風，并造成大量的熱損失，此時住戶會感到明顯的不適。另外，在建筑空間布局上，建筑間盡量不要出現(xiàn)風的遮擋，即：順著夏季主導風向進行建筑群布局，其中底層和多層建筑布局在臨近主導風向的地方或小區(qū)邊緣，而（?。└邔咏ㄖt布局在遠離主導風向的地方，如此既可使自然風流入住宅區(qū)中，又能減弱冬季風的作用。

5 結束語

總之，從人類進行建造筑動開始，便有了自然通風技術。在漫長的發(fā)展中，各種地區(qū)的人們發(fā)明了各種不同的適合本地區(qū)的通風方法，至今仍舊被廣泛應用?，F(xiàn)如今我們的社會是環(huán)保社會，是可持續(xù)發(fā)展的社會。有效利用完全自然通風，減小建筑能耗，保護我們生存的環(huán)境，是在滿足了建筑的使用功能和美感需求之后，應該達到的更高目標。

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[3]蔡宇,李志銀.在住宅建筑設計中自然通風的應用[J].建材與裝飾,2016(37):71～72.

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