基于自然通風在現(xiàn)代住宅建筑設計中的應用探析

張丹妮

(大連城建設計研究院有限公司，遼寧 大連 116007）

1 自然通風的原理

1.1 風壓自然通風原理

在建筑工程自然通風設計中，穿堂風設計形式較為常見，穿堂風是由于垂直于建筑物的風吹進建筑物內(nèi)所產(chǎn)生的，在此過程中，建筑物正面會受到較高的壓力，而沒有被風吹的一面所受壓力比較小，在這種情況下，建筑物的前后形成一個壓力的差值，從而產(chǎn)生較大的風。通過穿堂風作用，能夠?qū)⑹彝獾臏囟容^低的風帶進室內(nèi)，降低室內(nèi)的溫度，提升建筑工程舒適度。

1.2 熱壓自然通風原理

建筑室內(nèi)和室外空氣溫度存在差距，容易導致空氣形成密度差，密度差造成壓差使得熱氣向上冷氣向下，促進空氣流動，建筑設計過程中，加大進氣口、排氣口落差，可有效改善室內(nèi)通風效果，集合建筑削面設計組織室內(nèi)通風，實現(xiàn)自然通風。在熱壓作用下的室內(nèi)自然通風被稱為“煙囪效應”，由此可見建筑室內(nèi)外溫差越大、進出風口間的高差越大，形成的熱壓越大，因此對于存在高溫的建筑，采用熱壓作用進行通風是非常有效的措施，既能降低能源消耗還能獲得較大的換氣量。

1.3 風壓與熱壓綜合作用

在有些建筑工程設計中，為了提升自然通風效果，會綜合利用上述兩種通風方式，這種通風形式主要是針對，有風壓無熱壓；有熱壓無風壓的地方。由此可見，如果沒有風壓，則可以利用熱壓進行通風；如果沒有熱壓，則可以利用風壓進行通風?，F(xiàn)如今，在很多建筑工程設計過程中，都采用風壓與熱壓綜合作用的設計形式，這樣達到的自然通風效果比較顯著。

1.4 機械輔助進行的自然通風

大型建筑中通風路徑較長，風力流動阻力較大，只依靠單純的風壓或熱壓不能實現(xiàn)自然通風，而且若建筑周邊環(huán)境較差，直接進行自然通風會將室外污染物和噪聲帶入室內(nèi)，不利于人體健康，這種情況下多采用機械輔助通風。

2 自然通風在現(xiàn)代住宅建筑設計中的應用

2.1 建筑群布局

現(xiàn)代住宅建筑多以住宅小區(qū)形式展現(xiàn)，其中混有高層與多層住宅建造形式，其布局及群體組合是否合理直接關系小區(qū)住宅建筑室外風環(huán)境質(zhì)量，在進行設計過程中要充分結合實際，對建筑單體面寬、高度、間距等進行合理分析，以適當?shù)牟季趾腕w量獲得最佳自然通風效果；其次，對建筑周邊環(huán)境進行分析，確定周邊地勢情況、地表障礙物情況，針對環(huán)境分析結果要充分利用，通過豎向設計、景觀設計、單體設計、減弱不利因素，改善自然通風條件。

2.2 建筑平面通風設計

在建筑工程設計過程中應用自然通風設計形式，能夠有效改善建筑工程內(nèi)部小氣候環(huán)境，從而提高建筑工程的居住舒適度，在建筑工程庭院設計過程中，應該廣泛應用自然通風設計形式?，F(xiàn)如今，庭院已經(jīng)被廣泛應用于建筑工程設計中，其不僅能夠有效改善建筑工程采光效果，而且還能夠提升建筑工程自然通風效果。中庭也是建筑工程的常見設計形式，陽光、水源、植物等自然要素都被引進中庭，成為人們喜愛的公共活動場所。

庭院擁有上下溫差導致的“煙囪效應”，因此被人們應用于改進室內(nèi)通風條件方面，其不僅能夠調(diào)節(jié)建筑工程室內(nèi)小氣候，而且還能夠減少建筑工程機械能耗，從而達到保護環(huán)境生態(tài)環(huán)境平衡的效果。

2.3 通過建筑剖面進行通風

隨著建筑技術的不斷發(fā)展，建筑設計出現(xiàn)底層架空。諸多建筑出現(xiàn)將底層架空。被架的空部分用來進行綠化，作園林景觀，這樣不僅使人們擁有了更多的公共活動場所，并且使氣流直接從底層流入建筑中部，增強建筑的自然通風。在近年的高層建筑中普遍應用的一種手法就是建造空中花園，工程師在每隔幾層就設計一部分對外開放的陽臺，并對其進行綠化景觀設計，就像空中的花園，將氣流利用走廊流進建筑內(nèi)部，改良室內(nèi)通風。對頂層來說，因為屋頂多是使用混凝土構造，熱惰性極大?；炷劣捎诎滋煳諢崃俊⒁雇砩l(fā)熱量，給房間帶來嚴重的不符熱舒適性。

2.4 室內(nèi)空間布置

對住宅套型平面風路盡量讓進出風口對位，減少氣流迂回路程、阻力，并且廚衛(wèi)作為熱、濕源，要直接排走濕熱空氣，防止倒流，其通風路徑應與室內(nèi)其他空間分離，避免在進風口窗戶側(cè)墻上設計開口，同時套型平面風路設計應避免出現(xiàn)銳角的轉(zhuǎn)折，盡可能多利用天井、過廳、樓梯間等空間為室內(nèi)形成對流創(chuàng)造條件，組織自然通風。

2.5 窗戶的設計

建筑物的自然通風受窗戶與風向之間的位置關系影響最為直接，要注意窗戶的方位，注意提升通風效果，水平方向上的窗戶，要注意加大進、出口間距增加洞口間的風壓差，在室內(nèi)形成紊流，避免室內(nèi)形成通風死角，窗的大小應該滿足通風、日照、視野等需要，對于窗戶選型及開啟方式要根據(jù)室內(nèi)通風需求選擇合理方式。

2.6 建筑頂部的通風

建筑頂部一方面可以利用天窗、煙囪、風斗等構造提供氣流進出口，同時還能形成獨立的通風系統(tǒng)，設計相應的空氣間層，利用熱壓作用使氣流在空氣間層中流動，提高或降低頂部內(nèi)表面溫度，從而對室內(nèi)空氣進行影響，同時住宅建筑頂部形狀會影響室外風壓，對自然通風效果造成影響，設計過程中可采用翼形屋頂形成高壓區(qū)和低壓區(qū)來保障通風效果。

總之，自然通風是一種極為被動的通風降溫方式，其通過合理設計，可改善室內(nèi)及住宅區(qū)內(nèi)的熱環(huán)境，從而實現(xiàn)了建筑節(jié)能、降耗及改善空氣質(zhì)量等目的。