自然通风在住宅建筑设计中应用

我国社会的快速进步，使得建筑的数量及质量都有明显提升，由于人口数量的逐年增加，使得不可再生资源的数量减少的速度加剧，节约能耗不仅限于工业生产等，在建筑物的设计中引入节能理念，也同样可以实现节约能源的目标，自然通风技术，就是一种有效的节能技术。在现代建筑中引入自然通风设计理念，是将古老通风方式与现代建筑技术相整合，该项技术的使用降低了空调等电气设备的使用率，从而实现建筑节能的目的，加强了人们与自然的沟通，提高了人们的居住环境质量和生活品质。

住宅建筑内的空气流通顺畅，可以有效的提高人们的居住舒适度，快速的降低因装修等带来的居住环境污染等。风环境做为建筑设计的重要内容之一，在以往只追求建筑速度的时代常常被忽略，然而随着人们对居住环境质量要求的不断提高，以及对自然环境重视程度的提升，使得整个社会对建筑的自然通风能力有了新的要求。从建筑设计的角度出发，自然风相较于机械冈具有消耗能源低，无噪音，更加环保、舒适等诸多优点，自然的空气流动使得住宅内各个空间的空气时刻保持清新，并带走了室内的污染，防止某些流行疾病的发生，因此对住宅建筑进行合理的自然通风设计，无论从节能角度还是人类健康角度看都十分的重要。

1 现代住宅建筑设计中对自然通风的认识

自然通风在全世界的建筑中均有所应用，它是一项古老的建筑防热技术，特别是在环境温热地区，人们的住宅多会采用多窗的形式，其建筑墙体也较为轻便，有时还会将建筑物架起，从而躲避地面的潮湿空气，增加空气流通等等，这些方法都是自然通风最相互的实现方式。而现代社会，由于科学技术的迅速发展，使得人们对室内环境的调节只依赖自然风转变为依赖应用现代化的电气设备，如空调等，这些现代化的电气设备的应用，使人们对自然通风的使用程度大为降低。而在当今社会能源短缺及环境质量下降的压力下，人们不得不将自然通风技术再次重视起来。因此，将自然通风技术应用于现代建筑已经成为现代建筑设计中的重要内容，自然通风的使用，可以节约能源，降低环境污染程度，更接近了人们与自然的距离，使人们的生活环境更加的健康。

2 住宅建筑中自然通风的应用

自然通风不消耗动力也可获得较大的通风换气量，简单易行，节约能源，有利于环境保护，被广泛应用于工业和民用建筑中。自然通风共同的特点是：依靠室外风力造成的风压和室内空气温度差造成的热压使空气流动，以达到供给室内新鲜空气和稀释室内气味和污染物，除去余热、余湿的目的。自然通风按工作原理可分为：热压作用下的自然通风、风压作用下的自然通风、热压风压共同作用下的自然通风，按通风方式可分纯自然通风和机械辅助自然通风。

2.1 热压作用下的自然通风

风压和热压是自然通风最基本的动力，一般所说的烟囱效应即是热压通风。热压通风不考虑室外风压的作用，当室内外存在温差或存在进排气口高差时，空气密度会随着温度的升高而降低，从而实现自然通风，可能过在建筑物上部设置排风口等实现热压通风。

影响热压通风的主要因素是：窗孔位置、两窗孔的高差和室内空气密度差。在建筑设计中，一般可利用建筑物内部贯穿多层的竖向井洞，如楼梯间、中庭、拔风井、管道井等满足进排风口的高差要求，在顶部设置可以控制的开口，将建筑各层的热空气排出，达到自然通风的目的。相比较风压式自然通风，热压式自然通风更能适应常变的外部风环境。

2.2 风压作用下的自然通风

在风力资源较为丰富的地区，风压是实现自然通风的最佳手段，在住宅建筑中使用风压手段，可以更好的促进建筑室内的空气流通，提高室内空气质量。

当空气流吹向建筑时，由于受到建筑的阻挡，建筑物四周室外气流的压力分布将发生变化，迎风面气流受阻，动力降低，会在建筑的迎风面产生正压力。同时，气流绕过建筑的各个侧面及背面，会在相应位置产生负压力。风压通风就是利用建筑的迎风面和背风面之间的压力差实现空气的流通。压力差的大小与建筑的形式、建筑与风的夹角以及建筑周围所决定的空气动力系数等有关。

当风垂直吹向建筑的正立面时，迎风面中心处正压最大，在屋角和屋脊处负压最大。由风压促成的气流可以穿过整个房间，通风量大大超过热压促成的气流，这是夏季组织通风的主要方式。另外根据伯努利流体原理，可以在建筑中局部留出横向的通风通道，当风从通道吹过时，会在通道中形成负压区，从而带动周围空气的流动，这就是管式建筑的通风原理。通风的管式通道要在一定方向上封闭，而在其他方向开敞，从而形成明确的通风方向。这种通风方式可以在大进深的建筑空间中达到较好的通风效果。

2.3 风压与热压共同作用实现自然通风

在建筑的自然通风设计中，建筑物受到风、热压同时作用时，外围护结构上各窗孔的内外压差就等于各孔的余压和室外风压之差线性叠加。风压通风与热压通风往往是互为补充、密不可分的。一般来说，在建筑进深较小的部位多利用风压来直接通风，而进深较大的部位则多利用热压来达到通风效果。

2.4 机械辅助式自然通风

现代建筑更趋于高层化、大型化，这使得通风路径更长，空气流动受到了更大的阻力，自然通风效果降低，因此只是简单的依靠自然风压及热风压是很难取得较好的通风效果的。特别在一些空气质量较差、噪声污染严重的城市，过于直接的自然通风会将室外的各种污染带入室内，自然通风效果相较于污染对人体的伤害显得较低，这时就需要对自然通风施以机械辅助的手段。机械辅助自然通风系统具有较为完整的空气循环通道，它将机械方式与生态思想相融合，共同完成室内通风任务。

综上所述，住宅建筑中包含较多的自然通风设计，可以使建筑物本身的生态节能性有所提升，且降低了通风成本，住宅建筑设计师应从建筑物的整体规划以及实际用途出发，对住宅建筑的自然通风进行周密的、科学的设计，从而更好的保证建筑物内的空气质量，为用户提供一个更加适合、健康的生活环境。自然通风做为一种较为环保且低廉的建筑通风方式，应在现代建筑的设计中得到更为广泛的应用，但它是一种被动式的通风方式，其设计及使用要受到诸多因素的制约，如地理环境、气候状况、建筑周遭空气质量以及建筑物结构等等，在住宅建筑进行自然通风设计时，要将多种因素综合起来，从全局出发，从而达到更好的建筑自然通风效果。

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