如何实现建筑设计中的自然通风

苏滨

苏滨（广西中科电力设计工程有限公司，广西南宁530022）

摘要：改革开放政策实施以后，随着社会主义市场经济体制的确立，我国的社会经济取得了飞速发展，社会面貌发生了翻天覆地的变化，人们的生活水平和生活质量得以提高。同时伴随经济和社会的发展，我国的建筑行业也有了较大程度的发展，建筑市场逐渐形成规模，为经济的发展做出了较大的贡献。在建筑行业，建筑设计是必不可少的一个重要环节，近年来随着生态理念的提出，自然通风设计被越来越多地应用到建筑设计中，成为建筑设计工作中的一个重点和难点。本文主要从建筑设计中的自然通风原理以及建筑设计中的自然通风设计分析两个方面来进行研究。

关键词：建筑设计；自然通风；原理；分析

建筑是人们进行正常生产和生活的重要物质基础，建筑的质量和安全关系到人民群众的切身利益和社会的稳定，关系到国计民生。建筑设计作为建筑中的重要一环，设计的质量直接对整个建筑工程产生一定的影响，因此为了促进建筑行业的健康长远发展，必须要做好建筑设计工作。在建筑设计中，如何进行室内通风是必须要考虑的一个问题，当前为了响应建设资源节约型环境友好型社会的要求，我明年必须要采取有效措施尽可能地实现自然通风。

1建筑设计中的自然通风原理

1.1风压原理。根据流体力学原理，当风吹向房屋时，迎风面墙壁空起流动受阻，风速降低，使风的动能变为静压，作用在建筑物的迎风面上，因而使迎风面上所受到的压力大于大气压，从而在迎风面形成正压区。风受到迎风面阻挡后，从建筑物的屋顶及两侧快速绕流过去。绕流作用增加的风速使建筑物屋顶、两侧及背风面受到的压力小于大气压，形成负压区。风压原理就是利用正压区和负压区之间的压力差来实现空气流动，从而达到自然通风的目的。实现建筑的自然通风需要外部风速在每秒钟3~4米之间，且建筑面向夏季的主导风向。

1.2热压原理。热压通风是自然通风的一种，它是由于室内和室外空气的温度差而形成空气密度差，进而产生压差造成热气向上冷气向下的空气流动现象。在建筑设计中，利用热压原理将进气口和排气口间的落差加大，可以有效改善室内自然通风的效果，然后再结合建筑的剖面设计来组织室内通风。一般利用热压原理形成的室内自然通风被称作“烟囱效应”，即室内热空气上升从建筑上部的通风口排出，进而室外冷空气从建筑底部进入室内。

1.3风压和热压的共同作用原理。在实际的建筑设计中，由于周围环境的复杂多样，因此往往会利用风压和热压的共同作用来实现自然通风。风压在受到周围环境、建筑形状、天气、环流等各种因素的影响极其不稳定，因而在和热压共同作用的情况下还可能会造成通风效果的减弱。利用风压和热压原理实现室内自然通风的典型建筑是英国蒙特福德大学的机械馆，其办公室和实验室的进深较小，能够利用风压直接实现自然通风，而大厅、报告厅等更多的利用热压来实现自然通风。

2建筑设计中的自然通风设计分析

2.1建筑中庭设计。

2.1.1建筑中庭设计原则。建筑中庭是一种公共建筑空间，主要应用在办公、商业、医疗、科教以及娱乐等公共建筑中，具有节约建筑能耗和调节室内气候的作用。建筑中庭设计一般采用玻璃维护结构，既能透射阳光又能阻挡室内长波辐射，减少室内热量发散，形成温室效应，同时中庭的垂直高度较高能够加快气流流动，从而形成烟囱效应，实现室内自然通风。在中庭设计中必须要把握好温室效应与烟囱效应，以免出现温室效应导致夏季室内温度较高，烟囱效应导致冬季室内温度较低的情况。

2.1.2中庭自然通风设计。在建筑中庭自然通风设计中，要结合周围环境并利用一定的技术手段来实现诱导通风，从而减少能耗、改善室内环境。

（1）选择合理的建筑平面形式。建筑中庭与居住办公空间不同，并不是追求舒适度，因此应该尽量使建筑的敞口面朝夏季主导风向，如若反向布置，迎风面的墙壁应当可控制开敞。一般中庭的平面空间是大进深空间形式，因此可以增加其对外开口面积，从而解决采光问题，增加采光效果。通过科学合理的建筑平面形式，能够使中庭布局沿着基地周边进行布置，从而增加内部临空面，形成完整的换气系统。（2）选择合理的建筑剖面形式。在建筑的中庭设计中，要具有应变思想，通过改变建筑剖面来控制和引导建筑内部气流的热压差，实现自然通风。在实际的设计过程中，设计师可以根据气候的季节变化，通过剖面应变形成能够适应冬季和夏季气候的不同管式剖面。具体来讲就是夏季式剖面呈正三角形，在顶端拔气，下部开口大上部开口小，既能减少热辐射，又能形成温差通风；而冬季式剖面呈倒三角形，顶端开口大，从而使更多的太阳光进入室内。

2.2建筑窗设计。

2.2.1建筑窗通风原理。

（1）单侧通风。单侧通风适用于仅一侧有窗的房间，空气一般从较低的位置进入室内，然后在室内停留一段时间被加热后从窗户顶部排出。它不是由于风力作用而使建筑内外产生气压差，而是由于风的浮力和絮流作用产生的。单侧通风的效果取决于窗顶部和底部间的高差，因此可以在同一面墙上设置不同高度的窗户来提高通风的效果。（2）对流通风。对流通风要比单侧通风效果更加明显，当建筑内部多个墙面有窗户就会实现对流通风。在建筑室内实现对流通风的情况下，还应采用出风口方向和风向不同的设计，从而形成良好的气流循环，因为如果进出风口方向和风向在一条直线上时，气流不会循环，仅仅是穿过室内。

2.2.2建筑窗自然通风设计。

（1）窗的高度。窗的高度会影响室内通风效果，一般高窗能够促进气流流动，同时采光效果较好；而低窗虽然通风效果不好，但是能够使地面反射的太阳光线比较均匀。因此在建筑设计中可以根据实际需要来设计窗的高度。（2）窗的方位。窗的方位会影响室内通风和采光效果，因此在建筑设计中对于窗的方位，要尽量保证夏季自然通风的同时能够遮挡阳光，而冬季在降低烟囱效应的同时增加室内太阳辐射。对此，最好不要将窗户排成一条直线，而应进行交错排列。（3）窗的大小。建筑设计中窗的大小最基本的是应该满足通风、日照、视野等的需要。一般在气候比较干热的地区适合小窗，以此来达到遮阳的目的，而在气候湿热的地区则要使用大窗，以便更好的通风。

总结：在建筑设计中实现自然通风是建设生态节能建筑和低碳建筑的一项重要措施，特别是科学技术的发展为提高自然通风的效果带来了良好契机。但是不可否认的是，与发达国家相比我国在建筑设计中的自然通风设计还存在一定的差距，自然通风技术还有待进步。为此，建筑设计师们必须要不断创新、用于探索，提高建筑自然通风效果，减少能源消耗，促进我国建筑设计行业的不断发展。

参考文献

[1]展望.自然通风原理及在生态建筑中的应用[J].建筑技术开发，2007（6）.

[2]杨玲.对建筑物自然通风设计的探讨[J].建材与装饰（下旬刊），2008（1）.

[3]荆海薇.浅谈生态建筑中的自然通风技术[J].甘肃科技，2006（6）.

[4]张文丽.浅谈生态建筑中的自然通风技术[J].经营管理者，2010（10）.

[5]张文丽.浅谈生态建筑中的自然通风技术[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010（6）.