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[摘 要]随着建筑技艺水平不断的提高，通风技术开始被人们所利用。但这时期的利用还只是经验上的掌握。随着工业文明的发展，到19世纪和20世纪的上半页，西方国家掌握了现代的通风空调技术，这时候，人们已经可以有效的控制建筑内的风了。在20世纪下半页，在自然科学，社会科学和人文领域的不断的进步的推动下，通风空调技术在西方不再以只改变建筑室内热湿环境的身份而出现了。通风空调技术开始对建筑设计及建筑师们产生了更为深刻的影响。
[关键词]建筑设计；自然通风技术；策略及方法
中图分类号：TU834 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）29-0174-01
建筑内部的通风条件是决定人们健康、舒畅的重要因素之一，在当今社会上越来越受到建筑师的重视和建筑使用者的关注。本文通过对建筑设计中自然通风的目标及具体建筑布局、建筑外墙、建筑内部空间等方面进行分析，并提出辅助设备、控制策略、新技术的合理化建设应用意见，对今后的自然通风与建筑设计起到参考意义。
1、应用自然通风需考虑的因素
1.1 室内得热量
应用自然通风的前提是室外空气温度比室内低，通过室内空气的通风换气，将室外风引入室内，降低室内空气的温度。对于完全依靠自然通风系统进行降温的建筑，其使用效果则取决于很多因素，建筑的得热量是其中的一个重要因素，得热量越大，通过降温达到室内舒适要求的可能性越小。
1.2 室内空气湿度
应用自然通风对降低室内空气温度效果明显，但对调节或控制室内空气的湿度，效果甚微。因此，自然通风措施一般不能在非常潮湿的地区使用。但对于室外环境中空气温、湿度比较温和适宜的地区（如英国），该技术被广泛应用而且非常成熟。
1.3 环境噪音和空气污染物
根据目前的一些标准要求，采用自然通风的建筑，其建筑外的噪音不应该超过70dB。同时，自然通风进风口的室外空气质量应该满足有关卫生要求。可是如今在一些大中型城市，自然通风环境噪音水平和空气污染物浓度是目前城市环境治理中的难点，从而成为自然通风技术在城市建筑中应用的主要障碍。
2、设计方法
2.1 总体规划中的通风设计
间距与通风的关系如下：为使建筑群每一幢房屋都能较好地获得自然通风，建筑物宜与主导风向呈30b-45b角，并采用前后错列、斜列、前低后高、前疏后密等布局措施，使整个建筑群都受益。建筑物的间距、屋顶坡度都对风向和漩涡风的产生及正负风压值的大小有着直接的影响。建筑物越长、越高，进深越小，其背风面产生的涡流区越大，流场越紊乱，对减少风速、风压有利。建筑的迎风面产生正压，侧面产生负压，背面产生涡流，有气压差存在就会产生空气流动，根据地区的主导风向设计合理的间距，为建筑组织良好的自然通风提供了可行性。
2.2 开口的设计
自然通风通过建筑物的开口流入或者流出，则建筑物开口的优化配置以及开口的尺寸、窗户的形式和开启方式，窗墙面积比等的合理设计，直接影响着建筑物内部的空气流动以及通风效果。a.开口的大小存在一个优化组合的问题。房间开口尺寸的大小，直接影响着风速和进气量，开口大，则气流场较大。缩小开口面积，流速虽然相对增加，但气流场缩小。根据测定，当开口宽度为开间宽度的1/3-2/3，开口面积为地板面积的15%-20%时，通风效率最佳。b.开口的开启方式应灵活。在气流穿过一个空间时要提供尽可能多的灵活性，特别要确保热空气在房间顶部时可以放出去，又能把新鲜空气从底部引进来，这样就会因该空间内的热量的分层作用给室内空气流动提供动力。气流的方向可以通过对中悬窗、竖转窗及平开窗窗扇角度的改变来调节。c.开口的相对位置也会直接影响气流路线。建议将进风口设置于地面上方1m～2m处，可以確保气流经过使用者头部区域。还可以通过固定在墙体上的构件或窗户上的百叶来控制气流的强度和流场分布。
3、建筑设计与自然通风
3.1 建筑的布局考量
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。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 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、设计目标
建筑在利用空调改善室内局部环境的同时，消耗能源所产生的热量反而加剧了所处环境的热岛效应，回过头又加重自身能耗负担，形成恶性循环。建筑设计自然通风的目标首先是在过渡季节和冬夏季部分时段取代空调，降低建筑的能耗和碳排放，使建筑以开放的姿态友好面对生态环境并与环境形成良性互动。其次，对室内空气温、湿度等指标进行调节，改善空气品质，满足人体舒适性要求。其三，根据当地的主导风向与风速，避免城市噪音和污染物，同时避免回风成为室内空气的二次污染源。其四，大量火灾事故说明，烟气是造成建筑火灾人员伤亡的主要因素。使用自然排烟技术，利用高温烟气产生的热压和浮力以及由室外风压造成的抽力，将烟气排至室外，满足应急通风需要。其五，重新审视自然通风这项适宜技术存在于传统建筑中朴素的生态思想和技术经验，并结合现代科学技术将其转化和重构，以适应现代人居环境发展的需要，延续地方气候文脉。
5、结语
综上所述，自然通风是一种廉价的生态节能技术，建筑设计者应该从建筑物的规划、建筑单体设计到构造设计的整个过程中都对自然通风的可应用性和效果仔细考虑，有效地利用自然通风解决住宅中热舒适性和空气质量问题，在不增加住户投资的情况下，就能营造一个健康、舒适的居室环境。
参考文献
[1] 王鹏，谭刚.生态建筑中的自然通风[J].世界建筑，2000，（04）.
[2] 陈衍庆，王玉容.建筑新技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.
[关键词]建筑设计；自然通风技术；策略及方法
中图分类号：TU834 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）29-0174-01
建筑内部的通风条件是决定人们健康、舒畅的重要因素之一，在当今社会上越来越受到建筑师的重视和建筑使用者的关注。本文通过对建筑设计中自然通风的目标及具体建筑布局、建筑外墙、建筑内部空间等方面进行分析，并提出辅助设备、控制策略、新技术的合理化建设应用意见，对今后的自然通风与建筑设计起到参考意义。
1、应用自然通风需考虑的因素
1.1 室内得热量
应用自然通风的前提是室外空气温度比室内低，通过室内空气的通风换气，将室外风引入室内，降低室内空气的温度。对于完全依靠自然通风系统进行降温的建筑，其使用效果则取决于很多因素，建筑的得热量是其中的一个重要因素，得热量越大，通过降温达到室内舒适要求的可能性越小。
1.2 室内空气湿度
应用自然通风对降低室内空气温度效果明显，但对调节或控制室内空气的湿度，效果甚微。因此，自然通风措施一般不能在非常潮湿的地区使用。但对于室外环境中空气温、湿度比较温和适宜的地区（如英国），该技术被广泛应用而且非常成熟。
1.3 环境噪音和空气污染物
根据目前的一些标准要求，采用自然通风的建筑，其建筑外的噪音不应该超过70dB。同时，自然通风进风口的室外空气质量应该满足有关卫生要求。可是如今在一些大中型城市，自然通风环境噪音水平和空气污染物浓度是目前城市环境治理中的难点，从而成为自然通风技术在城市建筑中应用的主要障碍。
2、设计方法
2.1 总体规划中的通风设计
间距与通风的关系如下：为使建筑群每一幢房屋都能较好地获得自然通风，建筑物宜与主导风向呈30b-45b角，并采用前后错列、斜列、前低后高、前疏后密等布局措施，使整个建筑群都受益。建筑物的间距、屋顶坡度都对风向和漩涡风的产生及正负风压值的大小有着直接的影响。建筑物越长、越高，进深越小，其背风面产生的涡流区越大，流场越紊乱，对减少风速、风压有利。建筑的迎风面产生正压，侧面产生负压，背面产生涡流，有气压差存在就会产生空气流动，根据地区的主导风向设计合理的间距，为建筑组织良好的自然通风提供了可行性。
2.2 开口的设计
自然通风通过建筑物的开口流入或者流出，则建筑物开口的优化配置以及开口的尺寸、窗户的形式和开启方式，窗墙面积比等的合理设计，直接影响着建筑物内部的空气流动以及通风效果。a.开口的大小存在一个优化组合的问题。房间开口尺寸的大小，直接影响着风速和进气量，开口大，则气流场较大。缩小开口面积，流速虽然相对增加，但气流场缩小。根据测定，当开口宽度为开间宽度的1/3-2/3，开口面积为地板面积的15%-20%时，通风效率最佳。b.开口的开启方式应灵活。在气流穿过一个空间时要提供尽可能多的灵活性，特别要确保热空气在房间顶部时可以放出去，又能把新鲜空气从底部引进来，这样就会因该空间内的热量的分层作用给室内空气流动提供动力。气流的方向可以通过对中悬窗、竖转窗及平开窗窗扇角度的改变来调节。c.开口的相对位置也会直接影响气流路线。建议将进风口设置于地面上方1m～2m处，可以確保气流经过使用者头部区域。还可以通过固定在墙体上的构件或窗户上的百叶来控制气流的强度和流场分布。
3、建筑设计与自然通风
3.1 建筑的布局考量
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。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 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、设计目标
建筑在利用空调改善室内局部环境的同时，消耗能源所产生的热量反而加剧了所处环境的热岛效应，回过头又加重自身能耗负担，形成恶性循环。建筑设计自然通风的目标首先是在过渡季节和冬夏季部分时段取代空调，降低建筑的能耗和碳排放，使建筑以开放的姿态友好面对生态环境并与环境形成良性互动。其次，对室内空气温、湿度等指标进行调节，改善空气品质，满足人体舒适性要求。其三，根据当地的主导风向与风速，避免城市噪音和污染物，同时避免回风成为室内空气的二次污染源。其四，大量火灾事故说明，烟气是造成建筑火灾人员伤亡的主要因素。使用自然排烟技术，利用高温烟气产生的热压和浮力以及由室外风压造成的抽力，将烟气排至室外，满足应急通风需要。其五，重新审视自然通风这项适宜技术存在于传统建筑中朴素的生态思想和技术经验，并结合现代科学技术将其转化和重构，以适应现代人居环境发展的需要，延续地方气候文脉。
5、结语
综上所述，自然通风是一种廉价的生态节能技术，建筑设计者应该从建筑物的规划、建筑单体设计到构造设计的整个过程中都对自然通风的可应用性和效果仔细考虑，有效地利用自然通风解决住宅中热舒适性和空气质量问题，在不增加住户投资的情况下，就能营造一个健康、舒适的居室环境。
参考文献
[1] 王鹏，谭刚.生态建筑中的自然通风[J].世界建筑，2000，（04）.
[2] 陈衍庆，王玉容.建筑新技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.