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摘要：一般认为，建筑设计中的自然通风的形成可以依靠天然动力和人为动力。前者主要依靠风压与热压，后者主要是通过一些机械手段。建筑设计中自然通风则可以利用当地自然条件和建筑本身设计得到实现。当然，这样的方式方法都有着各自的优缺点，需要设计者根据实际情况进行选择对比。
关键词：建筑设计、自然通风、条件、实现、反思
中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：
一、自然通风的形成条件
1.1风压与热压：天然动力的自然通风
在外部环境良好，污染较少的地区可以利用风压实现自然通风。我国大部分的炎热湿润地区都可以采取如是手段。具体说来，当地的建筑设计可以采用较为轻便的墙体，窗户的设计要开阔通透，同时为了更好收集凉风，建筑可以考虑架空设计。这样便可以通过风压使室内空气得到流通，同时也能够达到净化室内空气的目的。具体说来，每当有风吹向建筑的时候，迎风面便会将风转化成能量的形式，使动力压变为静立压，从而使正压出现在迎风面上，从而建筑外部的大量空气便会进入建筑内部。与之类似，建筑物的背风面或是侧面便会因为绕流作用而形成负压，这就使得进入建筑物的大量空气可以从建筑物中顺利流出。这样，建筑物内的空间方可保持流动不断的状态，风压而成的自然通风便会得以实现。在这种情况下，建筑物的外形与形式，自然风的物理状况和建筑物的位置及所在地的地理环境都会影响到风压的高低。从设计的角度来看，只有让自然风的吹向垂直于建筑的迎风面时，建筑物两侧的正负压才能够达到最大值。
和风压类似，热压效应也可以实现建筑物的自然通风。顾名思义，热压是指利用建筑物内外气温的差异。这种差异可以形成与风压类似的空气流通。在建筑物内部温度较高的时候，室内空气的温度也随之升高，从而可以形成上升运动。如果在建筑物上部安置排风口，那么室内的空气便会依照所谓“烟囱”原理排出室外。于此同时，排出空气留下的空间则可被从建筑下部进入室内的空气所补充，从而形成了空气在建筑内部的循环。热压形成通风的强弱主要需要考虑建筑物进风口与出风口的高度差异，以及室内外气温的差异。从设计的角度来看，在建筑物内部多设置注入通风塔之内的空腔，可以明显提高上下两口的高差对比，进而更好的实现热差效应。不同于风压通风，热压通风对建筑物所在地的气候敏感度不高，相对来说更为普适一些。
1.2机械手段：人力作用的自然通风
风压通风与热压通风虽然可以适应大部分的室外环境，但在面对通风路径较长的建筑物时往往显得力不从心，是自然通风的效果不尽人意。特别是近几年空气质量不容乐观的情况下，自然通风往往会带来一系列的麻烦。这样看来，单纯的自然通风并不能满足实际的建筑设计需要。这时就需要通过人工机械的方式作为自然通风的主要手段。所谓机械手段，简单地说就是为建筑物设置空气循环通道，人为的增加空气流通的路径，并利用机械动力辅助自然通风的形成。在具体的设计中，机械手段的运用应该与自然手段紧密结合，互为依托。在设计方案上则要考虑多种因素的共同作用，如当地的常年风向，建筑的物理属性等等因素。特别值得注意的是，评估风压与热压的作用时决不可简单线性叠加。当建筑部位进深较小，适宜通过风压作用来直接通风，如果进深较大则通过热压来自然通风，而机械的辅助可以使二者的实现更为顺利。
二、建筑设计中自然通风的实现
2.1利用当地自然条件实现通风
为了正确的确定建筑的朝向，需要对建筑物所在地的日照量进行详尽的考察了解，同时也要考虑到当地的风向变化，这点在季风转化明显的地域尤其值得注意。要知道，不同地区风的特点也会有所不同，在进行建筑物朝向选择过程中，要使建筑主立面最大程度朝向夏季主导风向，主要是由于建筑物迎风面最大的压力是在与风向垂直的面上，而侧立面对着冬季主导风向。结合我国的实际情况，我国疆域内太阳辐射量最多的方一般都是南向，而且我国一半以上地区夏季一般是南或南偏东风向，因此，无论是改善夏季通风环境，还是降低寒热气候中的空调负荷，建筑物的朝向一般仍然是选择南向。南向的设计主要是可以有效避免東、西晒，兼顾两者。与此同时，一地的自然条件还决定着建筑围护设计的开口大小，特别是窗口的大小、形制。在外界风俗较大的时候，应该缩小窗口的大小，以降低通风量；在外界风速较缓的时候，则需要扩大窗口，使建筑物的通风量得到满足。为了实现这一目的，要最大程度控制建筑内部气流路径的阻力。通常采取减短气流路径例如建筑穿堂风设计的方式加以解决。
2.2利用建筑本身设计实现自然通风
自然通风很大程度上收到建筑物的体型和布局的影响。在设计单体建筑过程中要最大程度上确保建筑法线方向一致于建筑所在地夏季的主导风向。然而在设计建筑群体时，前后面建筑之间的影响显著，必须要对建筑群的整体布局和楼间距进行分析和优化。在进行建筑设计时，屋顶的形状对室外风压产生影响，并且对自然通风效果产生影响。在这种情况下，在选择屋顶形状时，适宜选择翼形屋顶，以形成低压区和高压区。通过实验表明，室内气流的流速以及分布一定程度上取决于屋顶的高度和形状。通过屋顶设置架空隔热层，通过中间的空气间层带走热量，降低屋面温度。此外，在实际中在结构层中间设置通风隔热层也较为常见，例如坡屋顶结构。双层玻璃幕墙一般有着在夜间时可安全进行通风；室内不再受室外噪声的影响和避免开窗时会对室内温度产生影响的优点。双层幕墙由内外两道幕墙组成，即将需要隔热的外墙做成带有空气间层的空心夹层墙，并在下部和上部分别开有进风口和出风口。由于夹层内的空气受热，逐渐上升，于夹层内部形成压力差，促使内部气流流动，进而能够带走内部的热量和潮气。通常为达到更好的隔热效果，在通道内设置有百叶等遮阳装置。双层玻璃幕墙不仅能够保持轻盈的外形，还可以有效地适应高层建筑中过高的风压和热压带来的风速过大，可以避免夜间开窗通风产生的安全问题，能够有效提高围护结构的保温隔热性能，还可以控制室内噪音。
三、对自然通风的意义和反思
综上所述，自然通风技术作为一种节能的手段，是一种可持续的节能技术、是减少建筑运行费用的技术。在有空调并且也能实现通风的建筑中，在情况允许的条件下应尽可能充分考虑自然通风。尽管采用自然通风有一些弊端，如室外空气质量差污染物多，如果考虑自然通风就会给室内引入许多污染物；在室外环境本身就闷热的情况下，开窗后虽然新鲜空气可对流交换，但室内温度就无法快速降下来，此时通风就起不到调节室温的作用；有些建筑物对室内洁净度、空气风速要求严格，如果开窗通风换气就可能达不到要求等。但自然通风具有节约能源、提升建筑物室内空气质量的优点。自然通风和空调都可以起到冷却通风的作用，但空调需要耗费大量能源而且还需投资许多处理装置，仅此，自然通风就可以降低能耗达到45% 以上。使用空调的建筑物，空调可以控制的更多的是室内空气的温度而并非是空气质量，大多数集中空调新风量往往不足，需另外补充新风。自然通风可以把室外新鲜的空气补充到室内，将室内污浊的空气排至室外。因此，在建筑设计中，如何有效利用自然通风将是我们必须要考虑的问题。
参考文献：
［1］李忠民 赵秀玉：《自然通风的原理及其在建筑设计中的应用》，《黑龙江科技信息》， 2009年03期
［2］李志斌：《有关现代建筑自然通风在设计中的方式与分析》，《四川建材》，2009年01期
［3］钟军立 曾艺君：《建筑的自然通风设计浅析》，《重庆建筑大学学报》， 2004，02期
［4］姜杰 朱江：《小议建筑自然通风技术的实现》，《民营科技》， 2011年10期
关键词：建筑设计、自然通风、条件、实现、反思
中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：
一、自然通风的形成条件
1.1风压与热压：天然动力的自然通风
在外部环境良好，污染较少的地区可以利用风压实现自然通风。我国大部分的炎热湿润地区都可以采取如是手段。具体说来，当地的建筑设计可以采用较为轻便的墙体，窗户的设计要开阔通透，同时为了更好收集凉风，建筑可以考虑架空设计。这样便可以通过风压使室内空气得到流通，同时也能够达到净化室内空气的目的。具体说来，每当有风吹向建筑的时候，迎风面便会将风转化成能量的形式，使动力压变为静立压，从而使正压出现在迎风面上，从而建筑外部的大量空气便会进入建筑内部。与之类似，建筑物的背风面或是侧面便会因为绕流作用而形成负压，这就使得进入建筑物的大量空气可以从建筑物中顺利流出。这样，建筑物内的空间方可保持流动不断的状态，风压而成的自然通风便会得以实现。在这种情况下，建筑物的外形与形式，自然风的物理状况和建筑物的位置及所在地的地理环境都会影响到风压的高低。从设计的角度来看，只有让自然风的吹向垂直于建筑的迎风面时，建筑物两侧的正负压才能够达到最大值。
和风压类似，热压效应也可以实现建筑物的自然通风。顾名思义，热压是指利用建筑物内外气温的差异。这种差异可以形成与风压类似的空气流通。在建筑物内部温度较高的时候，室内空气的温度也随之升高，从而可以形成上升运动。如果在建筑物上部安置排风口，那么室内的空气便会依照所谓“烟囱”原理排出室外。于此同时，排出空气留下的空间则可被从建筑下部进入室内的空气所补充，从而形成了空气在建筑内部的循环。热压形成通风的强弱主要需要考虑建筑物进风口与出风口的高度差异，以及室内外气温的差异。从设计的角度来看，在建筑物内部多设置注入通风塔之内的空腔，可以明显提高上下两口的高差对比，进而更好的实现热差效应。不同于风压通风，热压通风对建筑物所在地的气候敏感度不高，相对来说更为普适一些。
1.2机械手段：人力作用的自然通风
风压通风与热压通风虽然可以适应大部分的室外环境，但在面对通风路径较长的建筑物时往往显得力不从心，是自然通风的效果不尽人意。特别是近几年空气质量不容乐观的情况下，自然通风往往会带来一系列的麻烦。这样看来，单纯的自然通风并不能满足实际的建筑设计需要。这时就需要通过人工机械的方式作为自然通风的主要手段。所谓机械手段，简单地说就是为建筑物设置空气循环通道，人为的增加空气流通的路径，并利用机械动力辅助自然通风的形成。在具体的设计中，机械手段的运用应该与自然手段紧密结合，互为依托。在设计方案上则要考虑多种因素的共同作用，如当地的常年风向，建筑的物理属性等等因素。特别值得注意的是，评估风压与热压的作用时决不可简单线性叠加。当建筑部位进深较小，适宜通过风压作用来直接通风，如果进深较大则通过热压来自然通风，而机械的辅助可以使二者的实现更为顺利。
二、建筑设计中自然通风的实现
2.1利用当地自然条件实现通风
为了正确的确定建筑的朝向，需要对建筑物所在地的日照量进行详尽的考察了解，同时也要考虑到当地的风向变化，这点在季风转化明显的地域尤其值得注意。要知道，不同地区风的特点也会有所不同，在进行建筑物朝向选择过程中，要使建筑主立面最大程度朝向夏季主导风向，主要是由于建筑物迎风面最大的压力是在与风向垂直的面上，而侧立面对着冬季主导风向。结合我国的实际情况，我国疆域内太阳辐射量最多的方一般都是南向，而且我国一半以上地区夏季一般是南或南偏东风向，因此，无论是改善夏季通风环境，还是降低寒热气候中的空调负荷，建筑物的朝向一般仍然是选择南向。南向的设计主要是可以有效避免東、西晒，兼顾两者。与此同时，一地的自然条件还决定着建筑围护设计的开口大小，特别是窗口的大小、形制。在外界风俗较大的时候，应该缩小窗口的大小，以降低通风量；在外界风速较缓的时候，则需要扩大窗口，使建筑物的通风量得到满足。为了实现这一目的，要最大程度控制建筑内部气流路径的阻力。通常采取减短气流路径例如建筑穿堂风设计的方式加以解决。
2.2利用建筑本身设计实现自然通风
自然通风很大程度上收到建筑物的体型和布局的影响。在设计单体建筑过程中要最大程度上确保建筑法线方向一致于建筑所在地夏季的主导风向。然而在设计建筑群体时，前后面建筑之间的影响显著，必须要对建筑群的整体布局和楼间距进行分析和优化。在进行建筑设计时，屋顶的形状对室外风压产生影响，并且对自然通风效果产生影响。在这种情况下，在选择屋顶形状时，适宜选择翼形屋顶，以形成低压区和高压区。通过实验表明，室内气流的流速以及分布一定程度上取决于屋顶的高度和形状。通过屋顶设置架空隔热层，通过中间的空气间层带走热量，降低屋面温度。此外，在实际中在结构层中间设置通风隔热层也较为常见，例如坡屋顶结构。双层玻璃幕墙一般有着在夜间时可安全进行通风；室内不再受室外噪声的影响和避免开窗时会对室内温度产生影响的优点。双层幕墙由内外两道幕墙组成，即将需要隔热的外墙做成带有空气间层的空心夹层墙，并在下部和上部分别开有进风口和出风口。由于夹层内的空气受热，逐渐上升，于夹层内部形成压力差，促使内部气流流动，进而能够带走内部的热量和潮气。通常为达到更好的隔热效果，在通道内设置有百叶等遮阳装置。双层玻璃幕墙不仅能够保持轻盈的外形，还可以有效地适应高层建筑中过高的风压和热压带来的风速过大，可以避免夜间开窗通风产生的安全问题，能够有效提高围护结构的保温隔热性能，还可以控制室内噪音。
三、对自然通风的意义和反思
综上所述，自然通风技术作为一种节能的手段，是一种可持续的节能技术、是减少建筑运行费用的技术。在有空调并且也能实现通风的建筑中，在情况允许的条件下应尽可能充分考虑自然通风。尽管采用自然通风有一些弊端，如室外空气质量差污染物多，如果考虑自然通风就会给室内引入许多污染物；在室外环境本身就闷热的情况下，开窗后虽然新鲜空气可对流交换，但室内温度就无法快速降下来，此时通风就起不到调节室温的作用；有些建筑物对室内洁净度、空气风速要求严格，如果开窗通风换气就可能达不到要求等。但自然通风具有节约能源、提升建筑物室内空气质量的优点。自然通风和空调都可以起到冷却通风的作用，但空调需要耗费大量能源而且还需投资许多处理装置，仅此，自然通风就可以降低能耗达到45% 以上。使用空调的建筑物，空调可以控制的更多的是室内空气的温度而并非是空气质量，大多数集中空调新风量往往不足，需另外补充新风。自然通风可以把室外新鲜的空气补充到室内，将室内污浊的空气排至室外。因此，在建筑设计中，如何有效利用自然通风将是我们必须要考虑的问题。
参考文献：
［1］李忠民 赵秀玉：《自然通风的原理及其在建筑设计中的应用》，《黑龙江科技信息》， 2009年03期
［2］李志斌：《有关现代建筑自然通风在设计中的方式与分析》，《四川建材》，2009年01期
［3］钟军立 曾艺君：《建筑的自然通风设计浅析》，《重庆建筑大学学报》， 2004，02期
［4］姜杰 朱江：《小议建筑自然通风技术的实现》，《民营科技》， 2011年10期