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摘要：本文介绍了居住建筑节能设计技术中的自然通风与空间设计的关系，其中，自然通风在建筑中的应用中要考虑三个方面进行了分析。
关键词：居住建筑；节能技术；通风；空间设计
1 引言
建筑方案阶段的内部空间节能设计主要通过创造自然通风和进行合理的平面布局等技术手段实现的，这些技术策略的应用不只是水平方向的设计，也包括垂直方向的设计，完美的把这些技术策略与建筑艺术和功能要求相结合需要建筑师对相关技术知识的正确掌握与理解，以及较强的空间组织能力。
2 建筑节能现状
建筑节能一词的词义先后经历了三个阶段。第—个阶段叫“建筑节能”；第二个阶段叫“在建筑中保持能源”，即减少能量在建筑中的损失；第三个阶段叫“提高建筑中能源利用效率”。其中第三阶段的叫法更为积极。这表明，人们对建筑节能的认识已从单纯的抑制需求、减少能耗量，发展为提高能源的利用率，即利用相同的能耗，为人们提供更为健康舒适的生活和工作环境。我国建筑节能工作大体经历了四个阶段：第一阶段：能源的节约，即减少能源消耗，尽可能少用能源；第二阶段：能源守恒，即尽可能在建筑中保持能源，减少能源的流失；第三阶段：提高能源利用效率；第四阶段：减少各种有害气体对环境的负面影响，是建筑节能具有了保护地球环境的更高层次的意义。
我国建筑节能工作起步较晚，始于80年代初，根据先居住建筑后公共建筑，先北方后南方，先城镇后农村的原则，我国先后制定和颁布了一系列的节能技术法规和标准规范。随着新材料、新技术的发展，现有的节能技术和方法已不能满足新的要求。并且，在办公建筑中，随着人们对居住环境舒适度要求的提高，现有的节能措施已明显不足。故需要研究一套符合时代要求的理论来支持新时代的建筑节能设计。
目前，我国居住建筑的节能策略主要有以下几个方面：通过有效的组团规划、单体设计，从朝向、间距、体形上保证建筑物有足够的太阳辐射，并组织有利的自然通风；减小建筑物的体形系数及外表面积，加强外围护结构的保温隔热性能，以减少能量损失；提高门窗气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量；改善采暖和空调系统的运行效率和管理手段，减少设备能耗。
3 居住建筑节能设计技术因素
3.1 自然通风与空间设计
自然通风是当今节能建筑所普遍采用的一项比较成熟而廉价的技术措施。采用自然通风方式的根本目的就是取代(或部分取代)传统空调制冷系统。这有两方面至关重要的意义：一是实现有效被动式制冷．可以在不消耗能源的情况下降低室内温度；二是可以提供自然空气(新风)，带走潮湿气体，有利于人的生理和心理健康。
3.1.1 通风原理
在建筑中,自然通风由于空气流动导致对流传热的产生，而空气流动是因为在建筑物的门、窗等开VI处存有空气压力差。造成这种空气压力差的原因有两个：一个是风压作用。一个是热压作用。热压主要取决于室内外空气温差所导致的空气容重差和进出口 位置的高度差，解决热压问题可通过空间布局、门窗洞口的合理设计。建筑设计率应设置一定数量的低窗与高窗相结合,增加进出口的高差，热空气上升，经由高窗排出，凉爽的空气由低矮的洞口进入室内，这就是常见的烟囱效应。
3.1.2 自然通风在建筑中的应用
1)增加室内外的温差
根据热压原理，为了获得良好的通风，必需具备较大的温差，但这并不意味着升高室内的温度。例如在夏季日照充足的亚热带地区，可以利用住宅顶层作集热空间，通过风管连接各层。结合太阳能利用增加温差。集热空间温度越高，与室内温差就越大,拔风效果越明显。但是使用这种方法一定要解决好集热空间与使用空间的绝热问题，使集热空间温度增加时,不会导致使用空间的温度增加。
2)加速室内空气流动
开窗位置直接影响气流路线，因此，选择适当的窗户位置和形式对形成所期望的气流十分重要。若进、出风口正对风向，则主导气流就幽进风口直接流向出风口。对室内墙角的空气流动影响较小:若错开进、出风口的位置，使进、出风口分设在相邻的两个墙面上，利用气流的惯性作用，使气流在室内改变方向，可获得良好的室内通风条件。
3.2 室内房间布局
3.2.1 有利于穿堂风的形成
穿堂风是夏热冬冷地区传统建筑解决潮湿闷热和通风换气的主要风环境形式，不论是在住宅群体的布局上，还是在单个住宅的平面与空间构成上，都非常注重穿堂风的形成。在节能建筑单体平面房间布局设计中，从利于穿堂风的形成角度,应考虑以下因素：
1)布置住宅建筑的房间时，由于不同房问因使用性质、重要性和使用时间的不同而存在对室内热舒适要求的不同，有必要确立优先的顺序，即先是起居室和主卧室，然后是次卧室和工作室，最后是厨房和卫生问。适量的通风换气是室内空气质量的必要保证，室内换气宜采用有利于主要房间的有组织换气(有组织换气可以提高换气效率,减少室内外换气热交换),即新鲜空气从起居室、卧室等主要房间进入，经过过厅、餐厅等空间，最后由厨房、卫生问排到室外,同时避免厨房、卫生间内的空气进入其它房间。
2)房间的面积以满足使用要求为宜，不宜过大。特别是起居室，它是整套居室采暖通风的中心地段，更不宜过大；
3)门窗洞口的开启位置除有利于提高居室的面积利用率与合理布置家具外，还应有利于组织穿堂风，避免“口袋屋”式的平面布局。
4)厨房和卫生间进出排风口的设置要考虑主导风向和对邻室的不利影响，避免强风时的倒灌现象和油烟等对周围环境的污染。特别是厨房和卫生间，它们是氡等有害气体的产生源，合理的通风换气更为重要。
3.2.2 有利于日照
室内房间布局应有利于室内采光和自然通风。由于体形系数、建筑面宽和建筑节地的限制，并不是所有房间均可获得理想的采光和通风条件。虽然我国建筑节能计算是以建筑作为研究对象的，但不同房间因使用性质、重要性和使用时间的不同而存在对室户热舒适要求的不同，所以有必要确立优先的顺序，即先是起居室和主卧室，然后是次卧室和工作室，最后是厨房和卫生间(门厅、过厅和餐厅一般与起居室相通，可以获得一定的采光和通风)。
虽然北向房间在夏季受到太阳直接热辐射的影响较小，但起居室和主卧室等主要房间还是廊优先考虑布置在南向，原因有三：1)夏季南向太阳高度角较高，南向围护结构接受到的太阳辐射总量与北向相差不多：2)此地区冬季室内如果没有阳光，会使人感到异常阴冷；3)夏季南向太阳高度角较高，通过比较简易的遮阳措施即可处理。东西向为房间开窗的最不利朝向，但在某些情况下，尤其是由于景观的原
因(好的景观有时会成为住宅设计中最具有影响力的决定阂素)，必须在起居室或卧室的东、西向开面积较大的窗，以获得理想的景观视野。在东、西向开面积较大的窗，不但冬季太阳辐射得热量较少，而且在夏季还会有大量高度角较低的东、西向太阳热辐射进入室内，这当然非常不利于节能。为了缓解这一矛盾，可以采用如下方法：①是窗户外面设置出挑较大的阳台，这样不但可以获得理想的户外观景条件，也可以利用出挑的刚台遮挡较多的夏季太阳热辐射：②是在窗外或阳台外沿采用可调节的外遮阳百叶，遮挡东、西向太阳热辐射；⑧是在选择窗玻璃材料时选用低辐射镀膜玻璃，这样既可以减少中长波的太阳热辐射进人室内，又不会过多地影响可见光的进入，仍可以获得较好的景观视野。
3.2.3 平面凹凸
节能住宅平面设计应尽量紧凑，减少外墙长度．体型系数控制在0．3以内，平、立而不宜出现过多的凹凸，凸出房间遮挡凹进房间的日照，凹进越深，凹进房間的外墙宽度越小．日照遮挡就越严重。凸出房间与室外有两个直接接触面．外表面积远大于不凸出房间，与室外通过外围护结构的热交换量相对较大。所以，凹进房间和凸出房间均不宜作为起居室和主卧室等主要空间。由于起居室和主卧室多在南向。那么住宅平面必要的凹凸更宜选在北面。主要房间与室外的直接接触面不但不宜过大，而且宜把几个主要房问集中布置，因为主要房间大多有主动设备间歇制冷或采暖，集中布置可以减少空调房间的外围护结构面积。
3.2.4 附加阳光间
附加阳光间属一种多功能的房间，除了可作为一种集热设施外，还可用作为休息、娱乐、养花、养鱼等空间，是冬季让人们置身于大自然中的一种室内环境，也是为其毗连的房间供热的一种有效设施。附加阳光间除最好能在南向墙面全部设置玻璃外，还应在毗连的二主房坡顶部分加设倾斜玻璃。这样做可大大增加进热量，但倾斜部分的玻璃擦洗比较困难。另外，当夏季时，如无适当的隔热措施，阳光间的气温往往变得过高。当冬季时，由于玻璃的保温能力非常差，如无适当的附加保温措施，则日落后室内气温将会大幅度地下降。
4 结语
本文介绍了居住建筑节能设计技术中的自然通风与空间设计的关系，其中，自然通风在建筑中的应用中要考虑三个方面：增加室内外的温差、加速室内空气流动、烟囱效应的运用；并就居住建筑节能技术中的室内房间布局要素进行了深入研究，即室内房间布局主要包括有利于穿堂风的形成、有利于日照、建筑平面要凹凸有致、考虑附加阳光问四个要素。
关键词：居住建筑；节能技术；通风；空间设计
1 引言
建筑方案阶段的内部空间节能设计主要通过创造自然通风和进行合理的平面布局等技术手段实现的，这些技术策略的应用不只是水平方向的设计，也包括垂直方向的设计，完美的把这些技术策略与建筑艺术和功能要求相结合需要建筑师对相关技术知识的正确掌握与理解，以及较强的空间组织能力。
2 建筑节能现状
建筑节能一词的词义先后经历了三个阶段。第—个阶段叫“建筑节能”；第二个阶段叫“在建筑中保持能源”，即减少能量在建筑中的损失；第三个阶段叫“提高建筑中能源利用效率”。其中第三阶段的叫法更为积极。这表明，人们对建筑节能的认识已从单纯的抑制需求、减少能耗量，发展为提高能源的利用率，即利用相同的能耗，为人们提供更为健康舒适的生活和工作环境。我国建筑节能工作大体经历了四个阶段：第一阶段：能源的节约，即减少能源消耗，尽可能少用能源；第二阶段：能源守恒，即尽可能在建筑中保持能源，减少能源的流失；第三阶段：提高能源利用效率；第四阶段：减少各种有害气体对环境的负面影响，是建筑节能具有了保护地球环境的更高层次的意义。
我国建筑节能工作起步较晚，始于80年代初，根据先居住建筑后公共建筑，先北方后南方，先城镇后农村的原则，我国先后制定和颁布了一系列的节能技术法规和标准规范。随着新材料、新技术的发展，现有的节能技术和方法已不能满足新的要求。并且，在办公建筑中，随着人们对居住环境舒适度要求的提高，现有的节能措施已明显不足。故需要研究一套符合时代要求的理论来支持新时代的建筑节能设计。
目前，我国居住建筑的节能策略主要有以下几个方面：通过有效的组团规划、单体设计，从朝向、间距、体形上保证建筑物有足够的太阳辐射，并组织有利的自然通风；减小建筑物的体形系数及外表面积，加强外围护结构的保温隔热性能，以减少能量损失；提高门窗气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量；改善采暖和空调系统的运行效率和管理手段，减少设备能耗。
3 居住建筑节能设计技术因素
3.1 自然通风与空间设计
自然通风是当今节能建筑所普遍采用的一项比较成熟而廉价的技术措施。采用自然通风方式的根本目的就是取代(或部分取代)传统空调制冷系统。这有两方面至关重要的意义：一是实现有效被动式制冷．可以在不消耗能源的情况下降低室内温度；二是可以提供自然空气(新风)，带走潮湿气体，有利于人的生理和心理健康。
3.1.1 通风原理
在建筑中,自然通风由于空气流动导致对流传热的产生，而空气流动是因为在建筑物的门、窗等开VI处存有空气压力差。造成这种空气压力差的原因有两个：一个是风压作用。一个是热压作用。热压主要取决于室内外空气温差所导致的空气容重差和进出口 位置的高度差，解决热压问题可通过空间布局、门窗洞口的合理设计。建筑设计率应设置一定数量的低窗与高窗相结合,增加进出口的高差，热空气上升，经由高窗排出，凉爽的空气由低矮的洞口进入室内，这就是常见的烟囱效应。
3.1.2 自然通风在建筑中的应用
1)增加室内外的温差
根据热压原理，为了获得良好的通风，必需具备较大的温差，但这并不意味着升高室内的温度。例如在夏季日照充足的亚热带地区，可以利用住宅顶层作集热空间，通过风管连接各层。结合太阳能利用增加温差。集热空间温度越高，与室内温差就越大,拔风效果越明显。但是使用这种方法一定要解决好集热空间与使用空间的绝热问题，使集热空间温度增加时,不会导致使用空间的温度增加。
2)加速室内空气流动
开窗位置直接影响气流路线，因此，选择适当的窗户位置和形式对形成所期望的气流十分重要。若进、出风口正对风向，则主导气流就幽进风口直接流向出风口。对室内墙角的空气流动影响较小:若错开进、出风口的位置，使进、出风口分设在相邻的两个墙面上，利用气流的惯性作用，使气流在室内改变方向，可获得良好的室内通风条件。
3.2 室内房间布局
3.2.1 有利于穿堂风的形成
穿堂风是夏热冬冷地区传统建筑解决潮湿闷热和通风换气的主要风环境形式，不论是在住宅群体的布局上，还是在单个住宅的平面与空间构成上，都非常注重穿堂风的形成。在节能建筑单体平面房间布局设计中，从利于穿堂风的形成角度,应考虑以下因素：
1)布置住宅建筑的房间时，由于不同房问因使用性质、重要性和使用时间的不同而存在对室内热舒适要求的不同，有必要确立优先的顺序，即先是起居室和主卧室，然后是次卧室和工作室，最后是厨房和卫生问。适量的通风换气是室内空气质量的必要保证，室内换气宜采用有利于主要房间的有组织换气(有组织换气可以提高换气效率,减少室内外换气热交换),即新鲜空气从起居室、卧室等主要房间进入，经过过厅、餐厅等空间，最后由厨房、卫生问排到室外,同时避免厨房、卫生间内的空气进入其它房间。
2)房间的面积以满足使用要求为宜，不宜过大。特别是起居室，它是整套居室采暖通风的中心地段，更不宜过大；
3)门窗洞口的开启位置除有利于提高居室的面积利用率与合理布置家具外，还应有利于组织穿堂风，避免“口袋屋”式的平面布局。
4)厨房和卫生间进出排风口的设置要考虑主导风向和对邻室的不利影响，避免强风时的倒灌现象和油烟等对周围环境的污染。特别是厨房和卫生间，它们是氡等有害气体的产生源，合理的通风换气更为重要。
3.2.2 有利于日照
室内房间布局应有利于室内采光和自然通风。由于体形系数、建筑面宽和建筑节地的限制，并不是所有房间均可获得理想的采光和通风条件。虽然我国建筑节能计算是以建筑作为研究对象的，但不同房间因使用性质、重要性和使用时间的不同而存在对室户热舒适要求的不同，所以有必要确立优先的顺序，即先是起居室和主卧室，然后是次卧室和工作室，最后是厨房和卫生间(门厅、过厅和餐厅一般与起居室相通，可以获得一定的采光和通风)。
虽然北向房间在夏季受到太阳直接热辐射的影响较小，但起居室和主卧室等主要房间还是廊优先考虑布置在南向，原因有三：1)夏季南向太阳高度角较高，南向围护结构接受到的太阳辐射总量与北向相差不多：2)此地区冬季室内如果没有阳光，会使人感到异常阴冷；3)夏季南向太阳高度角较高，通过比较简易的遮阳措施即可处理。东西向为房间开窗的最不利朝向，但在某些情况下，尤其是由于景观的原
因(好的景观有时会成为住宅设计中最具有影响力的决定阂素)，必须在起居室或卧室的东、西向开面积较大的窗，以获得理想的景观视野。在东、西向开面积较大的窗，不但冬季太阳辐射得热量较少，而且在夏季还会有大量高度角较低的东、西向太阳热辐射进入室内，这当然非常不利于节能。为了缓解这一矛盾，可以采用如下方法：①是窗户外面设置出挑较大的阳台，这样不但可以获得理想的户外观景条件，也可以利用出挑的刚台遮挡较多的夏季太阳热辐射：②是在窗外或阳台外沿采用可调节的外遮阳百叶，遮挡东、西向太阳热辐射；⑧是在选择窗玻璃材料时选用低辐射镀膜玻璃，这样既可以减少中长波的太阳热辐射进人室内，又不会过多地影响可见光的进入，仍可以获得较好的景观视野。
3.2.3 平面凹凸
节能住宅平面设计应尽量紧凑，减少外墙长度．体型系数控制在0．3以内，平、立而不宜出现过多的凹凸，凸出房间遮挡凹进房间的日照，凹进越深，凹进房間的外墙宽度越小．日照遮挡就越严重。凸出房间与室外有两个直接接触面．外表面积远大于不凸出房间，与室外通过外围护结构的热交换量相对较大。所以，凹进房间和凸出房间均不宜作为起居室和主卧室等主要空间。由于起居室和主卧室多在南向。那么住宅平面必要的凹凸更宜选在北面。主要房间与室外的直接接触面不但不宜过大，而且宜把几个主要房问集中布置，因为主要房间大多有主动设备间歇制冷或采暖，集中布置可以减少空调房间的外围护结构面积。
3.2.4 附加阳光间
附加阳光间属一种多功能的房间，除了可作为一种集热设施外，还可用作为休息、娱乐、养花、养鱼等空间，是冬季让人们置身于大自然中的一种室内环境，也是为其毗连的房间供热的一种有效设施。附加阳光间除最好能在南向墙面全部设置玻璃外，还应在毗连的二主房坡顶部分加设倾斜玻璃。这样做可大大增加进热量，但倾斜部分的玻璃擦洗比较困难。另外，当夏季时，如无适当的隔热措施，阳光间的气温往往变得过高。当冬季时，由于玻璃的保温能力非常差，如无适当的附加保温措施，则日落后室内气温将会大幅度地下降。
4 结语
本文介绍了居住建筑节能设计技术中的自然通风与空间设计的关系，其中，自然通风在建筑中的应用中要考虑三个方面：增加室内外的温差、加速室内空气流动、烟囱效应的运用；并就居住建筑节能技术中的室内房间布局要素进行了深入研究，即室内房间布局主要包括有利于穿堂风的形成、有利于日照、建筑平面要凹凸有致、考虑附加阳光问四个要素。