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摘要：人们生活水平的不断提高，致使人们对建筑物室内的舒适度的要求也越来越严格。建筑物的自然通风效果的好坏会直接影响到人的舒适度。因此，对建筑物自然通风的设计尤为重要。本文对建筑设计中的自然通风进行研究，剖析建筑物自然通风的机理，使传统风能相关原理及技术与建筑物的设计相结合，达到建筑物自然通风的最佳化。
关键词：建筑设计；自然通风；机理；应用
1、自然通风的功能
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。它通过空气更新和气流的生理作用对人体的生物感受起到直接的影响作用，并通过对室内气温、湿度及内表面温度的影响而起到间接的影响作用。通常认为，自然通风的作用具有三种不同的功能：第一，健康通风，即保证室内空气质量IAG；第二，熱舒适通风，即增加体内散热，以及防止由皮肤潮湿引起的不舒适以改善热舒适条件；第三，降温通风，即当室内气温高于室外的气温时，使建筑构件降温。据测定，室内外温差大时，开窗10～15分钟可完全换气一次；温差小时，大约半小时可交换一次。
2、自然通风的机理
2.1通过风压来实现自然通风
完全自然通风，是根据室外风速给室内外温度造成温差，产生空气流动而形成的。大气的压差是导致风形成的原因。如果风在前进的过程中遇到障碍物，如树或房子，就会发生能量的转变。由于通过阻碍物而产生的压力差，导致空气从室外的窗缝及空隙进入室内，再从将室内的空气从另一面排出，这就形成了完全自然通风。建筑物四周的风压与其几何造型、建筑对于风来的方向、速度和建筑四周的自然地势有关。
2.2通过热压来实现自然通风
风压和热压是促进自然通风的力量，通常而言，当室内与室外的气压形成差异的时候，气流就会随着这种差异进行流动，从而实现自然通风，促进室内空气的流通，使居住者感到居住适宜，通风气爽。自然通风五一是相对于电器的通风更加健康、更加经济、更加舒适的通风方式。有时候通风口的设置对于促进通风也具有重要的作用，有助于加强自然通风的实施效果。影响热压通风的因素有很多种：窗孔位置、两窗孔的高差和室内空气密度差都是重要的因素。在建筑设计实施的过程中，使用的方法有很多，例如建筑物内部贯穿多层的竖向井洞也是一种重要的方法，通过合理有效的通风方法实现空气的流通。
2.3通过风压和热压的共同作用来实现自然通风
在实际应用环节中，关于自然通风是热压形成的还是风压形成的是非常不容易分辨的，而且风压和热压相辅相成，只是双方所发挥的作用存在差异。再加上风压会直接受到天气、建筑物形状、室外风向等影响，因此风压和热压的作用是不能够单纯地进行线性叠加的。也就是说，通常对于建筑进深较小的部分多是通过风压来实现自然通风，对于进深较大的部分多是通过热压来实现自然通风。
2.4机械辅助式自然通风
现代化的建筑楼层越来越高，面积越来越大，实现通风的必要性更大，同时也必然面对的一个问题是这也使得通风路径更长，这样空气就会受到建筑物的阻碍，因此，不得不面对的现实是简单的依靠自然风压及热风无法实现优质的通风效果。但是，对于自然通风需要注意的一个问题是，由于社会发展造成的自然环境恶化，对于城市环境比较恶劣的地区，自然通风会把恶劣的空气带入室内，造成室内空气的污染，危害到居住者的身体健康，这时就需要辅助的自然通风，这有利于室内空气的净化，不仅实现室内的通风，也不将影响身体健康的恶劣空气带入室内。
3、建筑设计中对自然通风的应用
3.1总平面布局
房间要想获取良好的通风条件，就要组织建立好穿堂风。所以，在建筑设计总平面布局时，首先要考虑建筑物的朝向、之间距理和建筑群布局。总之，建筑应使用错列或斜列的方式进行平面布局，使每幢建筑都能获取良好的自然通风；在设计上，应尽量使房屋的纵轴与夏季主导风向相垂直，主卧应建在夏季风向的迎风面；建筑的宽度对自然通风有直接影响。当建筑宽度在10m以内，可以选用单侧通风；宽度在15m以内，可以选用双侧通风。
3.2建筑朝向以及通风口的面积
由于风压的作用往往是通过风压系数表现出的，从而就与建筑朝向以及通风的面积具有密切的关系。而且不同气候地区的主导风向都呈现出较大的差异，所以就要求建筑朝向与夏季的主导风向保持一致。与此同时，在进行整体布局的同时，对建筑物的形体（例如建筑物的高度、形状等）实施控制也是很有必要的。而且还应该在此基础上，结合室内新风量的需求来设计通风口，在这里所指的就是有效通风面积以及在建筑立面上的设计位置。此外，房间的相对位置以及开口大小都会对风速以及进风量产生直接的影响，这样将进风口以及出风口两者位置错开并保持一定距离是很有必要的，从而就能够有效地改变气流在室内的方向，达到更好的通风效果。
3.3合理规划建筑间距
建筑物之间的距离规划是否合理，决定着自然风的流通是否顺畅，因此在建筑设计时，规划好建筑物之间的距离显得至关重要。但是现在随着可利用建筑面积的减少，很多建筑商为了获取单位面积内更大的经济效益，盲目地压缩建筑间距，以提高建筑密度，这样极大地影响了自然风的顺利进入以及日照效果，使人们的居住质量和热舒适性大大降低。因此，在实际的建筑规划过程中，要根据具体的日照时间和自然风向确定建筑间距，实现经济效益和居住舒适性的统一。
3.4通过建筑高度以及门窗部位进行通风
较高的楼层有利于室内热压的形成，增强自然通风，适当增高建筑高度，可加速热空气流动，使新风更多的涌人室内，有效减小室内温湿度。在炎热地区，可以通过安装特殊门窗如木板帘，更有效的进行通风降温。
3.5双层玻璃幕墙
研究表明，采用外遮阳设备比内遮阳设备节能效果更佳，但外遮阳设备投资大且影响美观。于是发展了双层玻璃幕墙，双层玻璃之间留有较大的空间，常被称为“会呼吸的皮肤”。在冬季.双层玻璃间层形成阳光温室，提高建筑围护结构表面温度：在夏季.可利用烟囱效应在问层内通风。玻璃幕培问层内气流和温度分布受双层墙及建筑的几何、热物理、光和空气动力特性等因素的影响。双层玻璃幕墙具有如下优点：避免开窗带来的对室内气候的干扰；使室内免受室外交通噪声的干扰；夜间可安全通风。
4、结束语
自然通风既能够有效地改善室内空气质量，也是降低能耗的一项重要措施，将自然通风技术应用在建筑设计中具有重要的作用和意义。同时随着现代科学技术的迅速发展，自然通风将会为人类创造更加健康、更加舒适的居住环境。
参考文献：
[1]自然通风计算基础—表面风压系数和开口流量系数[J].张宇峰.建筑科学.2016（12）.
[2]建筑设计中的生态策略研究[J].成晓燕.居舍.2017（20）.
（作者单位：南通市规划设计院有限公司）
关键词：建筑设计；自然通风；机理；应用
1、自然通风的功能
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。它通过空气更新和气流的生理作用对人体的生物感受起到直接的影响作用，并通过对室内气温、湿度及内表面温度的影响而起到间接的影响作用。通常认为，自然通风的作用具有三种不同的功能：第一，健康通风，即保证室内空气质量IAG；第二，熱舒适通风，即增加体内散热，以及防止由皮肤潮湿引起的不舒适以改善热舒适条件；第三，降温通风，即当室内气温高于室外的气温时，使建筑构件降温。据测定，室内外温差大时，开窗10～15分钟可完全换气一次；温差小时，大约半小时可交换一次。
2、自然通风的机理
2.1通过风压来实现自然通风
完全自然通风，是根据室外风速给室内外温度造成温差，产生空气流动而形成的。大气的压差是导致风形成的原因。如果风在前进的过程中遇到障碍物，如树或房子，就会发生能量的转变。由于通过阻碍物而产生的压力差，导致空气从室外的窗缝及空隙进入室内，再从将室内的空气从另一面排出，这就形成了完全自然通风。建筑物四周的风压与其几何造型、建筑对于风来的方向、速度和建筑四周的自然地势有关。
2.2通过热压来实现自然通风
风压和热压是促进自然通风的力量，通常而言，当室内与室外的气压形成差异的时候，气流就会随着这种差异进行流动，从而实现自然通风，促进室内空气的流通，使居住者感到居住适宜，通风气爽。自然通风五一是相对于电器的通风更加健康、更加经济、更加舒适的通风方式。有时候通风口的设置对于促进通风也具有重要的作用，有助于加强自然通风的实施效果。影响热压通风的因素有很多种：窗孔位置、两窗孔的高差和室内空气密度差都是重要的因素。在建筑设计实施的过程中，使用的方法有很多，例如建筑物内部贯穿多层的竖向井洞也是一种重要的方法，通过合理有效的通风方法实现空气的流通。
2.3通过风压和热压的共同作用来实现自然通风
在实际应用环节中，关于自然通风是热压形成的还是风压形成的是非常不容易分辨的，而且风压和热压相辅相成，只是双方所发挥的作用存在差异。再加上风压会直接受到天气、建筑物形状、室外风向等影响，因此风压和热压的作用是不能够单纯地进行线性叠加的。也就是说，通常对于建筑进深较小的部分多是通过风压来实现自然通风，对于进深较大的部分多是通过热压来实现自然通风。
2.4机械辅助式自然通风
现代化的建筑楼层越来越高，面积越来越大，实现通风的必要性更大，同时也必然面对的一个问题是这也使得通风路径更长，这样空气就会受到建筑物的阻碍，因此，不得不面对的现实是简单的依靠自然风压及热风无法实现优质的通风效果。但是，对于自然通风需要注意的一个问题是，由于社会发展造成的自然环境恶化，对于城市环境比较恶劣的地区，自然通风会把恶劣的空气带入室内，造成室内空气的污染，危害到居住者的身体健康，这时就需要辅助的自然通风，这有利于室内空气的净化，不仅实现室内的通风，也不将影响身体健康的恶劣空气带入室内。
3、建筑设计中对自然通风的应用
3.1总平面布局
房间要想获取良好的通风条件，就要组织建立好穿堂风。所以，在建筑设计总平面布局时，首先要考虑建筑物的朝向、之间距理和建筑群布局。总之，建筑应使用错列或斜列的方式进行平面布局，使每幢建筑都能获取良好的自然通风；在设计上，应尽量使房屋的纵轴与夏季主导风向相垂直，主卧应建在夏季风向的迎风面；建筑的宽度对自然通风有直接影响。当建筑宽度在10m以内，可以选用单侧通风；宽度在15m以内，可以选用双侧通风。
3.2建筑朝向以及通风口的面积
由于风压的作用往往是通过风压系数表现出的，从而就与建筑朝向以及通风的面积具有密切的关系。而且不同气候地区的主导风向都呈现出较大的差异，所以就要求建筑朝向与夏季的主导风向保持一致。与此同时，在进行整体布局的同时，对建筑物的形体（例如建筑物的高度、形状等）实施控制也是很有必要的。而且还应该在此基础上，结合室内新风量的需求来设计通风口，在这里所指的就是有效通风面积以及在建筑立面上的设计位置。此外，房间的相对位置以及开口大小都会对风速以及进风量产生直接的影响，这样将进风口以及出风口两者位置错开并保持一定距离是很有必要的，从而就能够有效地改变气流在室内的方向，达到更好的通风效果。
3.3合理规划建筑间距
建筑物之间的距离规划是否合理，决定着自然风的流通是否顺畅，因此在建筑设计时，规划好建筑物之间的距离显得至关重要。但是现在随着可利用建筑面积的减少，很多建筑商为了获取单位面积内更大的经济效益，盲目地压缩建筑间距，以提高建筑密度，这样极大地影响了自然风的顺利进入以及日照效果，使人们的居住质量和热舒适性大大降低。因此，在实际的建筑规划过程中，要根据具体的日照时间和自然风向确定建筑间距，实现经济效益和居住舒适性的统一。
3.4通过建筑高度以及门窗部位进行通风
较高的楼层有利于室内热压的形成，增强自然通风，适当增高建筑高度，可加速热空气流动，使新风更多的涌人室内，有效减小室内温湿度。在炎热地区，可以通过安装特殊门窗如木板帘，更有效的进行通风降温。
3.5双层玻璃幕墙
研究表明，采用外遮阳设备比内遮阳设备节能效果更佳，但外遮阳设备投资大且影响美观。于是发展了双层玻璃幕墙，双层玻璃之间留有较大的空间，常被称为“会呼吸的皮肤”。在冬季.双层玻璃间层形成阳光温室，提高建筑围护结构表面温度：在夏季.可利用烟囱效应在问层内通风。玻璃幕培问层内气流和温度分布受双层墙及建筑的几何、热物理、光和空气动力特性等因素的影响。双层玻璃幕墙具有如下优点：避免开窗带来的对室内气候的干扰；使室内免受室外交通噪声的干扰；夜间可安全通风。
4、结束语
自然通风既能够有效地改善室内空气质量，也是降低能耗的一项重要措施，将自然通风技术应用在建筑设计中具有重要的作用和意义。同时随着现代科学技术的迅速发展，自然通风将会为人类创造更加健康、更加舒适的居住环境。
参考文献：
[1]自然通风计算基础—表面风压系数和开口流量系数[J].张宇峰.建筑科学.2016（12）.
[2]建筑设计中的生态策略研究[J].成晓燕.居舍.2017（20）.
（作者单位：南通市规划设计院有限公司）