关于自然通风在现代建筑设计中的应用

关于自然通风在现代建筑设计中的应用
发布时间：2023-02-21T01:04:16.402Z 来源：《建筑实践》2022年10月第19期作者：关龙娇[导读] 自古以来，自然通风在建筑中作为防热、防湿的主要措施
关龙娇 21010519880729****摘要:自古以来，自然通风在建筑中作为防热、防湿的主要措施，被广泛的用到世界各地的许多的建筑中。

我们常会看到在传统的民居中都有这样一种做法，即建筑物外都会设置较大的窗户，墙体设置的也非常的轻便，建筑通常不是在地面上直接建起等等，很显然这些措施的目的都是一样的，为了躲避气候的不利因素，利用自然通风换取更舒适的生活环境。

关键词:建筑；自然通风；墙体通风是所有建筑的基础功效，是一个非常久远并且当今高度关注的问题。

减少建筑对能源的使用，确保其能够和环境有效地协调，成为了符合其基本功效之后的最主要的追求。

在当今的设计里，不但重视其自然通风工艺，最主要的是看中把这个传统的手段和所处地区的气候特征等多种要素融汇到一起进行分析，得到多层面的，综合的建筑工艺。

1现代建筑对自然通风的重新认识自然通风是指利用空气的密度差引起的热压或风力造成的风压来促使空气流动而进行的通风换气。

这是一项传统的建筑防热技术，在世界各地的传统民居中，得到了广泛地应用。

在湿热区，人们看到的传统民居往往有这样的外表：建筑都有开阔的窗户；采用轻便的墙体；深远的挑檐；高高在上的顶棚并且设置有通风口；建筑往往架空，以避开地面的潮气和热气，采集更多的凉风?这样形象的背后，隐藏着劳动人民对利用自然通风技术的朴素观念。

自然通风是一种具有很大潜力的通风方式，是人类历史上长期赖以调节室内环境的原始手段。

空调的产生，使人们可以主动地控制居住环境，而不是像以往一样被动的适应自然；空调的大量使用，使人们渐渐淡化了对自然通风的应用。

而在空调技术得以普及的今天，迫于节约能源、保持良好的室内空气品质的双重压力下，全球的科学家不得不重新审视自然通风这一传统技术。

在这样的背景下，把自然通风这一传统建筑生态技术重新引回现代建筑中，有着比以往更为重要的意义：自然通风不仅能够有效地实现室内环境的降温，还能够节约常规能源、减少环境污染，同时还能够极大地改善室内环境品质。

2现代建筑设计中实现自然通风的方式与分析建筑物中的自然通风在实现原理上由“风压”和“热压”引起的空气流动。

在实践中，往往由于条件所限制，单纯利用风压或热压不能满足通风需要，因此又可以由风压和热压结合，甚至采用机械辅助自然通风。

下面介绍适用于现代建筑的一些自然通风方式。

2.1控制建筑布局与体型
建筑总平布局受很多因素控制，从生态的角度上，影响布局的主要有阳光与风向。

建筑布局对自然通风的效果影响很大。

在考虑单体建筑得热与防止太阳过度辐射的同时，应该尽量使建筑的法线与夏季主导风向一致；然而对于建筑群体，若风沿着法向吹向建筑，会在背风面形成很大的漩涡区，对后排建筑的通风不利。

为了消除这种影响，群体布置中的建筑法线应该与风向形成一定的角度，以缩小背后的漩涡区。

由于前幢建筑对后幢建筑通风的影响很大，因此在整体布局中还应该对建筑的体型，包括高度、进深、面宽乃至形状等实行一定的控制。

2.2围护结构开口的优化设计
房间的开口大小、相对位置等，直接影响到风速和进风量。

进风口大，则流场大；进风口小，流速虽然增加，但是流场缩小。

根据测定，当开口宽度为开间宽度的1/3～2/3时，开口大小为地板总面积的15~25%时，通风效果最佳。

开口的相对位置对气流路线起着决定作用。

进风口与出风口宜相对错开位置，这样可以使气流在室内改变方向，使室内气流更均匀，通风效果更好。

2.3调整建筑内部布局以组织穿堂风
传统的热带建筑中非常重视“穿堂风”的组织，“穿堂风”是自然通风中效果最好的方式。

所谓“穿堂风”是指风从建筑迎风面的进风口吹入室内，穿过房子，从背风面的出风口吹出。

应该尽量组织好室内的通风：主要房间应该朝向主导风迎风面，背风面则布置辅助用房；利用建筑内部的开口，引导气流；建筑的风口应该可调节，以根据需要改变风速风量。

室内家具与隔断布置不应该阻断“穿堂风”的路线；合理的布局家具与隔断，还能让风的流速、风量更加宜人。

2.4屋顶的自然通风
通风隔热屋面通常有以下两种方式：①在结构层上部设置架空隔热层。

这种做法把通风层设置在屋面结构层上，利用中间的空气间层带走热量，达到屋面降温的目的，另外架空板还保护了屋面防水层。

②利用坡屋顶自身结构，在结构层中间设置通风隔热层，也可得到较好的隔热效果。

2.5通风墙体
通风墙体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。

通风间层厚度一般为30～100mm。

夹层内的空气受热后上升，在内部形成压力差，带动内部气流运动，从而可以带走内部的热量和潮气。

外墙加通风间层后，其内表面温度可大幅度降低，而且Lt辐射照度愈大，通风空气间层的隔热效果愈显著，故对东西向墙更为明显。

2.6双层玻璃幕墙
双层幕墙又称“会呼吸的皮肤”，由内外两道幕墙组成。

两层玻璃幕墙之间留一个空腔，空腔的两端有可以控制的进风口和出风口。

在冬季，关闭进出风口，利用“温室效应”，提高围护结构表面的温度；夏季，打开进出风口，利用“烟囱效应”在空腔内部实现自然通风。

为了更好地实现隔热，通道内一般设置有百叶等遮阳装置。

双层玻璃幕墙在保持外形轻盈的同时，能够很好地解决高层建筑中过高的风压和热压带来的风速过大的问题，能解决夜间开窗通风而无需担心安全问题，可加强围护结构的保温隔热性能，并能降低室内的噪音。

在节能上，双层通风幕墙由于换气层的作用，比单层幕墙在采暖时节约能源42~52%，在制冷时节约能源38~60%，是解决建筑节能的一个新的方向。

在国内，也已经有了双层幕墙的尝试。

清华大学低能耗试验楼中，在南向与东向外墙上，采取了双层玻璃幕墙的做法，并辅助于百叶遮阳。

2.7通风中庭
目前，大量的建筑中设计有中庭，主要是平面过大的建筑出于采光的考虑。

可利用建筑中庭内的热压形成自然通风。

由福斯特主持设计的法兰克福商业银行就是一个利用中庭进行自然通风的成功案例。

在这一案例中，设计者利用计算机模拟和风洞试验，对60层高的中庭空间的通风进行分析研究。

为了避免中庭内部过大的紊流，每12层作为一个独立的单元，各自利用热压实现自然通风，取得良好的效果。

2.8风塔
早在几千年前，风塔就在古埃及得到流行，如今在中东地区，仍然可以见到它的踪影。

风塔由垂直竖井和风斗组成。

在通风不畅的地区，可以利用高出屋面的风斗，把上部的气流引入建筑内部，来加速建筑内部的空气流通。

风斗的开口应该朝向主导风向。

在主导风向不固定的地区，则可以设计多个朝向的风斗，或者设计成可以随风向转动。

例如在英国贝丁顿零能耗发展项目中，设计了可以随风向转动的风斗，配合其他措施，利用自然风压实现了建筑内部的通风。

3结语
在设计过程中，应该根据建筑的规模、使用状况、人流分布、舒适度要求等进行分析计算。

当然，自然通风只是绿色建筑中系统生态化设计的一部分，单靠它难以达到舒适的要求。

选择自然通风技术要有系统的观念，必须把自然通风技术作为一个重要的生态手段，并配合其他的技术措施，把围护结构的隔热、遮阳等措施进行综合考虑。

参考文献
［1］刘小虎.从自然通风到到多样化的生态建造体系.武汉大学学报（工学版）,2004，4，37－2.［2］ANSI/ASHRAEStandard62-2001,VentilationforAcceptableIn doorAirQuality：3. ［3］高云飞,孟庆琳.一种生态建筑技术———自然通风.生态科学，2003，22（1）.。