自然通风

1自然通风的机理就自然通风而言，建筑物内空气流动主要有两个原因：风压以及室内外空气温差。这两种因素可以单独起作用，也可以共同起作用。

1．1 风压作用下的自然通风

风的形成是由于大气中的压力差。由于经过建筑物而出现的压力差促使空气从迎风面的窗缝和其他空隙流入室内，而室内空气则从背风面孔口排出，就形成了全面换气的风压自然通风。某一建筑物周围风压与该建筑的几何形状、建筑相对于风向的方位、风速和建筑周围的自然地形有关(见图1)。

1．2 热压作用下的自然通风

热压是室内外空气的温度差引起的。由于温度差的存在，室内外密度差产生，沿着建筑物墙面的垂直方向出现压力梯度。如果室内温度高于室外，建筑物的上部分将会有较高的压力，而下部存在较低的压力。当这些位置存在孔口时，空气通过较低的开口进入，从上部流出。如果室内温度低于室外温度，气流方向相反。热压的大小取决于两个开口处的高度差H和室内外的空气温度差(见图2)。

1．3 机械辅助的自然通风

对于体育场馆、展览馆、商业设施等大型公共筑，由于通风路径过长，流通阻力较大，单纯依靠自的风压和热压往往不足以实现自然通风。而且对于外空气污染严重的城市中，直接的自然通风会将室污染的空气和噪声传入室内，不利于健康环境的造，因此，常采用一种机械辅助式自然通风系统。该统有一套完整的空气循环通道，辅以符合生态思想空气处理手段(如土壤预冷、预热、深井水换热等)，并借助一定的机械方式加速室内通风。

与完全自然通风相比，虽然建筑内局部作为辅助动力的机械装置要消耗一定的能源，但通

过这种装置重新组织气流，甚至在局部范围内强迫气流改向，可以使自然通风达到更好的效果。

1.4影响自然通风的相关因素

影响自然通风的因素很多，主要有：建筑物所处的地理环境、气候条件、建筑物的空间结构布局与组合形式以及其周围环境等。此外，评价自然通风还有两个限制性条件即环境噪声和室外空气所含的主要污染物(NO2、SO2、CO、O3、VOC)。建筑物的地理位置及朝向对于如何引入季风以及决定理想的室内通风环境非常重要。在设计中应选址在有利的外部风环境中，使房间的纵轴垂直于夏季主导风向，以获得良好的通风效果。此外，建筑高度对自然通风也有很大的影响。在一些住宅小区里，不仅高层建筑对室内通风有利，高低建筑物交错地排列也有利于自然通风。建筑物的正压区和负压区都会延伸一段距离，其大小和建筑物的高度形状有关，在此距离内其他建筑的通风会受到影响，因此，应该合理安排相邻建筑的间距。

1.5 实现和增强自然通风的方法

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，因此必须采用一些特殊的方法增强风压或热压，甚至采用机械辅助自然通风以达到强化自然通风的目的。

1.6“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”是指在风压作用下，室外空气从建筑物一侧进入，贯穿内部，从另一侧流出的自然通风。利用窗户和门的开口引导气流，合理的家具布局与隔断，还能让风的流速、风量更加宜人。穿堂风的具体设计要求

有：①气流路线应流经人的活动范围；②必须有必要的风速，最好达到0．3 m／s以上。对有大量余热和有害物质的生产车间，组织自然通风除保证必要通风量外，还应保证气流的稳定性和气流线路的短捷性。

1.7 大中型建筑中“烟囱效应”的利用中庭是利用竖直通道所产生的“烟囱效应”以及

层高所引起的热压来有效组织自然通风。中庭一般具备两种功能：①让太阳射入中庭，加热中庭内的空气，使得上下空气形成温差；②这种中庭一般是可开启的，在需要通风时可使空气流出。比如在冬天，阳光透过玻璃屋顶直射进来，中庭屋顶的侧窗关闭，使中庭

成为一个巨大的“暖房”，到了夜晚，白天中庭储存的热量又可以向两侧的房间辐射；而夏天，中庭屋顶的侧窗开启，将从门厅引进的自然风带着热量一并排出，使建筑在夜间能冷却下来。

1.8太阳能烟囱促使自然通风

太阳能烟囱是自然通风和太阳能相结合的产物。在太阳能烟囱的上部一般安装有太阳能集热器。集热器吸收的太阳能，可加热烟囱内的空气，产生抽吸作用，使冷空气从建筑物的下部进入，热空气从上部排出，这样在建筑物内形成空气流动，达到室内通风降温的目的。

1.9 利用屋顶增强自然通风

屋顶除了作为整个建筑自然通风系统的一个组成部分，本身也可以成为一个独立的通风系统。通风屋顶内部一般有一个空气问层，利用热压通风的原理使气流在空气问层中流动，以提高或降低屋顶内表面的温度，进而影响到室内空气的温度。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

中间的空气问层带走热量，达到屋面降温的目的；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。

1.10 利用双层玻璃幕墙进行自然通风

自然通风型双层玻璃幕墙又叫“呼吸式幕墙”或“热通道幕墙”，它由内外两层玻璃幕墙组成，两层幕墙中间要形成一个通道，并在外层玻璃幕墙设置进风口和出风口。自然通风型双层玻璃幕墙与传统的玻璃幕墙相比，最大的特点就在于内外两层幕墙问形成了一个通风换气层，即气流通道。在气流通道中，可根据需要设置百叶等遮阳设施。冬季时，关闭通风层两端的进风口与出风口，换气层中的空气在阳光的照射下温度升高，形成一个温室，能有效提高内层玻璃的温度，减少建筑的采暖费用；夏季时，打开换气层的进、出风口，在阳光的照射下换气层的空气温度升高而自然上浮，形成自下而上的空气流，“烟囱效应”带走换

气通道内的热量，降低内层玻璃表面的温度，减少空调的制冷费用。

上述促进建筑自然通风的方法如果可以有效地结合在一起，在建筑中得到综合运用，那么无疑会使自然通风的效果很大的提高，更有效的节约能源。