建筑的自然通风设计浅析

建筑的自然通风设计浅析

发表时间：2016-09-08T14:04:39.453Z 来源：《低碳地产》2016年9期作者：武韬

[导读] 建筑物的自然通风是相当重要的，既能节约能源，又比较舒适。

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【摘要】建筑物的自然通风是相当重要的，既能节约能源，又比较舒适。本文主要分析了建筑风的成因及通风的作用方法，并分析了自然通风在住宅设计中的运用。

【关键词】建筑；自然通风；设计；朝向

建筑能耗是国内的能耗业大户，随着建筑技术的逐渐进步和不可再生能源的日益匮乏，建筑的高能耗问题日益凸显。近年来，在对节能技术广泛和深入研究的基础上，一些国家的建筑师们在一系列建筑创作中做出了探索和实践，自然通风和机械辅助式自然通风是一项成熟而低廉的技术措施，在建筑设计中应充分、合理地加以使用。

1建筑风的成因及通风的作用方法

风实质上是空气的流动，空气流动源于空气的压力差，而压力差的形成来源于风压（空气的压力梯度）和热压（空气温度梯度）。建筑的风环境优越与否是决定人们舒适、健康的重要因素之一，也是影响建筑能耗的重要因素之一。

自然通风的作用可概括为：合理的通风可以通过对流，带走室内热空气过多的热量，降低室内空气温度；更新室内原来污浊的空气，以保持室内空气的洁净度；引入新鲜的空气，改善室内空气的质量。

外部风环境的状况直接影响到建筑通风的质量和效果，如风速、风向、空气温度、空气卫生质量等。为达到舒适的室内风速，在年平均风速较低地区和有利风向应尽量避免对风的遮挡；年平均风速高且处于不利风向时，应有所遮挡和分流。不同环境地区以及不同季节中建筑对风的要求会因时因地发生变化。我国中西部的大部分地区是处于夏热冬冷的气候区内，建筑要考虑隔热和降湿，又要考虑保温和保湿的卫生要求，建筑的通风设施需要具有较强的可调性。具体而言，通风使建筑室内温度升高还是降低，主要取决于室内外温差，当室内温度高于室外时，通风可以降低室内温度，否则相反。

2自然通风在住宅设计中的运用

建筑的很多内因都会对通风造成影响，我们应该通过科学合理的涉及建筑住宅，充分利用自然通风造福于人类。为达到最佳的通风效果，必须重视以下几点：

2.1建筑物的朝向

要确定建筑物的朝向，不但要了解当地的日照量较多的方向，还要了解当地风的相关特性，包括冬季和夏季主导风的方向、速度以及风的温度。每一个地区有自己风的特点，由于建筑物迎风面最大的压力是在与风向垂直的面上，因此，在选择建筑物朝向时，应尽量使建筑主立面朝向夏季主导风向，而侧立面对着冬季主导风向：南向是太阳辐射量最多的方向，加之我国大部分地区夏季主导风向都是南或南偏东，故无论从改善夏季自然通风、调节房间热环境，还是从减少冬季房间采暖空调负荷的角度来讲，南向都是建筑物朝向最好的选择。而且选择南向也有利于避免东、西晒，两者都可以兼顾。对于那些朝向不够理想的建筑，就应采取有效措施妥善解决上述两方面问题。

2.2建筑物的间距

建筑物南北向日照间距较小时，前排建筑遮挡后排建筑，风压小，通风效果差，反之，建筑日照间距较大时，后排建筑的风压较强，自然通风效果较好。所以，在住宅组团设计中，需要加大部分住宅楼的间距，形成组团绿地，以便有效的改善绿地下风侧住宅的自然通风，为人们提供良好的休息和交流的场所。

有条件时还可尽量加大山墙的间距。因为室外气流吹过呈行列式布局的建筑群时，在建筑物的山墙之间将形成一条空气射流。当采用错列式布置方式时，可以利用住宅山墙间的空气射流，改善下风方向住宅的自然通风，效果显著。山墙间距的大小取决于住宅间距。住宅间距越大，山墙的间距也应越大，以便使足够的空气射流能吹到后排住宅上，过小的住宅楼山墙间距，对消防、绿化和道路交通有不利的影响。

2.3建筑群的布局

建筑群的布置会直接关系到建筑的自然通风系，我们主要从平面与空间来考虑。

（1）平面规划

行列式是最基本的建筑群布局，是条式单元住宅或联排式住宅按一定朝向和合理间距成排布置的方式，其布局包含并列式、错列式和斜列式，并列式布局发生错动，从而形成错列式和斜列式以及周边式的布局。

并列式的建筑布局中虽然建筑群内部的流场因风向投射角不同而有很大变化，但总体说来受风面较小；错列和斜列可使风从斜向导入建筑群内部，下风向的建筑受风面大一些，风场分布较合理，所以通风好。

周边式住宅建筑是沿街坊或院落周边布置的形式，这种布置形式形成封闭或半封闭的内院空间，风的投射面非常小，风很难导入，这种布置方式只适于冬季寒冷地区。

散点式住宅布局包括低层独院式住宅、多层点式及高层塔式住宅布局。散点式住宅自成组团或围绕住宅组团中心建筑、公共绿地、水面有规律地或自由布置，通风效果好。

在建筑群规划时，方正的住宅小区地块通过改变小区道路以往“横平竖直”的规划模式，大胆采用以曲代直的规划方法，人为地创造出建筑群的不同的布局方式，创造自然通风。同时，在居住区主要道路设计主通风道，沿通风廊道流向各个住宅组团，然后再从组团内庭院空间分流到住宅，加速自然风的流动。原先为中规中矩的建筑群和路网布局方式，小区规划略显呆板，行列式的建筑群布局使得小区内的自然通风分布得不够均匀，有些楼体的通风较差。通过调整路网，使得建筑布局之间互动起来，形成组团，疏密有致，疏的地方设计成组团之间的绿化。自然风通过主干道流向各组团，又通过组团之间的绿化空间流向各住宅。从而在规划设计中，充分地利用自然风，达到节能和优化小区风环境的目的。

建筑群的布局对自然风的引入有很大影响，同时风向与建筑的关系也对其有很大影响。风向投射角是指风向投射线与房屋墙面法线的

交角，对单体建筑来讲，风向投射角愈小，对房间愈有利。但对建筑组团来讲，要考虑前排建筑形成的风影区对后排建筑的影响。应避免住宅长轴垂直于夏季主导风向，从而减少前排房屋对后排房屋通风的不利影响，形成很好的通风对流。一般来说，房屋与风向入射角保持300、600时通风效果最好。

（2）立面设计

要使气流通过小区时不形成旋涡、下冲气流等不良高速气流。在建筑群体组合时，当一栋建筑远远高于其他建筑或楼间距相近的建筑群体中有两栋建筑间距突然加大，这时下冲气流加大，形成高速风，造成热损失加大，居住者也不会感觉舒适。

同样，在设计时尽量避免出现建筑之间风的遮挡。建筑群的布局尽可能沿夏季主导风向，临近主导风向建筑宜为低层和多层，处于小区边缘，远离主导风向的建筑宜采用小高层和高层，这样一方面可以把自然风引入小区内，一方面又起到阻隔冬季东北风的作用。

2.4气流控制

进风口与出风口之间有高度差，可以在风速不大的时候帮助增进室内通风。内廊双面房间的建筑，内走道墙顶或墙底应开一些通风窗，通风效果好的多，这种形式尤其适合教室或人多的空间。通风是建筑最基本的功能之一。然而，随着空调技术的进步和普及，人们已习惯甚至依赖于人工的恒温环境，而忽略了由此带来的环境污染、城市热岛、空气卫生以及巨大的能耗等一系列问题。同时也把自己与自然隔离开来，放弃了与自然的交流。建筑的运营过程实际上就像生命有机体一样，自然的呼吸新鲜空气，排出废气，才能称为健康建筑。建筑师应该使建筑的呼吸系统畅通自如，而不是靠“输氧”来维持。

3结语

通风是建筑最基本的功能之一。建筑的运营过程实际上就像生命有机体一样，自然的呼吸新鲜空气，排出废气，才能称为健康建筑。建筑师应该使建筑的呼吸系统畅通自如，而不是靠“输氧”来维持。

参考文献：

[1]钟军立，曾艺君建筑的自然通风设计浅析[J]．重庆建筑大学学报.2004（2）：18—21

[2]西安建筑科技大学绿色建筑研究中心绿色建筑．北京：中国计划出版社.1999：177.

[3]薛恩伦．重视环境、文化传统与生态平衡的高技派建筑[J]．世界建筑.2000，（4）：26—29.