自然通风对通风设备选择的影响

自然通风对通风设备选择的影响

发表时间：2018-09-03T09:15:59.083Z 来源：《红地产》2017年9月作者：吴志强

[导读] ：自然通风是绿色建筑理念下的重要通风思路，在不同的自然通风选择下对通风设备的选用也有所不同，在本文的研究中就对自然通风队通风设备选择的影响进行论述。

自然通风作为一项改善建筑热环境、节约空调能耗的技术已经得到了建筑界的普遍认可。采用自然通风可以取代或者部分取代空调制冷系统，一方面降低能耗，另一方面可以提供新鲜清洁的自然空气，有利于人的身心健康。自然通风的原理在很早的时候就被利用。人们常说的“传堂风”，就是利用风压在建筑内部产生空气流动。在一些湿热地区，自然通风的重要性甚至影响了建筑的外部形象。如西双版纳傣族民居。目前，常规建筑自然通风设计均是基于城市尺度的主导风向和风速，并未考虑建筑所处地区的地理位置及通风设备对主导风速和风向产生的影响。

1. 自然通风的形成原因

建筑中自然通风的形成是由于建筑开口处的室内和室外两个空间存在着空气压力差，包括风压和热压。

1.1风作用在建筑面上产生的风压差。当风吹到建筑物上时，在迎风面上，由于空气流动受阻，速度减小，使风的部分动能变成为静压，亦即使建筑物迎风面的压力大于大气压，在迎风面上形成压区。在建筑的背风面、屋顶和两侧，由于在气流曲绕过程中，形成空气稀薄现象，因此该处压力将小于大气压，形成负压区。如果建筑物上没有开口，气流就从正压区流向室内，再从室内向外流至负压区，形成室内外的空气交换。

1.2 热压作用取决于室内外空气温差所导致的空气容重差和进出气口的高度，当室内气温高于室外气温时，室外空气因为较重而通过建筑物下部的开口流入室内，并将较轻的室内空气从上部的开口排出去。进入的空气被加热后，又变轻上升，被新流入的室外空气所代替而排出。反之，亦然。这样室内外就形成了连续不断的换气。

2.自然通风存在的优点和缺点

2.1 自然通风存在的优点

2.1.1 能够有效改善建筑物室内空气质量

在人们的潜意识里，建筑物内部如果使用空调那么就可以少设甚至不设开启窗户，认为密闭房间的清净程度往往较高，然而事实并非如此，空调只能控制室内空气的温度，对空气质量的改善发挥很小的作用，而且空调中的新风量新鲜程度远远不如室外自然风，再加上人体每天自身新陈代谢都会产生一定病菌，致使室内空气质量严重不佳。然而采用自然通风就能够凭借热压以及风压的作用有效地将室内污浊的空气排放到室外，同时将室外新鲜空气补充到室内，从而室内空气在满足含氧量要求的同时也符合人体卫生标准的要求。

2.1.2 切实降低能源消耗

众所周知，空调和自然通风都能够达到冷却通风的功效，但是空调需要消耗大量的能源，而自然通风则不需要，据有关资料统计表明，自然通风能够降低能耗 45% 左右。此外，在自然通风的条件下，更能增加了人们的舒适感。

2.2 自然通风存在的缺点

一般而言，自然通风存在的缺点表现为：①在炎热的夏季，室内外的空气都是非常闷热的，采用自然通风也是无法真正达到调节室温的作用；②随着工业的快速发展以及汽车数量不断增多，加大了对环境的污染，无形中就降低了室外的空气质量，倘若采用自然通风就会将室外污染物带入到室内，不利于人体健康；③当前很多大型建筑因进深较大从而就使得很多房间不能够开外窗，这样就严重限制了自然通风。

3.不同自然通风下的设备选择

3.1 风压自然通风的设备选择

风压是自然通风最基本的动力之一。在我国大量的非空调建筑中，利用建筑的室内空气流通，改善室内的空气环境质量，是一种常用的建筑处理手段。风洞试验表明 : 当风吹向建筑时，因受到建筑的阻挡，会在建筑的迎风面产生正压力。同时，气流绕过建筑的各个侧面及背面，会在相应位置产生负压力。风压通风就是利用建筑的迎风面和背风面之间的压力差实现空气的流通。压力差的大小与建筑的形式、建筑与风的夹角以及建筑周围的环境有关。如果希望利用风压来实现建筑自然通风，首先建筑要有理想的外部风环境 ( 平均风速一般不小于 3~4m/s)。建筑要选择适宜的朝向和布局的形式，建筑布局方式在平面上有并列式、错列式、斜列式 ( 统称为行列式 )、周边式和自由式，一般来说，建筑的朝向应与当地

夏季主导风向保持合适的角度，更有利于自然通风。建筑进深不应过大 ( 一般宜小于 14m)，这样易形成“传堂风”。其次要组织好建筑平面和开口的位置及面积，为了引风入室，争取穿堂风，要从平面、剖面及建筑细部来考虑，如内外建筑构件要尽量通透，尽可能把门窗对齐布置在一条直线上，这样可以减少气流阻力、保证风速，使通风流畅 ; 开口面积应大，减小开口边缘阻力。相比之下外推窗比推拉窗好，圆滑渐缩的开口比锐缘开口好。另外，地下空间可以作为城市空间的一个整体，在城市发展的过程中起到越来越重要的作用。空气环境是困扰地下建筑发展的一个难题。为了改善地下建筑室内空气环境，大多采用机械通风的方式，这将使整个地下建筑中的运行能耗费用大幅度提高。在提倡可持续发展和生态建筑的今天，地下建筑的生态化和绿色化成为一个不可回避的话题。应该提出相应的解决方案，研究形成一套地下建筑生态化自然通风的基本模式的可能性。

3.2 热压自然通风的设备选择

自然通风的另一原理是利用建筑内部空气的热压差―――即通常所说的“烟囱效应”―――来实现建筑的自然通风。利用热空气上升的原理，在建筑上部排风口可将污浊的热空气从室内排出，而室外新鲜的冷空气则从建筑底部被吸入。热压作用与进、出风口的高差和室内外的温差有关，室内外温差和进、出风口的高差越大，则热压作用越明显。在建筑设计中，可利用建筑物内部的贯穿多层的竖向空腔―――如楼梯间、中庭、拔风井等满足进排风口的高差要求，并在顶部设置可以控制的开口，将建筑各层的热空气排出，达到自然通风的目的。与风压式自然通风不同，热压式自然通风更能适应常变的外部风环境和不良的外部风环境。

3.3 风压与热压相结合自然通风的设备选择

在建筑的自然通风设计中，利用风压和热压进行自然通风往往是互为补充，密不可分的。由于室外的风速和风向是经常变化的，不是一个稳定的因素。为了保证自然通风的设计效果，根据我国采暖通风和空气调节设计规范的规定，在实际计算时仅考虑热压的作用，风压