建筑设计中的自然通风研究

建筑设计中的自然通风研究

摘要：随着我国社会的不断发展，建筑工程已经成为推动社会发展的一个重要

组成部分，但是随着世界能源的逐渐匮乏，风力资源的应用也逐渐走入了人们的

视野。建筑的自然通风设计不仅能加强建筑的舒适性，而且还进一步实现了资源

的节约。本文就主要对建筑设计中的自然通风进行了研究，希望能够给相关人员

提供参考，进一步推动我国建筑行业的发展。

关键词：建筑设计；自然通风；研究

1建筑自然通风概述

自然通风是指利用空气之间的密度差引起的热压或者风力形成的风压来引

发空气的流动，从而实现室内的通风换气。作为一种传统的降热技术，自然通风

现已被广泛应用于各类建筑设计中。相较于空调等制冷设备，自然通风能够通过

更新空气和气流的方式调节室内温度，以此来影响人体的官能感受。此外，自然

通风还具有多样化的功能;可以改善室内的空气质量，提升人民的生活品质;自然

通风利用得天独厚的自然条件，能够保障人们的舒适通风，使得人们在通风的过

程中，既散去了体内的热量，又能防止人体由于空气潮湿而产生一些不舒适症状，保障人们的生理和心理的健康;自然通风可以对建筑构件进行降温，在室外气温低

于室内气温时，开窗15min左右就可以换气1次，从而实现建筑构件的降温通风。 2自然通风在建筑设计中的原理

自然通风属于传统的生态技术，是千百年来人类智慧的结晶。在建筑物的

出口位置，由于外部空气的流动会和出口点产生风压或者在室内由于不同的位置

会产生一定的温度差从而形成热压，最后会出现通风的现象，所以风压通风和热

压通风是自然通风的两种基本方式。风压通风，是利用风压进行换气，一定要具

备有速度的气流才可以实现；热压通风，是利用热空气上升、冷空气下降所带来

的热浮力进行的对流换气，一定要有空气温差才可以实现。

2.1风压通风

建筑的迎风面和背风面两者之间存在的空气压力差所引起的通风即风压通风。当风吹向建筑的时候，风的流动会受到建筑表面的阻挡，就会在建筑的迎风

面出现正压力；当风在绕过建筑物的侧面和背面的过程中，就会在同一个地方出

现负压区。人们平时所说的“穿堂风”本质上就属于风压通风。风压通风的形成会

受到建筑外部的风环境以及建筑的样式的直接影响。

2.2热压通风

热压通风作为另外一种自然通风方式，其出现的原理:在建筑内部形成温度

差因而出现热压差，然后出现自然对流形成通风。本质:受热空气的影响出现升力，在建筑顶部的开口处散去污浊、潮湿的热气，同时室外清洁的冷空气会从建筑的

底部进去。因此，热压通风和风口的垂直距离以及室内外的空气温差有着直接的

联系。一般情况下，热压通风效果会更加明显，如果进出风口的垂直距离以及室

内外的空气温差很大的话。由于大型公共建筑的进深通常会非常大，所以风压通

风可能不是非常的适合，而对大型公共建筑来说，热压通风是一种不错的选择。

3自然通风在建筑设计中的要点

3.1合理设计建筑的布局和形状

从生态方面来说，阳光与风向是影响建筑布局的2个重要因素，而建筑布

局又对建筑的自然通风影响较大，因此，设计人员应根据建筑当地的阳光与风向

条件，合理控制建筑的布局和形状。建筑设计师在设计建筑的自然通风条件时，

不光要考虑太阳能对单体建筑的辐射问题，还应该尽量使建筑的法线与夏季风的

主导风向保持一致。如果是建筑群的话，布局中的建筑法线则要与风向保持一定

的角度，以便减小建筑背后的漩涡区，更好地实现后排建筑的通风。在建筑群中，前排的建筑对后排建筑的通风效果影响很大，因此，在群体建筑的整体布局中，

还要根据当地的实际情况对整体建筑的形体、高度、宽度等进行一定的控制，不

要让前排的建筑物妨碍后排建筑物的通风效果。

3.2利用树木合理加强自然通风

合理布置建筑风口处的树木也是加强建筑自然通风的一个好办法。如果建

筑通风口处的前排树木比较高，后排树木比较矮，那么空气就会受到高树木的阻挡，气压就会从建筑的上方穿过，自然通风的效果不佳;如果将矮的树木放在前排，高的放在后面，那么空气气流穿过较矮的树木时由于受到较高树木的阻挡，从而

形成一定的气压差，促进空气的自然流通。

3.3做好平面布局控制与分化

对自然通风最重要的就是要做好具有良好通风效果的建筑平面的设计工作。据有关数据信息显示，优质的通风条件之一就是建筑的进深一般要小点，如果进

深太大超过了规定的标准就只能依靠空调系统来进行日常的换气工作，除此之外，对于建筑的自然通风设计也非常的不利。但是大型公共建筑不论是体量还是进深

都比较大，怎样可以减小进深的尺寸，就是当前建筑师所要面对的挑战。一方面，做好平面布局的控制工作，尽可能的加大室内空间和室外环境的接触，创建一个

好的前提为实现自然通风这个目标。在20世纪初，芝加哥学派的建筑师在对高

层建筑进行设计的时候，在组合平面的时候就采用了凹凸平面，科学的处理了这

个难题;另一方面，科学合理的对建筑平面布局进行分化处理，使用科学的方法可

以提高对室内空间的利用，可以实现自然通风的目标。荷兰国际银行就使用了这

种分化处理的模式，改变了传统的以方正为主的平面设计，开拓思维，创新的使

用了狭窄并且曲折的平面形式。主要由长度大约有l千米左右的曲折、不规则的

建筑组成平面，其中含有10栋高低不同的竖直办公楼，然后使用一条直线形式

的街道将它们连接起来。这座大楼所有的进深都在7m以下，很好的实现了自然

通风。

3.4内部空间形态优化

在大型公共建筑中，比如展览馆、商业设施以及综合体等建筑，它们的进

深通常都会很大，妨碍空气流动的阻力也会比较大。建筑和外界的直接接触面积

也非常有限，所以大型公共建筑的风压通风就非常难实现。在对内部空间的形态

进行优化的时候可以使用风井、水平风道、中庭等元素，对大型公共建筑的体量

进行分散，这样对于缓解它和外部资源严重不足的矛盾一分有效，尽可能的降低

大型公共建筑对不可再生资源的依赖程度。风井有很多中存在形式，比如气井、

烟囱、通风塔等，可以采用热压通风的手段实现自然通风。由于大型公共建筑的

进深通常都会非常大，因此热压通风是一种不错的选择。英国的莱斯特市德蒙特

福德大学女土馆就是热压通风的代表作，设计师考虑到大楼室内的高热量，首次

尝试了用热压通风代替空调制冷的做法，减小能源消耗，保护环境。这座建筑的

中央报告厅进深非常大，并且只有一个外开窗，所以可使用热压通风来实现自然

通风的目的。在一楼教室和二楼报告厅之问会设置一个通风口，室内的空气会从

这个通风口中排出去。当夏天来临时，由于室内的人员较多会让温度增加，这个

时候通风口就会自动打开;如果室外天气不好，就会自动关住。和其他的建筑相比，虽然这个建筑的总面积超过了10000㎡，但是由于采用了自然通风的设计，所以