建筑节能中自然通风技术

浅析建筑节能中的自然通风技术

摘要：随着社会的进步，建筑节能已成为全球能源的一个热点问题,同时也是现代建筑节能的重要组成部分。与其它相对复杂、昂贵的生态技术相比，自然通风是当今建筑节能所普遍采取的一项比较成熟而廉价的技术措施。作为建筑设计者考虑如何实现自然通风技术是建筑设计时需首要考虑的问题。

关键词：自然通风；实现方式；多样性；建筑设计

风是人类生存空间的生态因子。通风就是所谓的室内外空气的流动。而自然通风就是在不消耗不可再生能源的情况下降低室内温度，带走室内污浊的空气，改善室内空气质量及热环境；提供新鲜、清洁的自然空气，在过渡季节使人们享受到自然风，有利于人们的生理和心理健康。

1自然通风的实现方式

1.1 风压的实现

风压的实现有赖于室外风环境良好的地区。实验证明：当风吹向建筑时，由于受到建筑的阻挡，会在建筑的迎风面产生正压力，同时气流在建筑的背后及各侧面产生负压力。风压的原理就是利用建筑表面的迎风面和被风面之间的压力差实现。风压差的大小是与建筑的外形、建筑与风的角度和建筑外环境是息息相关的。

1.2 热压的实现

热压的原理就是利用建筑内部空气的热压差——即“烟囱效应”来实现建筑通风。它的原理就是利用热空气上升，室外新鲜冷空气

进入建筑的底部，通过建筑上部开设的通风口将室内污浊的空气排出，从而实现建筑节能（如图4）。热压的实现与建筑的底部开口和上部出口大小、形状、高差以及室内外温差有关，进、出风口的高差和室外温差与热压作用是呈正比的。

1.3 风压和热压相结合

实现建筑自然通风往往是个复杂的工作，一般来说，风压受到建筑周围环境、天气情况、环流等因素的制约，只能在进深较小的部分利用风压实现自然通风。在建筑进深较大的情况下可以利用热压实现自然通风，两者互为补充，缺一不可。

1.4 机械辅助实现自然通风

在一些体型庞大的建筑中，由于路径较长，流动阻力较大，需要机械辅助实现自然通风。随着城市化的进展，空气污染和噪声污染已经是城市的致命伤，直接的自然通风反而会将污浊的空气和噪声带进室内，降低室内空气质量，违反了自然通风的初衷。所以，机械通风也是必须的。

2 实现自然通风的复杂、多样性和相关建筑设计要求

自然通风的实现往往受到多种因素的影响。从宏观上来说建筑物由于所处的地理环境、气候和绿化等影响，会受到水陆风、山谷风、林原风、街巷风、天井风、庭园风等地方风的影响；从微观上来说建筑物之间的间距、朝向、立面和构造设计的不同也对实现建筑自然通风效果有影响。

2.1 地区气候差异性要求

不同地区气候是不尽相同的，对自然通风的要求也是不同的。在我国湿热的南方地区，在建筑设计中不仅要考虑如何组织自然通风，最大限度的实现穿堂风，同时还要防止“泛潮”时期引起室内湿度过大的问题。对于远离海洋或有山岭阻挡的地区，要考虑其早晚温差过大，防止通风导致的室内温度变化过大，造成人体热舒适度下降。所以利用自然通风要充分考虑建筑物所处地区及其特殊的气候。

2.2 朝向、间距的要求

在建筑朝向上要尽量将建筑纵轴与其所在地区的夏季主导风向成0°~45°的夹角，应用风压工作原理获得良好的通风效果。同时建筑与建筑之间适当的间距与合理的楼群布局也是很重要的。一般来讲, 在综合考虑了风向投射角与房间中风速、风场和涡漩的关系上, 房屋间距应该为0.7-1.1h（h为楼房的高度）最为理想，同时建筑群平面布局以错列式和斜列式较好。

2.3 细部构造的要求

建筑物细部构造对通风效果有很大影响。例如室内隔墙的位置、形式不同；窗口的面积、位置、高差等都会影响室内风的流场的分布不同,造成不必要的卫生死角。同时窗上檐口出挑的大小、形状, 窗扇的开启方式与开启角度, 外立面遮阳板的形式等对自然通风

都有较大的影响。

2.4 房间进深与高度比a

为保证良好的自然通风，房间的进深与高度的比值（设a=l/h）：

①对于单侧通风的房间，a应小于2.5；②有对开窗、可形成穿堂风的房间，a应小于5；③此外，房间进深不宜超过15m,在两面外墙的房间加开外窗，单面外墙的房间则宜在外墙上设置多个开启窗扇，其平面距离越大越好。

2.5 南北通透

在住宅建筑中，客厅与餐厅南北相对布置，最好能有南北相对的窗，这是形成南北穿堂风最有利的条件，对风向和风速的适应能力最广，通风效果最好。主卧与次卧南北相对布置通风效果受到很大限制，因此需要精心布置，使外窗—门—外窗形成相对通路，尤其储藏空间等辅助用房不宜使入口空间过于局促，以免使主要居室在南北通风的流线上受到阻碍。

2.6 剖面设计

据有关资料表明，进风口的设计大概在人的高度有利于改善室内人活动区域的热舒适状况，设置在高处则可以实现散热和夜间通风。在中央楼梯、坡屋顶设计时可以综合利用风压、热压、文丘里效应促进自然通风。

2.7 绿植导风

众所周知，绿色植物可以吸尘、防燥、降声、净化空气。当风流过建筑物周围的绿化带时, 即可以将风降温、减缓风速，有利于减小建筑物迎风面的压力，引导通风。同时，可以改变风的流动方向，这对南方引凉风入室很有价值。

3 封闭阳台的妙用

阳台封闭后，就成为一个“阳光室”。该控件介于室内与室外之间，具有缓冲效应，但设计时应避免阳台温度过高（以低于室外温度为参考）。保持阳台与房间相连的内墙是必要的，否则会使得阳关室的生态效果适得其反。南向封闭阳台的夏季通风策略包括：

3.1 夏季促进阳台通风

夏季白天打开阳台外窗，并采用遮阳措施，此时阳台温度等同于室外温度；夜间尽量开窗，保持自然通风冷却的作用。要保证内隔墙门应一直保持关闭状态。

3.2 阳台内遮阳的巧妙利用

阳台窗帘和外窗相距一定距离（10cm），采用反射率高的材料（起到遮热板的作用），使得窗帘和外窗之间存在一个小空间。夜晚开大窗，白天关闭大窗，开启上下两个小窗，利用小空间与室外的温差产生热压自然通风，将这部分热量带出室外。这样保证大部分进入封闭阳台的热量不进入封闭阳台中。

4 总结

自然通风技术是建筑设计中需首要考虑的一部分，它的设计是一个系统设计的过程，需要多方面考虑，各专业之间的配合。设计师应该从选址、区域规划——建筑单体——构造设计这三方面考虑如何利用这些地方风和如何防止这些风所带来的危害，将建筑达到最佳的通风效果。作为取之不尽用之不竭的可再生能源，自然通风显著减少空调的使用，减少由于大量使用空调带来的“密闭建筑综合症”等问题，值得在现代追求更高节能目标的制定和实施中引起