自然通风在建筑中的运用

自然通风在建筑中的运用

建筑

06 xxx

指导老师：xxx

[摘要]本文首先介绍了建筑中自然通风技术的作用原理，指出了自然通风的经

济效益和环境效益，进而论证了在建筑设计中如何实现自然通风，提出自然通

风这项传统的技术要与建筑所处地域的自然地理气候特征相适应，并辅以实例

分析了自然通风与地域气候的完美结合。旨在引起在地域建筑设计中对自然通

风传统适宜技术的重视。另外附有案例分析以阐述自然通风技术的措施、效果

及适用性。

[关键词]自然通风效益设计效果适用性

长久以来,自然通风做为一项传统的建筑防热技术，在世界各地的传统民居中，得到了广泛的应用。在湿热地区，人们看到的传统民居往往有这样的外表：建筑都有开阔的窗户；采用轻便的墙体；深远的挑檐；高高在上的顶棚并且设

置有通风口；建筑往往架空，以避开地面的潮气和热气，采集更多的凉风——

这样形象的背后，隐藏着劳动人民对利用自然通风技术的朴素观念。自然通风

是一种具有很大潜力的通风方式，是人类历史上长期赖以调节室内环境的原始

手段。

空调的产生，使人们可以主动地控制居住环境，而不是象以往一样被动地

适应自然；空调的大量使用，使人们渐渐淡化了对自然通风的应用。而在空调

技术得以普及的今天，迫于节约能源、保持良好的室内空气品质的双重压力下，全球的科学家不得不重新审视自然通风这一传统技术。在这样的背景下，把自

然通风这种传统建筑生态技术重新引回现代建筑中，有着比以往更为重要的意义。通常意义上的自然通风指的是通过有目的的开口，产生空气流动。这种流

动直接受建筑外表面的压力分布和不同开口特点的影响。压力分布是动力，而

各开口的特点则决定了流动阻力。就自然通风而言，建筑物内空气运动主要有

两个原因：风压以及室内外空气密度差。这两种因素可以单独起作用，也可以

共同起作用。

一自然通风作用原理

常意义上的自然通风指的是通过有目的的开口，产生空气流动。这种流动直接

受建筑外表面的压力分布和不同开口特点的影响。压力分布是动力，而各开口

的特点则决定了流动阻力。就自然通风而言，建筑物内空气运动主要有两个原因：风压以及室内外空气密度差。这两种因素可以单独起作用，也可以共同起

作用。自然通风是在压差推动下的空气流动。根据压差形成的机理，可以分为

风压作用下的自然通风、热压作用下的自然通风和风压、热压同时作用下的自

然通风。

1 风压作用下的自然通风

图1-1示意了风压作用下自然通风的形成过程。当有风从左边吹向建筑时，建筑的迎风面将受到空气的推动作用形成正压区，推动空气从该侧进入建筑；而建筑的背风面，由于受到空气绕流影响形成负压区，吸引建筑内空气从该侧的出口流出，这样就形成了持续不断的空气流，成为风压作用下的自然通风。

2 热压作用下的自然通风

图1-2示意了热压作用下的自然通风的形成过程。当室内存在热源时，室

内空气将被加热，密度降低，并且向上浮动，造成建筑内上部空气压力比建筑

外大，导致室内空气向外流动，同时在建筑下部，不断有空气流入，以填补上

部流出的空气所让出的空间，这样形成的持续不断的空气流就是热压作用下的

自然通风。

图1-1 风压作用下的自然通风图1-2 热压作用下的自然通风

3 风压、热压同时作用下的自然通风

在实际建筑中的自然通风是风压和热压共同作用的结果，只是各自的作用有强

有弱。由于风压受到天气、室外风向、建筑物形状、周围环境等因素的影响，

风压与热压共同作用时并不是简单的线性叠加。因此建筑师要充分考虑各种因素，使风压和热压作用相互补充，密切配合使用，实现建筑物的有效自然通风。

根据进出口位置，自然通风可以分为单侧的自然通风和双侧的自然通风。

图1-1就是双侧自然通风系统示意图，而图1-2表示的是单侧的自然通风形式。

二采用自然通风的的经济效益和环境效益

自然通风是当今建筑普遍采取的一项改革建筑热环境、节约空调能耗的技术，采用自然通风方式的根本目的就是取代（或部分取代）空调制冷系统。而

这一取代过程有两点至关重要的意义：一是实现有效被动式制冷，当室外空气

温湿度较低时自然通风可以在不消耗不可再生能源的情况下降低室内温度，带

走潮湿气体，达到人体热舒适，即使室外空气温湿度超过舒适区，需要消耗能

源进行降温降湿处理，也可以利用自然通风输送处理后的新风，而省去风机能耗，且无噪声。这有利于减少能耗、降低污染，符合可持续发展的思想。二是

可以提供新鲜、清洁的自然空气（新风），有利于人的生理和心理健康。室内

空气品质的低劣在很大程度上是由于缺少充足的新风。空调所造成的恒温环境

也使得人体抵抗力下降，引发各种“空调病”。而自然通风可以排除室内污浊

的空气，同时还有利于满足人和大自然交往的心理需求。

三建筑设计中自然通风的实现及实例分析

1建筑体型与建筑群的布局的设计

建筑群的布局对自然通风的影响效果很大。考虑单体建筑得热与防止太阳过度

辐射的同时，应该尽量使建筑的法线与夏季主导风向一致；然而对于建筑群体，若风沿着法线吹向建筑，会在背风面形成很大的漩涡区，对后排建筑的通风不利。在建筑设计中要综合考虑这两方面的利弊，根据风向投射角（风向与房屋

外墙面法线的夹角）对室内风速的影响来决定合理的建

筑间距，同时也可以结合建筑群体布局的改变以达到缩

小间距的目的。由于前幢建筑对后幢建筑通风的影响，

因此在单体设计中还应该结合总体的情况对建筑的体型，

包括高度、进深、面宽乃至形状等实行一定的控制。为

了保证建筑的自然通风效果，建筑主要进风面一般应与

夏季主导风向成60°- 90°角，不宜小于45°角，同

时应避免大面积外墙和玻璃窗受到西晒。

（1）街道布局的定向

主要大街／大道应与盛行风的方向平行排列或最多成30度角，令盛行风得以进透入全区

（2）建筑物之间应留有空间以改善通风

（3）由道路、休憩用地及低矮楼宇连成的通

风廊道

（4）设置风廊／风道

（5）利用非建筑用地的配置以辟设风道

2 自然通风应用实例——清华大学超低能耗示范楼