摘要：自然通风简而言之就是不借助任何电力机械装置，将室外的空气引入室内，以达到降低室内污染、清新空气、消除室内余热、保持家内舒适、减低空调负荷的目的。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古老技术。
关键词：建筑；自然通风；设计
引言：依据国务院办公厅印发《关于促进建筑业持续健康发展的意见》，进一步促进建筑业持续健康发展，最大限度地节约资源，将自然通风有效地引入建筑设计显得尤其重要，其不仅可以保持室内空气的流动，改善住居环境，同时还可以有效的节省电力。该文通过针对建筑设计中的自然通风情况，分析如何合理地进行建筑空间形式以及相关构件的设置等，从而合理地达到建筑室内的自然通风量效果，提供参考借鉴。
1.自然通风的原理与模式
建筑的自然通风从动力来源上可分为完全自然通风和机械辅助自然通风两种模式。完全自然通风是由来自室外风速形成的“压差”和建筑表面的洞口间位置及温度造成的“温差”形成的室内外空气流动。按照热力学原理，建筑室内温度有沿高度逐渐向上递增的特点。该特点是建筑随层高增加而使上下之间温差加剧的主要原因，设计师也经常利用这一点，挖掘建筑自然通风的潜力。机械辅助自然通风是利用温差造成的热压和机械动力相结合而形成的室内外空气对流。与完全自然通风相比，虽然建筑内局部作为辅助动力的机械装置要消耗一定的能源，但通过这种装置重新组织气流，甚至在局部“强迫”气流改向，可以使自然通风达到更好的效果。在这两种通风模式中，屋顶都是形成温差，组织气流的重要环节，在整个自然通风系统中起着重要作用。
1.1通风设计
关于自然通风的引入，一方面可以对建筑的空间形式进行组织，尽可能形成穿堂风，这一点在条形高层建筑中比较容易实现。对于点式高层，应尽可能组织两垂直墙面窗户之间的通风。自然通风的组织需要更大的窗墙面积比并形成风的通路。另外，还可以结合双层玻璃来实现降温。在国外，建筑利用自然通风已经成为了一种趋势，很多建筑在设计阶段均考虑了通风的构造体系，例如美国洛杉矶建筑师迈克尔•伽特泽，他设计的建筑能够利用天然的绿色能源，其中主要就是风能和太阳能，他的设计往往能引发人们对环保建筑的一些思考。而美国加州学院大楼、津巴布韦的Eastgate大楼、英国中部北安普敦近郊的巴克莱卡公司总部大楼等都完美的诠释了自然通风在绿色建筑美学中的不可获取。
1.2采光和通风的要求
高层建筑基本空间由主要使用房间、交通联系空间（水平交通和垂直交通）、辅助使用房间（餐饮和卫生间）以及设备系统等几部分构成，平面布局与空间组织相对固定，各部分功能空间对自然采光与通风的需求都不容忽视。因此，高层建筑能耗对气候的依赖性较弱，若通过调节建筑与环境的关系来达到节约能耗的目的，效果甚微。高层建筑的节能问题应从建筑自身出发（如平面形式、进深大小、围护构件、设备系统等），进行节能措施的探讨。
2.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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
3.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设计建筑住宅，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：
3.1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。
3.2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。
3.3建筑的平面
建筑要良好的自然通风就要有较大的风压，较大的风压就要有较大的风速和室外空气密度。而室外空气密度，与室外环境温度和湿度密切相关。
建筑平面房间的开口大小、相对位置等直接影响到风速、进风量和风的路径。开口的相对位置对气流路线起到决定作用，并应根据房间的使用功能考虑。影响风压通风效果的还有建筑物进出风口的面积、开口位置以及风向和开口的夹角。当处于正压区的开口与主导风向垂直，开口面积越大，通风量就越大。建筑物开口的优化配置以及开口的尺寸、窗户的型式和开启方式，窗墙面积比等的合理设计，直接影响着建筑物内部的空气流动以及通风效果。根据测定，当开口宽度为开间宽度的1／3～2／3时，开口大小为地板总面积的15％-25％时，通风效果最佳。开口的相对位置对气流路线起着决定作用。进风口与出风口宜相对错开布置，这样可以使气流在室内改变方向，使室内气流更均匀，通风效果更好。
结语
通风是建筑最基本的功能之一，是建筑设计既古老而又常新的话题。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、绿色的建筑。在全球能源与资源短缺、环境严重破坏时，建筑师将不得不重新审视自然通风这一传统技术，有效的利用有限资源，尽可能的使建筑的呼吸系统畅通自如，而不是靠“输氧”来维持。尽可能的使建筑的人工环境与自然环境达到动态的平衡，将是建筑在满足了基本的使用功能和美学要求后应追求的更高目标。
参考文献：
[1]余鹏勇.浅谈绿色建筑中的自然通风[J].建材与装饰，2012.（12）：35.
[2] 刘加平.建筑节能与建筑设计中的新能源的利用[J].能源工程，2011，（02）.
论文作者:刘力鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/25
标签：建筑论文; 自然论文; 空气论文; 间距论文; 建筑物论文; 风向论文; 室内论文; 《基层建设》2017年第17期论文;