简析自然通风在建筑设计中的应用

第４０卷第３３期　２　０　１　４年１　１月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．４０　Ｎｏ．３３　Ｎｏｖ．　２０１４　・１２９・　

文章编号：１００９—６８２５（２０１４）３３—０１２９—０２　自然通风在建筑通风中的应用　

李　勇　杨朝阳　（晋城市建筑设计院，山西晋城０４８０２６）　摘要：为了贯彻节约能源、保护环境的政策，研究了建筑通风中自然通风的技术，介绍了自然通风的形成，对自然通风与小区的　规划以及建筑的平面布置关系进行了探讨，并论述了自然通风的局限性，为自然通风的设计积累了经验。　关键词：自然通风，气流，建筑，风压，环境　中图分类号：ＴＵ８３４．１　文献标识码：Ａ　’　随着科技的进步，工业的飞速发展，不可再生能源的枯竭，环　境的日益恶化，人们对社会、经济的可持续发展越来越重视。为　了贯彻节约能源、保护环境的政策，实现可持续发展的目标，国家　颁布并实施了～系列建筑节能的法规和方针政策，而自然通风在　建筑设计中最大的优势就是能耗极低，同时在提高空间利用率和　提高舒适度方面也优势明显。通风按照动力的不同，分为机械通　风与自然通风。机械通风主要是靠通风设施提供动力实现空气　流动，是进行有组织通风的主要技术手段；自然通风完全依靠自　然力来实现，与机械通风相比，自然通风消耗的能源可以忽略不　计，不仅如此，自然通风的初期投资也远低于机械通风。　１　自然通风的形成　自然通风产生的动力来源于热压和风压。热压是由冷热空　气密度不同而产生的，主要产生在室内外温度存在差异的建筑环　境空间，风压是由于自然风在建筑物的不同开口处造成的气压不　同，而在建筑物内部形成气流。建筑物外墙上的孔洞两侧存在压　力差，就会有空气流过，流过的空气量为：Ｌ＝　，　２卸／ｐ。其中，　为风量，ｍ　／ｓ；／ｚ为孔洞流量系数；Ｆ为孔洞面积，１１１　；ｐ为空气密　度，ｋｇ／ｎｌ　。　热压与空气的密度差△ｐ＝Ｐ　一Ｐ　和高度差有关，而空气的　温度越高，密度就越小，温度越低，密度越大，因此，如果空气温度　相同，或者没有高度差，就不会产生热压作用下的自然通风。反　之，温差越大，高度差越大，则热压作用下的自然通风就会越明　显。计算式为：ａｐ　＝ｇｈ（ｐ　－ｐ　）。其中，△ｐ，为热压，Ｐａ；ｈ为高度　差，ｍ；ｇ为重力加速度，ｍ／ｓ　；　为室外空气密度，ｋｇ／ｍ　；　为室　内空气密度，ｋ　ｍ　。室外气流在遇到建筑物时，会在建筑物周围　形成正压区和负压区，建筑物迎风面直接阻碍了气流的流动，当　气流方向与迎风面的夹角不小于３０。时，会形成比较明显的正压　区。当气流绕过建筑物时，在建筑物的顶部和背风面会形成负压　区，顶部和背风面形成的气流区分别称为回流空腔和回旋气流　区，回流空腔和回旋气流区的静压均较大气压力低。建筑物的迎　风面的正压区，顶部及背风面的负压区，与未受扰动的气流相比，　在建筑物表面所形成的空气静压变化称为风压。计算式为：Ｐｓ＝　，】２　。其中，ｅｓ为风压，Ｐａ；ｋ为空气动力系数；　为室外空气流　二　速，ｍ／ｓ；ｐ　，为室外空气密度，ｋｇ／ｍ　。　热压和风压均作用于建筑物时，外围护结构各孔洞的内外压　差就等同于热压、风压分别作用时的内外压差之和。风压带来的　通风强度要远高于热压，但是风压由于风速和风向经常变化，具　有不稳定性，而热压作用则相对稳定，能够在无风天气里实现通　风。因此，为了保证自然通风的设计效果，在实际计算时，一般仅　考虑热压的作用，仅当建筑迎风面与计算季节的最多风向成４５。一　９Ｏ。角时，该面上的有效开口利用面积才可作为进风口进行计算。　２　自然通风与小区规划　自然通风对于建筑有极其重要的意义，它可以带来新鲜空　气，改善建筑环境，也可以给建筑降温，减少建筑能耗。虽然自然　通风和机械通风都能起到换气和降温的效果，但是机械通风无法　与舒适的自然风相比，尤其是夏季，拂过阵阵凉风，让人精神振　奋。同时，自然通风往往能够与自然采光相结合起来，与室外景　色的联系还增加了室内人员的愉悦心情，提高了工作效率，由此　带来的经济效益往往远大于用于改善室内环境的费用。　我国长江以南、华北和东北部分地区都处于季风区，夏季盛　行东南风，冬季盛行西北风，我国的建设活动大多发生在季风区。　建筑师和规划师从风玫瑰图获取有关风的参数，但是风玫瑰图的　数据采集通常在开阔位置，而建筑物所在的位置受到附近的树　木、山丘等影响，风向和风速都会产生变化，所以，实际的气流情　况可能会与风玫瑰图的差异较大，这些地区应按实际的气流情　况，结合场地自然条件，尽可能优化建筑造型、朝向和建筑物之间　的距离，使建筑具备更好的条件来保证良好的通风以及采光，尽　量避免不利因素，进行精心设计。建筑物的规模和密度随着城市　的发展，飞速增加，成片的建筑布局不仅会产生二次风，由于风压　和热压所引起的局部环流，还会严重地阻碍风的流动，应尽量避　免在室外局部区域形成无风区或涡旋区，更大程度利用气流的流　动排除室外的余热和污染物。建筑物应尽量避免采用一片成排　的布置，尽可能采用交错排列和斜向排列或采用“前低后高”和有　规律的“高低错落”，尽可能的增强进入到小区深处的自然风，自　然风的增强同时也增强了单体建筑物受到的风压和热压。也可　结合地形采用自由排列方式，而行列式和周边式很难使风导入，　特别是周边式只适用于冬季寒冷气候地区。在小区内也可以设　置一些树木和围墙等构筑物，改变气流组织流动方向。在不同气　候的不同季节里，利用植物控制通风的策略不尽相同，在寒冷地　区，人们用常青植物在房屋北面修建防风带，抵御冬季寒风；而在　温和气候地区，可以利用南面植物引导更多自然风进入室内。　３　自然通风与建筑的平面布置　建筑物通风效果要好，就是要通过各种技术手段使建筑内外　空气具有较好的流通效果。为有效利用自然通风，合理精细的设　计室内平面、空间以及门窗，则显得尤为重要。　在温和气候地区门窗洞口面积宜大，为了更好的利用自然风　带走室内余热，还应使夏季主导风向面向人员长期停留的主要房　收稿日期：２０１４—０９－１５　作者简介：李勇（１９８２，），男，工程师：杨朝阳（１９７７一），男，

建筑设计中的自然通风

毕晓云山东建筑大学建筑城规学院

摘要自然通风是利用自然界的可再生能源实现建筑节能．本文阐述了自然通风

产生的基本原理，分析了与自然通风有关的建筑构件，以及与自然通风有关的几个问题，目的

在于引起人们对于建筑自然通风的足够重视．

关键词自然通风热压风压传堂风烟囱效应

我国建筑单位能耗甚高，以多层住宅为例，单位能耗为条件相近的发达国家的２～５倍，以空调能耗为例，空调住宅能耗约为一般住宅能耗的６～７倍。因此，在当今全球能源紧张的

条件下，必须重视建筑节能。而自然通风作为一种调节室内环境的原始手段，开始得到重新审视。

自然通风是利用建筑物内外空气的温度差引起的热压或风力造成的风压来促使空气流动

而进行的通风换气，是一种既环保又经济的通风方式。采用自然通风取代空调制冷技术至少具有两方面的意义：一是实现了被动式制冷。自然通风可在不消耗不可再生能源情况下降低

室内温度，带走潮湿污浊的空气，改善室内热环境：二是可提供新鲜、清洁的自然空气，有

利于人体的生理和心里健康。一、自然通风的实现方式：

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”即使利用风压在建筑内

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。建筑中常用的自然通风实现方式主要有以下几种：１、利用风压实现自然通风

风压是自然通风是基本的动力之一。在具有良好的外部风环境的地区，风压可作为实现

自然通风的主要手段。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＂－一４ｍ／ｓ）。建

建筑自然通风在设计中的应用

摘 要：目前，随着社会的进步，建筑业的发展，人们对建筑的实用性、经济性、节能性及舒适性等都提出了较高的要求。本文就自然通风在建筑中的作用及在建筑设计中的运用做了阐述。文章重点讲解了与之相关的内容。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。旨在引起在建筑设计中对自然通风传统技术的重视。

关键词：建筑；自然通风；设计

自古以来，自然通风在建筑中作为防热、防湿的主要措施，被广泛的用到世界各地的许多的建筑中。我们常会看到在传统的民居中都有这样一种做法，即建筑物外都会设置较大的窗户，墙体设置的也非常的轻便，建筑通常不是在地面上直接建起等等，很显然这些措施的目的都是一样的，为了躲避气候的不利因素，利用自然通风换取更舒适的生活环境。通过分析这些现象，我们可以发现广大的群众对于自然通风工艺的运用意识。

自从出现空调以后，我们能够更加主动地去掌控环境，不需要像过去那样去一位的适应环境了。创造前所未有的室内舒适气候要求，由于它的大面积的使用，人们开始忽视自然通风。不过，在当今时代， 在今天全球能源紧张、空气品质（iao）恶化以及建筑综合征（sbs）等，为了保持良好的室内空气品质，此时我们要再次认真地分析该自然通风的相关技术。正是因为这种前提条件，将自然通风工艺应用到当代的建筑中，具有非常显著的意义。 1 原理分析

我们平时说建筑的自然通风，实际上是经过物体设置的门窗，此时会有空气随着门窗等进入室内，并且流通，就会形成气流。它会受到建筑物外表面的压力以及门窗开口的特点影响。压力分布是动力，而各开口的特点则决定了流动阻力。对自然通风来说，建筑中的空气运动主要有两个要素，风压以及室内外空气密度差。两者可以独立对空气产生作用，也可结合到一起产生作用。在具体的建筑里，很多时候都是上述两者融合到一起作用的，只不过两者有大有小而已。因为气候以及风向和建筑的状态等等都会影响到风压，上述两者的结合并非是单纯意义上的组合，所以，设计者要深入的分析其中的要素，确保两者能够呈现出互相补充的作用，确保自然通风效果合理、有效。

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自然通风在建筑设计中的应用

作者：代建宏

来源：《城市建设理论研究》2013年第26期

摘要：作为建筑节能设计的重要一环，自然通风设计能减少建筑运行费用，为人们提供自然、健康、舒适的环境，是一种健康、环保、可持续的节能方式，在建筑中得到广泛的应用。本文对自然通风的原理、设计时要考虑的限制因素进行了分析，对自然通风在建筑设计中的应用实践进行了探讨。

关键词：自然通风 建筑设计 应用

中图分类号：TU2文献标识码： A

自然通风是指利用空气温差引起的热压或风力造成的风压来促使空气流动而进行的通风换气。这是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。

1.自然通风设计概述

目前，许多建筑中都开始使用自然通风技术，之所以大力推崇此项技术，就是为了用其带替空调体系，降低能耗。在此步骤中有两项内容是非常关键的。首先是实现有效被动式制冷，在外界的温度以及湿度等非常小的时候，它能够在不使用能源的状态下进行降温减湿活动，将室内的温度和水分降低，确保给人一种舒适感。它不仅能够降低对能源的使用，减少污染，而且是一种完全和谐的发展理念。其次是能够带来非常清新的新风，对于提升人的身心健康来讲意义非常的重大。目前空气质量下降的关键问题就是因为没有足够的新风进入其中。长时间的使用空调，引发了许多问题，使用自然的通风能够将屋内的不清新的气体去除，而且还能够实现人与自然地和谐发展。

2.自然通风的原理

对自然通风来说，建筑中的空气运动主要有两个要素，风压以及室内外空气密度差。两者可以独立对空气产生作用，也可结合到一起产生作用。在具体的建筑里，很多时候都是上述两者融合到一起作用的，只不过两者有大有小而已。因为气候以及风向和建筑的状态等等都会影响到风压，上述两者的结合并非是单纯意义上的组合，所以，设计者要深入的分析其中的要素，确保两者能够呈现出互相补充的作用，确保自然通风效果合理、有效。