浅谈自然通风在现代建筑中的应用
摘要从自然通风的基本原理入手，阐述了在现代建筑中，如何通过建筑上的措施来实现良好的自然通风效果以及自然通风的方式分析。
关键词现代建筑自然通风通风中庭规划布局
中图分类号： tu834.1 文献标识码： a 文章编号：
室内空气环境质量的优劣直接影响人体的健康，室内热湿环境同样影响人的舒适性。
近年来，人们对舒适性要求的提高，节能环保意识的增强，使得自然通风这种传统的通风手段在建筑中得到广泛的应用。
自然通风是指利用空气的密度差引起的热压或者风力造成的风压来促使空气流动而进行的通风换气。
把自然通风技术重新引入到现代建筑住宅中，有着更为深远的意义：自然通风不仅能有效的减低室温，还能节约能源，减少环境污染，同时极大的改善室内空气品质。
1 自然通风的工作原理
在具有良好的外部风环境的地区，风压是实现自然通风的主要手段。
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差实现空气的流通。
压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。
在建筑四周由风力产生附加压力值按下式计算：△pω =k*ρ0*νω2/2
在此风压的作用下，具有正压的一侧进风，具有负压的一侧排风，在建筑内部形成贯流式通风，（俗称“穿堂风”），有利于增强室内的自然通风效果。
2 现代建筑设计中实现自然通风的方式及分析
自然通风依靠室外风力造成的风压和室内外空气温度差造成的
热压，促使空气流动，使得建筑室内外空气交换。
室外自然风吹向建筑物时，在建筑物的迎风面形成正压区，背风面形成负压区，利用两者之间的压差进行室内通风，就是风压通风。
而热压通风则是因为室内外温度差引起空气的密度差而产生的空气流动：当室内空气温度高于室外时，使室外空气由建筑物的下部进入室内，而从建筑物的上部排到室外；而当室外温度高于室内时，则气流流向相反。
多数情况下风压和热压是同时起作用的，这时主流空气的流向依两种驱动力的作用方向和强弱对比来确定。
2.1穿堂风
传统的热带建筑中非常重视“穿堂风”的组织，“穿堂风”是自然通风中效果最好的方式。
所谓“穿堂风”是指室外空气从房屋的一侧的窗流入，另一侧的窗流出。
此时，房屋在通风方向的进深不能太大，否则就会通风不畅。
进气窗和出气窗之间的风压差大，房屋内部空气流动阻力小，才能保证通风流畅。
尽量组织好室内通风：主要房间应该朝向主导风迎风面，利用建筑内部的开口，引导气流，建筑风口应该可实现风速风量的调节。
室内布局不应该阻断“穿堂风”的路线，合理设置家具的摆设。
2.2通风中庭
目前，大量的建筑中均设计有中庭，主要利用热压进行自然通风的一种方法，通过风井或者中庭中热空气上升的烟囱效应作为驱动力，把室内热空气通过风井和中庭顶部的排气口排向室外。
在实际设计中，往往采用一些利用太阳能热作用的措施来增强热压的作用。
2.3 屋顶的自然通风
通风隔热面通常有以下两种方式：1）在结构层上部设置架空隔热层。
此做法把通风层设置在屋面结构层上，利用中间的空气间层带走热量，达到屋面降温的效果，另外架空板还保护了屋面防水层。
2）利用坡屋顶自身结构，在结构中间设置通风隔热层，也可得到很好的隔热效果。
2.4 单面通风
当自然风的入口和出口在建筑物的同一个外表面上，这种通风方式被称为单面通风。
单面通风通常有三种情况：1）依靠室外空气湍流脉动形成的风压和室内外空气温差的热压进行室内外空气的
交换。
在风口处设置适当的导流装置，可提高通风效果。
2）依靠热压或风压来进行室内外空气的交换。
3）由于室内各部分之间的空隙而引起的穿堂风。
2.5 拔风井
拔风井利用烟囱效应，造成室内外空气的对流交换。
英国诺丁汉大学朱比丽分校是一个成功的生态建筑案例。
在建筑中结合楼梯间
设计，在顶部集成，机械抽风和热回收装置，完成建筑的通风。
在机械的辅助下，充分利用“烟囱效应”在建筑内部形成自然风循环。
新鲜的空气通过处于风塔上部的机械抽风装置被引入到风道中，然后进入到各层楼板的夹层空间，进而进入到室内。
3 改善现代建筑自然通风的规划布局方法
3.1 建筑物的朝向要确定建筑物的朝向，不但要了解当地日照量较多的方向，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、夏季的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。
而且选择南向这样的朝向也有利于避免东、西晒，两者都可以兼顾。
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，自然通风效果愈好。
所以在住宅组团设计中，加大部分住宅楼的间距，形成组团绿地，对改善绿地下风侧住宅的自然通风，有较好的效果，同时还能为人们提供良好的休息和交流的场所。
在条件许可的时候，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，可以利用住宅山墙间的空气射流，改善下风方向住宅和自然通风，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 采取错列式布置方式
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。
实验结果表明，采用错列式布置方式，利用住宅山墙间的空气射流，改善下风方向住宅和自然通风，效果显著。
山墙间距的大小，应取决于住宅间距。
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(见表1)。
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。
条件许可时，山墙的间距以较宽为宜。
表1 山墙空气射流的作用距离
注：h=建筑物间距
4 结语
在对现代建筑的室内环境舒适度进行降温设计时，应当优先考虑自然通风技术。
自然通风设计是一个系统设计的过程，需要涉及到多专业知识的配合。
在设计过程中应注意以下几方面因素：
(1)充分利用自然通风的同时，对于砖混结构的建筑单个房间，
必须做保温隔热处理，门窗的数量应大于两扇，门窗关闭时密封性能要好。
(2)由于室内温、湿度受外界环境因素影响较大，应充分重视在室内温度较低，湿度较大而出现室内外围护结构结露的情况。
合理的通风量能够避免该现象的发生。
(3)现代住宅多以封闭室内环境，采取通过制冷及通风管道引入新风的方式，不仅造成能源的过度浪费，而且对室内居住健康造成危害。
（4）主要房间要位于“穿堂风”的风路上，房间内尽量减少突出的隔墙和拐角，避免气流穿行不畅；
自然通风是无动力的空调方式，是廉价的节能技术，因此应当从多方面改进其影响因素，最大限度的利用自然通风改善室内空气品质。
参考文献
[1] 柳孝图.建筑物理.北京:中国建筑工业出版社，2012.
[2] 钟军立，曾艺君.建筑的自然通风设计浅析.重庆建筑大学学报，2012(2).李英.建筑自然通风中的引风、导风、造风技术[j].建筑知识，2012，（4）.
[3]朱昌廉.住宅建筑设计原理[m].北京：中国建筑工业出版社，2011
[4]朱颖心.建筑环境学.北京：中国建筑工业出版社，2010。
