曹太湖

摘? ? 要：建筑內(nèi)部的通風(fēng)條件是決定人們健康、舒暢的重要因素之一。它通過(guò)空氣更新和氣流的生理作用對(duì)人體的生物感受起到直接的影響作用，并通過(guò)對(duì)室內(nèi)氣溫、濕度及內(nèi)表面溫度的影響而起到間接的影響作用。：基于此，本文闡述了自然通風(fēng)的主要功能及其作用機(jī)理以及影響自然通風(fēng)的主要因素，對(duì)自然通風(fēng)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：自然通風(fēng);功能;機(jī)理;影響因素;建筑設(shè)計(jì);應(yīng)用;策略

1? 前言

自然通風(fēng)原理是由于空氣溫差導(dǎo)致空氣密度產(chǎn)生某種差異，然后在重力作用下，低溫的空氣向下運(yùn)動(dòng)，高溫的則向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而保證建筑室內(nèi)擁有新鮮空氣，并且不需要消耗任何動(dòng)力，不僅滿足了節(jié)能減排的要求，而且還減少了投資和運(yùn)行費(fèi)用。因此為了保障自然通風(fēng)的效果，以下就自然通風(fēng)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討分析。

2? 自然通風(fēng)的主要功能及其作用機(jī)理

2.1? 自然通風(fēng)的主要功能分析

第一，健康通風(fēng)，即保證室內(nèi)空氣質(zhì)量IAG。

第二，熱舒適通風(fēng)，即增加體內(nèi)散熱，以及防止由皮膚潮濕引起的不舒適以改善熱舒適條件。

第三，降溫通風(fēng)，即當(dāng)室內(nèi)氣溫高于室外的氣溫時(shí)，使建筑構(gòu)件降溫。據(jù)測(cè)定，室內(nèi)外溫差大時(shí)，開窗10min～15min可完全換氣一次;溫差小時(shí)，大約半小時(shí)可交換一次。

2.2? 自然通風(fēng)的作用機(jī)理分析

（1）風(fēng)壓作用。由于大氣有壓力差，風(fēng)才得以形成。風(fēng)朝著住宅建筑吹的時(shí)候，由于建筑的阻礙，迎風(fēng)面的氣流產(chǎn)生了正壓。與此同時(shí)，住宅背面或者側(cè)面的氣流則會(huì)在某個(gè)特定的地方產(chǎn)生負(fù)壓。于是，風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)就是利用了這種壓力差才得以實(shí)現(xiàn)的。

（2）熱壓作用。通常在其他條件一致時(shí)，溫度低的空氣密度相對(duì)溫度高的空氣要大。從某種意義上來(lái)看，建筑物樓層一高，室內(nèi)溫度就相對(duì)會(huì)高一些。這是一種利用建筑內(nèi)外空氣密度的不同而形成壓力差的自然通風(fēng)方式。研究表明，進(jìn)出風(fēng)口的高差與住宅室內(nèi)外溫差越大，熱壓引起的通風(fēng)效果就更明顯。

（3）風(fēng)壓和熱壓共同作用情況：其實(shí)現(xiàn)代建筑的實(shí)際設(shè)計(jì)的自然通風(fēng)情況，大多都是由它們兩個(gè)因素相互合作而共同作用的。不過(guò)這里要注意的是，共同作用并不是我們傳統(tǒng)意義上理解的簡(jiǎn)單疊加或抵消。

3? 影響自然通風(fēng)的主要因素分析

（1）地理環(huán)境因素。想要擁有良好的室內(nèi)通風(fēng)環(huán)境，地理環(huán)境是必須要考慮到的。在建筑設(shè)計(jì)的前期，選址應(yīng)盡量保證外部風(fēng)環(huán)境有利，能夠達(dá)到房間的縱軸與主導(dǎo)風(fēng)向垂直，這樣獲得的通風(fēng)效果比較良好。

（2）氣候因素。氣候不同使得自然通風(fēng)效果也會(huì)產(chǎn)生一些程度上的差異。氣候條件對(duì)風(fēng)壓的影響甚為明顯，一般影響風(fēng)壓自然通風(fēng)的氣候條件最常見的有空氣溫度、空氣流速、相對(duì)濕度等等。所以在探究自然通風(fēng)的時(shí)候，對(duì)氣象數(shù)據(jù)做相關(guān)分析是相當(dāng)必要的，除了上面影響風(fēng)壓的幾個(gè)氣候因素外，還要關(guān)注風(fēng)向、風(fēng)速、太陽(yáng)直接輻射的強(qiáng)度、室內(nèi)熱源和產(chǎn)生的熱量因素以及CO2的含量等等。

（3）建筑布局因素?，F(xiàn)代住宅小區(qū)里，不光是那些高層建筑有助于室內(nèi)的自然通風(fēng)，多層建筑里那些高低不一的建筑錯(cuò)列排布也對(duì)室內(nèi)自然通風(fēng)有益。建筑高度對(duì)自然通風(fēng)的影響主要就是體現(xiàn)在住宅正壓和負(fù)壓區(qū)的大小。在這兩個(gè)區(qū)域延伸的那段距離內(nèi)，其他住宅的通風(fēng)可能會(huì)受到一定程度上的影響。所以，設(shè)計(jì)師合理地安排建筑之間的朝向、間距、布局是非常關(guān)鍵的。

4? 自然通風(fēng)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略分析

（1）加強(qiáng)建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)。間距與通風(fēng)的關(guān)系如下：為使建筑群每一幢房屋都能較好地獲得自然通風(fēng)，建筑物宜與主導(dǎo)風(fēng)向呈30b-45b角，并采用前后錯(cuò)列、斜列、前低后高、前疏后密等布局策略，使整個(gè)建筑群都受益。建筑物的間距、屋頂坡度都對(duì)風(fēng)向和漩渦風(fēng)的產(chǎn)生及正負(fù)風(fēng)壓值的大小有著直接的影響。建筑物越長(zhǎng)、越高，進(jìn)深越小，其背風(fēng)面產(chǎn)生的渦流區(qū)越大，流場(chǎng)越紊亂，對(duì)減少風(fēng)速、風(fēng)壓有利。建筑的迎風(fēng)面產(chǎn)生正壓，側(cè)面產(chǎn)生負(fù)壓，背面產(chǎn)生渦流，有氣壓差存在就會(huì)產(chǎn)生空氣流動(dòng)，根據(jù)地區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向設(shè)計(jì)合理的間距，為建筑組織良好的自然通風(fēng)提供了可行性。

（2）科學(xué)布局總平面布局。房間要想獲取良好的通風(fēng)條件，就要組織建立好穿堂風(fēng)。所以，在建筑設(shè)計(jì)總平面布局時(shí)，首先要考慮建筑物的朝向、之間距理和建筑群布局。總之，建筑應(yīng)使用錯(cuò)列或斜列的方式進(jìn)行平面布局，使每幢建筑都能獲取良好的自然通風(fēng);在設(shè)計(jì)上，應(yīng)盡量使房屋的縱軸與夏季主導(dǎo)風(fēng)向相垂直，主臥應(yīng)建在夏季風(fēng)向的迎風(fēng)面;建筑的寬度對(duì)自然通風(fēng)有直接影響。當(dāng)建筑寬度在10m以內(nèi)，可以選用單側(cè)通風(fēng);寬度在15m以內(nèi)，可以選用雙側(cè)通風(fēng)。

（3）嚴(yán)格規(guī)范建筑間距。建筑物之間的距離規(guī)劃是否合理，決定著自然風(fēng)的流通是否順暢，因此在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，規(guī)劃好建筑物之間的距離顯得至關(guān)重要。但是現(xiàn)在隨著可利用建筑面積的減少，很多建筑商為了獲取單位面積內(nèi)更大的經(jīng)濟(jì)效益，盲目地壓縮建筑間距，以提高建筑密度，這樣極大地影響了自然風(fēng)的順利進(jìn)入以及日照效果，使人們的居住質(zhì)量和熱舒適性大大降低。因此，在實(shí)際的建筑規(guī)劃過(guò)程中，要根據(jù)具體的日照時(shí)間和自然風(fēng)向確定建筑間距，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和居住舒適性的統(tǒng)一。

（4）明確建筑朝向以及通風(fēng)口的面積。由于風(fēng)壓的作用往往是通過(guò)風(fēng)壓系數(shù)表現(xiàn)出的，從而就與建筑朝向以及通風(fēng)的面積具有密切的關(guān)系。而且不同氣候地區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向都呈現(xiàn)出較大的差異，所以就要求建筑朝向與夏季的主導(dǎo)風(fēng)向保持一致。與此同時(shí)，在進(jìn)行整體布局的同時(shí)，對(duì)建筑物的形體（例如建筑物的高度、形狀等）實(shí)施控制也是很有必要的。而且還應(yīng)該在此基礎(chǔ)上，結(jié)合室內(nèi)新風(fēng)量的需求來(lái)設(shè)計(jì)通風(fēng)口，在這里所指的就是有效通風(fēng)面積以及在建筑立面上的設(shè)計(jì)位置。此外，房間的相對(duì)位置以及開口大小都會(huì)對(duì)風(fēng)速以及進(jìn)風(fēng)量產(chǎn)生直接的影響，這樣將進(jìn)風(fēng)口以及出風(fēng)口兩者位置錯(cuò)開并保持一定距離是很有必要的，從而就能夠有效地改變氣流在室內(nèi)的方向，達(dá)到更好的通風(fēng)效果。

（5）合理進(jìn)行開口設(shè)計(jì)。自然通風(fēng)通過(guò)建筑物的開口流入或者流出，則建筑物開口的優(yōu)化配置以及開口的尺寸、窗戶的形式和開啟方式，窗墻面積比等的合理設(shè)計(jì)，直接影響著建筑物內(nèi)部的空氣流動(dòng)以及通風(fēng)效果。a.開口的大小存在一個(gè)優(yōu)化組合的問(wèn)題。房間開口尺寸的大小，直接影響著風(fēng)速和進(jìn)氣量，開口大，則氣流場(chǎng)較大?？s小開口面積，流速雖然相對(duì)增加，但氣流場(chǎng)縮小。根據(jù)測(cè)定，當(dāng)開口寬度為開間寬度的1/3～2/3，開口面積為地板面積的15%～20%時(shí)，通風(fēng)效率最佳。b.開口的開啟方式應(yīng)靈活。在氣流穿過(guò)一個(gè)空間時(shí)要提供盡可能多的靈活性，特別要確保熱空氣在房間頂部時(shí)可以放出去，又能把新鮮空氣從底部引進(jìn)來(lái)，這樣就會(huì)因該空間內(nèi)的熱量的分層作用給室內(nèi)空氣流動(dòng)提供動(dòng)力。氣流的方向可以通過(guò)對(duì)中懸窗、豎轉(zhuǎn)窗及平開窗窗扇角度的改變來(lái)調(diào)節(jié)。c.開口的相對(duì)位置也會(huì)直接影響氣流路線。建議將進(jìn)風(fēng)口設(shè)置于地面上方1m～2m處，可以確保氣流經(jīng)過(guò)使用者頭部區(qū)域。還可以通過(guò)固定在墻體上的構(gòu)件或窗戶上的百葉來(lái)控制氣流的強(qiáng)度和流場(chǎng)分布。

5? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，自然通風(fēng)對(duì)于建筑節(jié)能減排以及成本控制都具有重要影響，因此建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要充分考慮自然通風(fēng)。但是由于氣候、地理?xiàng)l件等客觀因素的影響，制約了自然通風(fēng)效果，因此保障自然通風(fēng)的有效性，加強(qiáng)其在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析具有重要意義。

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