建筑節能設計中自然通風設計的概念及重要性

　　長期在城市中生活的人們，越來越追求與大自然的親近，于是設計師們在建筑設計理念中融入了自然通風設計。自然通風不同于人為通風方式。自然通風可以拉近人與自然之間的關系，同時還可以降低能源消耗，有效提高人們的生活質量，改善人們所居住的生態環境。基于此，本文作者詳細對自然通風的原理做出講解，將自然通風對經濟發展及環境保護的重要性做出探討。

　　【關鍵詞】自然通風,住宅建筑,節能設計

　　在空調的相關技術不斷發展的前提下，日常生活中的人們也越來越重視對室內環境的主動控制權，打造室內前所未有的舒適氣溫成為了人們對室內的根本要求，空調的普及化導致了自然通風這種適宜的氣候技術漸漸淡出了大眾的視線，將傳統的自然通風建筑生態技術重新引入現代建筑具有比以往更加重要的意義。

　　一、自然通風技術的原理

　　1、風壓作用下的自然通風

　　自然通風是指為了讓建筑物內部產生空氣流動從而有目的的進行開口的施工工作，這種為方便空氣流動而進行的為建筑物開口的施工會根據不同位置的開口從而展開不同的壓力分布，壓力的分布就是風的動力，而每個開口的不同特點則直接決定著風向流動的阻力大小，建筑內空氣流動而產生自然通風的主要原因是靜壓的升高和室內外空氣密度不同，這兩種因素可是單獨起作用，也可以放在一起產生作用，自然通風形成的主要原因是大氣中壓力差的變化，如果在風的通風軌道上出現障礙，就會產生對障礙物的能量轉換，動壓轉化成靜壓，于是迎風面會產生正壓，背風面會產生負壓。

　　由于經過建筑物而出現的壓力差促使空氣從迎風面的窗縫和其他空隙流入室內，而室內空氣則從背風面孔口排出，就形成了全面換氣的風壓自然通風。某一建筑物周圍風壓與該建筑的幾何形狀、建筑相對于風向的方位、風速和建筑周圍的自然地形有關

　　2、熱壓作用下的自然通風

　　煙囪效應是指室內外空氣變化產生溫度上的差異從而引起的熱壓，室內外會產生在溫度上的密度差，密度差會沿著建筑物墻面的方向造成墻面的壓力梯度，在室外溫度低于室內溫度的情況下建筑物上部壓力增高，下部壓力會減少，當上下部位的某一位置出現孔口的時候，空氣會通過下部的開口進入并從上部的開口流出，當室外溫度高于室內溫度時，氣流會向相反的方向了流動，熱壓在氣溫上的高低會影響到開口處的高度變化以及空氣的密集度，在現實生活中，建筑師通常會選擇煙囪、通風塔、天井中庭等作為自然通風的條件，在這些地方設立通風口可以令建筑物具有更優秀的通風效果。

　　3、風壓和熱壓共同作用下的自然通風與機械輔助式的自然通風

　　自然通風中是在風壓和熱壓的共同作用下產生的通風效果，風壓和熱壓分別都能產生不同作用的通風效果，風壓的作用會受到周圍環境的影響，而熱壓不會，當風壓和熱壓共同產生作用時，風壓和熱壓并非單純的進行線性疊加而是通過雙方的相互作用以及補充密切的配合到一起，從而幫助建筑物更有效的進行通風，高層建筑中，由于通風路徑長的原因，風的流動阻力也會隨著路徑變慢，這時單純依靠自然風壓將無法實現自然通風的效果，而對于污染和噪音嚴重的城市，直接接受室外渾濁空氣的自然通風會導致對人體健康的危害，這時我們就要運用一種機械式的輔助機器進行自然通風，該機器可以轉換室外的渾濁空氣，并將其凈化為正常的空氣，借助這樣的機器可以幫助我們更好的進行建筑物的自然通風。

　　二、自然通風的技術改革

　　1、自然通風系統設計中的限制性條件

　　自然通風作為一種免費技術在應用上必然會受到季節以及環境的限制，應用自通風的必要條件是室內的氣溫比室外氣溫高的前提下，通過室內通風換氣時將室外的風引入室內當中，從而將室內的溫度降低，以上我們可以看出，室內外氣溫差異大的情況下，通過通風進行降溫的效果也會變得更好，對于許多需要通過空調進行降溫的建筑物來說，適當的運用自然通風可以使空調的使用負荷降低，在過渡季節往往會因為過度依賴空調的使用，從而造成大量的電費開銷，而相對某些依靠自然通風的建筑物而言，在換季的時候，運用自然通風進行降溫的建筑物居住起來會感覺更舒適。

　　2、建筑環境的要求

　　應用自然通風降溫措施后，建筑室內環境在很大程度上依靠室外環境進行調節，除了空氣的溫、濕度參數外，室內的空氣品質和噪音控制也將被室外環境所破壞。根據目前的一些標準要求，采用自然通風的建筑，其建筑外的噪音不應該超過 70dB;尤其在窗戶開啟的時候，應該保證室內周邊地帶的噪音不超過 SSdB。同時，自然通風進風口的室外空氣質量應該滿足有關衛生要求

　　三、建筑條件的限制

　　1、建筑位置

　　應用自然通風的建筑，在建筑設計上應該參考以上兩點要求，充分發揮自然通風的優勢。周圍是否有交通干道、鐵路等一般認為，建筑的立面應該離開交通干道 20 米，以避免進風空氣的污染或噪音干擾：或者，在設計通風系統時，將靠近交通干道的地方作為通風的排風側。地 Ix：的主導風向與風速根據當地的主導風向與風速確定自然通風系統的設計，特別注意建筑是否處于周圍污染空氣的下游。周圍環境由于城市環境與鄉村環境不同，對建筑通風系統的影響也不同，特別是建筑周圍的其它建筑或障礙物將影響建筑周圍的風向和風速、采光和噪音等

　　2、建筑形狀

　　形狀建筑的寬度直接影響自然通風的形式和效果。建筑寬度不超過 10 米的建筑可以使用單側通風方法：寬度不超過巧米的建筑可以使用雙側通風方法：否則，將需要其它輔助措施，例如煙囪結構或機械通風與自然通風的混合模式等。建筑朝向為了充分利用風壓作用，系統的進風口應該面對建筑周圍的主導風向。同

　　時建筑的朝向還涉及減少得熱措施的選擇。開窗面積系統進風側外墻的窗墻比應該兼顧自然采光和日射得熱的控制，一般為30%-50%}建筑結構形式建筑結構可以是輕型、中型或重型結構。對于中型或重型結構，由于其熱惰性比較大，可以結合晚間通風等技術措施改善自然通風系統的運行效果

　　四、結論

　　更好的利用自然通風可以有效的起到節能和減排的作用，利用自然通風在提升經濟效益的同時還能對建筑周邊的起到環保作用，降低空調排放的有毒氣體，自然通風的優勢在于它的廉價與健康，相信這種通風方式會被越來越多的人多接受并高效利用。

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