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摘要：文章简述了自然通风在建筑设计中的原理，以及实现方法，并通过四个典型设计案列，分析了现代自然通风建筑的设计，以供参考。
关键词：自然通风；节能；建筑设计
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。生态技术在建筑设计中的应用越来越受到重视，很多国家的建筑设计师们在自己的建筑设计中做出了探索和实践，发现自然通风作为一种最古老、最节能的通风方法，对于降低能耗，提高室内舒适度都有着非常重要的作用，在世界各地的传统民居中都得到了广泛的应用。
一、自然通风的概述
现阶段的风环境主要可以分为自然通风和机械通风两种。机械通风主要是利用各种先进的机械和设备来实现空气的流动，进而出现风现象。而自然通风则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。这种通风方法不但避免了机械运行带来的噪音污染和能源浪费，更是避免了室内污染和其他不利于人身体健康的因素。
根据压差形成的机理，自然通风可以分为风压作用下的自然通风和热压作用下的自然通风。风压作用下自然通风的基本原理是当风吹向建筑物时，流动的空气会在建筑四周产生不同的效果，建筑的迎风面因空气受阻而产生正压，气流向上和两侧偏转产生局部涡流区，形成负压，室内外空气在这个压力差的作用下由高压区向低压区流动从而实现空气流通。热压作用下的自然通风是由于室内和室外空气的温度差而形成空气密度差，进而产生压差造成热气向上冷气向下的空气流动现象。在建筑设计中，利用热压原理将进气口和排气口间的落差加大，可以有效改善室内自然通风的效果，然后再結合建筑的剖面设计来组织室内通风。
二、建筑设计中自然通风的实现
（一）建筑选址
建筑选址应有利于自然通风，外部风速要大于3m/s，且建筑的主要进风面应与夏季主导风向成60°～90°角。
（二）建筑物的朝向
在确定建筑物朝向时，还应对本地的阳光照射角度进行分析，同时也需要理解当地的风环境特性，这主要包括对冬季和夏季盛行风向、风速和温度的总结。在我国大多数地区，夏季盛行风的方向主要为东南风，这样无论从改善夏季室内热环境还是通风要求进行分析，对于南方建筑物的朝向来说是最佳的选择。选择这个方向还有助于避免东、南部和西部的暴晒。
（三）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。因此在住宅设计中，加大部分住宅楼的间距，形成绿地，对改善绿地下风侧住宅的自然通风，有较好的效果。由于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。在条件许可的情况下，应尽量加大山墙的间距。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。
（四）建筑窗自然通风设计
（1）窗的高度。窗的高度会影响室内通风效果，一般高窗能够促进气流流动，同时采光效果较好；而低窗虽然通风效果不好，但是能够使地面反射的太阳光线比较均匀。因此在建筑设计中可以根据实际需要来设计窗的高度。（2）窗的方位。窗的方位会影响室内通风和采光效果，因此在建筑设计中对于窗的方位，要尽量保证夏季自然通风的同时能够遮挡阳光，而冬季在降低烟囱效应的同时增加室内太阳辐射。对此，最好不要将窗户排成一条直线，而应进行交错排列。（3）窗的大小。建筑设计中窗的大小最基本的是应该满足通风、日照、视野等的需要。一般在气候比较干热的地区适合小窗，以此来达到遮阳的目的，而在气候湿热的地区则要使用大窗，以便更好的通风。
（五）建筑内部空间的布置
消费者在选购住宅时，多倾向于选择南北通透的板式建筑，其优势正是因为板式建筑进深较小，利于采光和通风。而且如果与之对应的平面布局规整、通透，建筑内部空气流动的阻力就越小，通风也就越流畅，易形成所谓的“穿堂风”。反之，虽然同为板式建筑，内廊式的公寓或酒店，因其平面的隔断，通风效果就明显不如住宅。而对于进深较大，利用风压通风有困难的建筑，可通过设置采光中庭等开放式竖向空间，利用热压通风的原理，促进室内空气循环。此外，还可通过拔风井和无动力排气风帽，借助外部风力对风帽作用时产生的吸力，从室内抽取空气向外排风。
（六）屋顶的自然通风设计
（1）在结构层上部设置架空隔热层。这种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，达到屋面降温的目的，另外架空板还保护了屋面防水层口。（2）利用坡屋顶自身结构，在结构层中间设置通风隔热层，也可得到较好的隔热效果。
（七）幕墙设计
新型节能幕墙设计通过在两层玻璃幕墙间设置一个空腔，在空腔内设置遮阳设施，空腔的两端设置进风口、出风口，通过热压差或者强制机械通风，实现通风节能，可以有效地避免建筑物内部风压、热压过高等问题，促进围护结构保温隔热性能的改善，创造良好的室内环境。
三、现代自然通风建筑设计实倒
在工作中，我不断学习专研国内外先进的专业技术，力求能学以致用，用合理的设计来节省物资与资金的消耗，同时又能保证建筑设计的实用性。以下是我工作中及学习所得的一些自然通风建筑设计的实际案例。
（1）无锡宁泰华辰大厦，在其南侧设一边庭，内植花木，既净化空气，又美化环境，在其南北顶部各置一条形天窗，可根据四季的不同，需要开启和关闭，自然通风，冬暖夏凉，节省能源，外置遮阳板，夏日遮阳降温，西面入口置一实墙面，夏防西晒，冬挡寒风。
（2）诺曼·福斯特的新德国议会大厦的修复工程充分利用了自然光和自然通风，并结合共生和热能再生系统，以最低的造价、最少的能耗获得最大的收益。议会大厦的圆穹顶是自然采光和自然通风的节能策略之关键。圆穹顶的核心是一个圆锥形，圆顶将上层较热的空气抽出，同时，轴向风扇和热交换器从废气中获得循环的能量。新鲜空气由室外从西门廊的顶部进入，以低速风的形式穿过整个会议厅，在大厅中缓缓上升，在浮力和抽风机作用下逸出穹顶上的开口。
（3）巴黎亚洲艺术博物馆改造时，利用自然采光，自然通风；空间通透，上下空间自然连通，展室背景不封闭，有的以旋鼓楼体为展品背景，视觉空间散透，自然新颖；色调简洁淡雅，自然舒适，突出展品。
（4）莱斯特大学工程馆把机械空气处理系统强行独立出来，有意地将其作为技术形象的一部分。整个建筑明确讲究实效、合乎功能逻辑，带有机器时代的特点。
总之，在建筑设计中实现自然通风是建设生态节能建筑和低碳建筑的一项重要措施，我们必须要不断创新，勇于探索，提高建筑自然通风效果，以营造一个健康、舒适的居室环境。
参考文献：
[1]马福军许杭.建筑自然通风节能技术及影响因素[J].科技信息，2011（36）.
[2]李大勇.自然通风在住宅建筑设计中的应用[J].建筑知识：学术刊，2012（3）.
[3]热夏提·艾尔肯.浅议建筑自然通风的研究[J].商品与质量：学术观察，2012（5）.
关键词：自然通风；节能；建筑设计
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。生态技术在建筑设计中的应用越来越受到重视，很多国家的建筑设计师们在自己的建筑设计中做出了探索和实践，发现自然通风作为一种最古老、最节能的通风方法，对于降低能耗，提高室内舒适度都有着非常重要的作用，在世界各地的传统民居中都得到了广泛的应用。
一、自然通风的概述
现阶段的风环境主要可以分为自然通风和机械通风两种。机械通风主要是利用各种先进的机械和设备来实现空气的流动，进而出现风现象。而自然通风则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。这种通风方法不但避免了机械运行带来的噪音污染和能源浪费，更是避免了室内污染和其他不利于人身体健康的因素。
根据压差形成的机理，自然通风可以分为风压作用下的自然通风和热压作用下的自然通风。风压作用下自然通风的基本原理是当风吹向建筑物时，流动的空气会在建筑四周产生不同的效果，建筑的迎风面因空气受阻而产生正压，气流向上和两侧偏转产生局部涡流区，形成负压，室内外空气在这个压力差的作用下由高压区向低压区流动从而实现空气流通。热压作用下的自然通风是由于室内和室外空气的温度差而形成空气密度差，进而产生压差造成热气向上冷气向下的空气流动现象。在建筑设计中，利用热压原理将进气口和排气口间的落差加大，可以有效改善室内自然通风的效果，然后再結合建筑的剖面设计来组织室内通风。
二、建筑设计中自然通风的实现
（一）建筑选址
建筑选址应有利于自然通风，外部风速要大于3m/s，且建筑的主要进风面应与夏季主导风向成60°～90°角。
（二）建筑物的朝向
在确定建筑物朝向时，还应对本地的阳光照射角度进行分析，同时也需要理解当地的风环境特性，这主要包括对冬季和夏季盛行风向、风速和温度的总结。在我国大多数地区，夏季盛行风的方向主要为东南风，这样无论从改善夏季室内热环境还是通风要求进行分析，对于南方建筑物的朝向来说是最佳的选择。选择这个方向还有助于避免东、南部和西部的暴晒。
（三）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。因此在住宅设计中，加大部分住宅楼的间距，形成绿地，对改善绿地下风侧住宅的自然通风，有较好的效果。由于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。在条件许可的情况下，应尽量加大山墙的间距。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。
（四）建筑窗自然通风设计
（1）窗的高度。窗的高度会影响室内通风效果，一般高窗能够促进气流流动，同时采光效果较好；而低窗虽然通风效果不好，但是能够使地面反射的太阳光线比较均匀。因此在建筑设计中可以根据实际需要来设计窗的高度。（2）窗的方位。窗的方位会影响室内通风和采光效果，因此在建筑设计中对于窗的方位，要尽量保证夏季自然通风的同时能够遮挡阳光，而冬季在降低烟囱效应的同时增加室内太阳辐射。对此，最好不要将窗户排成一条直线，而应进行交错排列。（3）窗的大小。建筑设计中窗的大小最基本的是应该满足通风、日照、视野等的需要。一般在气候比较干热的地区适合小窗，以此来达到遮阳的目的，而在气候湿热的地区则要使用大窗，以便更好的通风。
（五）建筑内部空间的布置
消费者在选购住宅时，多倾向于选择南北通透的板式建筑，其优势正是因为板式建筑进深较小，利于采光和通风。而且如果与之对应的平面布局规整、通透，建筑内部空气流动的阻力就越小，通风也就越流畅，易形成所谓的“穿堂风”。反之，虽然同为板式建筑，内廊式的公寓或酒店，因其平面的隔断，通风效果就明显不如住宅。而对于进深较大，利用风压通风有困难的建筑，可通过设置采光中庭等开放式竖向空间，利用热压通风的原理，促进室内空气循环。此外，还可通过拔风井和无动力排气风帽，借助外部风力对风帽作用时产生的吸力，从室内抽取空气向外排风。
（六）屋顶的自然通风设计
（1）在结构层上部设置架空隔热层。这种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，达到屋面降温的目的，另外架空板还保护了屋面防水层口。（2）利用坡屋顶自身结构，在结构层中间设置通风隔热层，也可得到较好的隔热效果。
（七）幕墙设计
新型节能幕墙设计通过在两层玻璃幕墙间设置一个空腔，在空腔内设置遮阳设施，空腔的两端设置进风口、出风口，通过热压差或者强制机械通风，实现通风节能，可以有效地避免建筑物内部风压、热压过高等问题，促进围护结构保温隔热性能的改善，创造良好的室内环境。
三、现代自然通风建筑设计实倒
在工作中，我不断学习专研国内外先进的专业技术，力求能学以致用，用合理的设计来节省物资与资金的消耗，同时又能保证建筑设计的实用性。以下是我工作中及学习所得的一些自然通风建筑设计的实际案例。
（1）无锡宁泰华辰大厦，在其南侧设一边庭，内植花木，既净化空气，又美化环境，在其南北顶部各置一条形天窗，可根据四季的不同，需要开启和关闭，自然通风，冬暖夏凉，节省能源，外置遮阳板，夏日遮阳降温，西面入口置一实墙面，夏防西晒，冬挡寒风。
（2）诺曼·福斯特的新德国议会大厦的修复工程充分利用了自然光和自然通风，并结合共生和热能再生系统，以最低的造价、最少的能耗获得最大的收益。议会大厦的圆穹顶是自然采光和自然通风的节能策略之关键。圆穹顶的核心是一个圆锥形，圆顶将上层较热的空气抽出，同时，轴向风扇和热交换器从废气中获得循环的能量。新鲜空气由室外从西门廊的顶部进入，以低速风的形式穿过整个会议厅，在大厅中缓缓上升，在浮力和抽风机作用下逸出穹顶上的开口。
（3）巴黎亚洲艺术博物馆改造时，利用自然采光，自然通风；空间通透，上下空间自然连通，展室背景不封闭，有的以旋鼓楼体为展品背景，视觉空间散透，自然新颖；色调简洁淡雅，自然舒适，突出展品。
（4）莱斯特大学工程馆把机械空气处理系统强行独立出来，有意地将其作为技术形象的一部分。整个建筑明确讲究实效、合乎功能逻辑，带有机器时代的特点。
总之，在建筑设计中实现自然通风是建设生态节能建筑和低碳建筑的一项重要措施，我们必须要不断创新，勇于探索，提高建筑自然通风效果，以营造一个健康、舒适的居室环境。
参考文献：
[1]马福军许杭.建筑自然通风节能技术及影响因素[J].科技信息，2011（36）.
[2]李大勇.自然通风在住宅建筑设计中的应用[J].建筑知识：学术刊，2012（3）.
[3]热夏提·艾尔肯.浅议建筑自然通风的研究[J].商品与质量：学术观察，2012（5）.