自然通风与建筑节能的关系

浅谈自然通风与建筑节能的关系摘要：风能与太阳能、生物能等属于可再生的自然能源,合理地利用自然通风技术, 是建筑可持续发展过程的一个重要部分, 应当引起建筑师的高度重视。

本文就自然通风的原理、作用等作了简单的阐述，介绍了自然通风在建筑设计中的应用，以使在今后学习和相关工作中得以借鉴。

关键词：自然通风建筑节能关系
0 引言
风在古代人的观念中是组成世界的基本元素之一。

长久以来，风（即空气的流动）已经被广泛地用来使室内变得凉爽和舒适，可惜有关这方面的许多传统技术和方式在工业革命后被抛弃了。

但在环境问题日益严重和人与自然关系不断得到重视的今天，人们重新开始研究如何利用风来取得降低能耗的效果，同时又最大限度地使室内人员感到舒适并保护他们的健康。

近年来,在对节能技术广泛和深入研究的基础上,一些建筑师们在一系列建筑创作中做出了探索和实践,其中自然通风是一项成熟而低廉的技术措施,在建筑设计中应充分、合理地加以使用。

1 自然通风概述
建筑内部的通风条件是决定人们健康、舒畅的重要因素之一。

它通过空气更新和气流的生理作用对人体的生物感受起到直接的影响作用，并通过对室内气温、湿度及内表面温度的影响而起到间
接的影响作用。

自然通风最基本的动力为风压和热压。

通常的作法为利用建筑物外表面的风压,利用室内的热压，以及风压与热压相结合。

1.1 利用风压实现自然通风
所谓风压,是指空气流受到阻挡时产生的静压。

当风吹向建筑物正面时候,受到建筑物表面的阻挡而在迎风面上静压增高,产生正
压区,气流再向上偏转,同时绕过建筑物各侧面及背面,在这些面上产生局部涡流,静压降低,形成负压差,风压就是利用建筑迎风面和背风面的压力差,室内外空气在这个压力差的作用下由压力高的一侧向压力低的一侧流动。

1.2 利用热压实现自然通风
烟囱使室内的烟不用机械方式而有组织的排出室外，大大改善了室内空气质量，这就是常说的“烟囱效应”(chimney effect)。

所谓热压通风，就是利用该原理，根据建筑内部由于空气密度不同,热空气趋向于上升，而冷空气则趋向于下降的特点，促进自然通风。

热压作用于进风和出风的风口高度差，以及室内外空气温度差存在着密切的关系：高度差愈大，温度差愈大，则热压通风效果愈明显。

1.3 利用热压与风压实现自然通风
建筑中的自然通风往往是热压与风压共同作用的结果，热压作用相对稳定，烟囱效应拔风的产生条件较容易实现，而风压作用常常受到大气环流、地方风、建筑形状、周围环境等因素的影响，具
有不稳定性。

所以,当风压与热压同时作用的时候，还可能出现减弱通风效果的情况。

2 自然通风与节能
2.1 自然通风节能的原理
通风这一概念，通常包括两个方面的含义，即“换热”与“换气”。

而从其方法来讲，亦可分为两种类型，即“强制通风”和“自然通风”。

由于强制通风的技术问题大多属于设备工种的研究范畴，即其所采用的方法，大多属于非建筑方法。

所以，自然通风节能将限制在“换气”这一范畴内，并侧重于如何通过建筑方法来减少采用强制通风之必要。

基于这样的考虑，用建筑节能的基本原理加以分析，自然通风节能的原理如下：
⑴减轻形成负荷的作用因素的作用
⑵利用设备以外的作用因素
⑶降低要求条件
2.2 自然通风的节能方法
2.2.1控制作用因素的产生
⑴水蒸汽
除采暖和加湿之外，作为浴室，厨房以及其他燃烧器具的排气，可排出室外。

采暖可以使室内的各种物体或建筑部位内部的水分蒸发，从而提高了空气的绝对湿度，只要进行采暖，这种现象就是不
可避免。

空气过于干燥，对于人的呼吸器官不好，但过分地使用加湿器加湿，又会有损于建筑物。

⑵尘埃和砂土
可以防止把尘埃和砂土带入室内，防止在室内产生尘埃，以及一旦有尖埃等落在地板上，可以防止它再次飞扬起来，并且，要防止其成为二次尘埃发生源。

⑶气味
对各种会产生不良气味的东西应予封闭，并对这些场所进行防臭处理或空气净化处理，这样，就可最大限度地降低室内恶臭气味的“浓度”，从而减少使用通风设备的必要。

当然，最好的方法，是控制室内没有恶臭源。

2.2.2 控制气流的扩散和传播
对于散发在室内空气中的气味等作用因素，可以采取措施，防止气味从发生源向有人的地方传播。

污染空气的物质，在空气中传播的方法，可以大致分为“扩散”和“气流传播”两种。

⑴扩散的控制
大致来说，控制扩散的方法有两种，即“切断空间”和形成超过扩散速度的逆向气流。

关于逆向气流，将合并到⑵中介绍。

下面对切断空间加以简述。

只要把空间隔开密闭起来，气味或尘埃等污染空气的作用因素，就不会传播到其它空间。

但是，对于有污染源的空间，也需要采用
通风的方法，防止污染空气传播到其它房间里去。

具体来讲，可以采用减压的形式，使有污染源的空间形成负压。

⑵气流传播的控制
方法有两种，即不使空气产生气流及利用气流的方向性两种方法。

前言实际上属于⑴的内容，后者在可忽视扩散影响的条件下可以使用。

一般，可采用设置障碍物的方法，来改变风速和风向。

2.2.3 稀释
气味不达到一定的浓度，人不会有感觉。

另外，热气进入室内之后，室内的温度不发生一定程度以上的变化，也不会有影响。

关于其他作用因素也是一样，一般情况下，浓度不达到允许的最大限度，就不会成为通风的负荷。

如果作用因素在达到允许的最大限度之前就已停止发生，且散发出的物质已被吸附、排出或分解，就不需要再进行通风。

这一点与通过热来提高室内温度时的蓄热效果有些相似。

3 强化建筑物自然通风的途径
3.1 利用环境条件
3.1.1地形
一般说，每个地区都有它们各自不同的全年风玫瑰图和夏季风瑰图，这种风玫瑰图对建筑物的朝向的选择和房间的自然通风能力的充分发挥具有重要的指导意义。

但必须注意的是，往往同一地区的风玫瑰图，由于各种具体条件的不同，使该地区的局部主导风向
与当地总的风玫瑰图所示的主导风向发生偏离，甚至出现相反的那象。

因此，在确定某一具体地段的主导风向时，还应对该地段的具体情况进行深入细致的调查研究后才能作出比较正确的判断。

3.1.2 树木
房间周围树木的布置位置往往也能在—定程度上引导风的方向。

当在沿房屋的长向迎风一侧植树木时，如树木在房屋的两端向外延伸，则可加强房间内的通风效果。

当沿房屋长向的窗前种植树木时，如果树丛把窗的檐口挡住，则往往会使吹进房内的风引向顶蓬去。

但如树丛离开外墙尚有一定距离时，则吹来的风有可能大部分或全部越过窗户而从屋顶穿过房子。

3.2 朝向、门窗位置等因素的影响
3.2.1 体形
一个简单的、畅开的长方形平面，并使其长向的前后两墙的窗户垂直于当地的夏季主导风，则是通风效果最好的一种平面布置形式。

当在这种平面内要求把房间进行分隔时，可尽量利用高窗、百页板等设施，以利于房间之间空气的对流，当建筑物的平面形式为门形或l形时，应尽可能使其凹口部分面向夏季主导风。

3.2.2 门窗
房间门窗的布置以及门窗的开启方法等对房间的通风效果也能起到极大的影响。

3.2.3朝向
当房间的朝向位置不能很好利用当地的主导风向进行通风时，也可设置一些不同型式的窗、遮阳板或“迎风墙”等，以设法把风更好地引导到房间里去。

3.2.4 其它
当设计的为多层建筑时，往往可利用热空气上升的原理，把各层房间的空气通过楼梯井或走廓局部开设的金屑透空网格等引到顶层，通过屋顶排气天窗或排气孔或通风屋脊等排出屋外。

4 结语
自然通风是一种廉价的生态节能技术,建筑设计者应该从规划、建筑单体设计到构造设计的整个过程中,仔细考虑自然通风,确保良好的室内空气品质和舒适的热环境,节约不可再生资源。