建筑节能设计中自然通风设计的概念及重要性

　　长期在城市中生活的人们，越来越追求与大自然的亲近，于是设计师们在建筑设计理念中融入了自然通风设计。自然通风不同于人为通风方式。自然通风可以拉近人与自然之间的关系，同时还可以降低能源消耗，有效提高人们的生活质量，改善人们所居住的生态环境。基于此，本文作者详细对自然通风的原理做出讲解，将自然通风对经济发展及环境保护的重要性做出探讨。

　　【关键词】自然通风,住宅建筑,节能设计

　　在空调的相关技术不断发展的前提下，日常生活中的人们也越来越重视对室内环境的主动控制权，打造室内前所未有的舒适气温成为了人们对室内的根本要求，空调的普及化导致了自然通风这种适宜的气候技术渐渐淡出了大众的视线，将传统的自然通风建筑生态技术重新引入现代建筑具有比以往更加重要的意义。

　　一、自然通风技术的原理

　　1、风压作用下的自然通风

　　自然通风是指为了让建筑物内部产生空气流动从而有目的的进行开口的施工工作，这种为方便空气流动而进行的为建筑物开口的施工会根据不同位置的开口从而展开不同的压力分布，压力的分布就是风的动力，而每个开口的不同特点则直接决定着风向流动的阻力大小，建筑内空气流动而产生自然通风的主要原因是静压的升高和室内外空气密度不同，这两种因素可是单独起作用，也可以放在一起产生作用，自然通风形成的主要原因是大气中压力差的变化，如果在风的通风轨道上出现障碍，就会产生对障碍物的能量转换，动压转化成静压，于是迎风面会产生正压，背风面会产生负压。

　　由于经过建筑物而出现的压力差促使空气从迎风面的窗缝和其他空隙流入室内，而室内空气则从背风面孔口排出，就形成了全面换气的风压自然通风。某一建筑物周围风压与该建筑的几何形状、建筑相对于风向的方位、风速和建筑周围的自然地形有关

　　2、热压作用下的自然通风

　　烟囱效应是指室内外空气变化产生温度上的差异从而引起的热压，室内外会产生在温度上的密度差，密度差会沿着建筑物墙面的方向造成墙面的压力梯度，在室外温度低于室内温度的情况下建筑物上部压力增高，下部压力会减少，当上下部位的某一位置出现孔口的时候，空气会通过下部的开口进入并从上部的开口流出，当室外温度高于室内温度时，气流会向相反的方向了流动，热压在气温上的高低会影响到开口处的高度变化以及空气的密集度，在现实生活中，建筑师通常会选择烟囱、通风塔、天井中庭等作为自然通风的条件，在这些地方设立通风口可以令建筑物具有更优秀的通风效果。

　　3、风压和热压共同作用下的自然通风与机械辅助式的自然通风

　　自然通风中是在风压和热压的共同作用下产生的通风效果，风压和热压分别都能产生不同作用的通风效果，风压的作用会受到周围环境的影响，而热压不会，当风压和热压共同产生作用时，风压和热压并非单纯的进行线性叠加而是通过双方的相互作用以及补充密切的配合到一起，从而帮助建筑物更有效的进行通风，高层建筑中，由于通风路径长的原因，风的流动阻力也会随着路径变慢，这时单纯依靠自然风压将无法实现自然通风的效果，而对于污染和噪音严重的城市，直接接受室外浑浊空气的自然通风会导致对人体健康的危害，这时我们就要运用一种机械式的辅助机器进行自然通风，该机器可以转换室外的浑浊空气，并将其净化为正常的空气，借助这样的机器可以帮助我们更好的进行建筑物的自然通风。

　　二、自然通风的技术改革

　　1、自然通风系统设计中的限制性条件

　　自然通风作为一种免费技术在应用上必然会受到季节以及环境的限制，应用自通风的必要条件是室内的气温比室外气温高的前提下，通过室内通风换气时将室外的风引入室内当中，从而将室内的温度降低，以上我们可以看出，室内外气温差异大的情况下，通过通风进行降温的效果也会变得更好，对于许多需要通过空调进行降温的建筑物来说，适当的运用自然通风可以使空调的使用负荷降低，在过渡季节往往会因为过度依赖空调的使用，从而造成大量的电费开销，而相对某些依靠自然通风的建筑物而言，在换季的时候，运用自然通风进行降温的建筑物居住起来会感觉更舒适。

　　2、建筑环境的要求

　　应用自然通风降温措施后，建筑室内环境在很大程度上依靠室外环境进行调节，除了空气的温、湿度参数外，室内的空气品质和噪音控制也将被室外环境所破坏。根据目前的一些标准要求，采用自然通风的建筑，其建筑外的噪音不应该超过 70dB;尤其在窗户开启的时候，应该保证室内周边地带的噪音不超过 SSdB。同时，自然通风进风口的室外空气质量应该满足有关卫生要求

　　三、建筑条件的限制

　　1、建筑位置

　　应用自然通风的建筑，在建筑设计上应该参考以上两点要求，充分发挥自然通风的优势。周围是否有交通干道、铁路等一般认为，建筑的立面应该离开交通干道 20 米，以避免进风空气的污染或噪音干扰：或者，在设计通风系统时，将靠近交通干道的地方作为通风的排风侧。地 Ix：的主导风向与风速根据当地的主导风向与风速确定自然通风系统的设计，特别注意建筑是否处于周围污染空气的下游。周围环境由于城市环境与乡村环境不同，对建筑通风系统的影响也不同，特别是建筑周围的其它建筑或障碍物将影响建筑周围的风向和风速、采光和噪音等

　　2、建筑形状

　　形状建筑的宽度直接影响自然通风的形式和效果。建筑宽度不超过 10 米的建筑可以使用单侧通风方法：宽度不超过巧米的建筑可以使用双侧通风方法：否则，将需要其它辅助措施，例如烟囱结构或机械通风与自然通风的混合模式等。建筑朝向为了充分利用风压作用，系统的进风口应该面对建筑周围的主导风向。同

　　时建筑的朝向还涉及减少得热措施的选择。开窗面积系统进风侧外墙的窗墙比应该兼顾自然采光和日射得热的控制，一般为30%-50%}建筑结构形式建筑结构可以是轻型、中型或重型结构。对于中型或重型结构，由于其热惰性比较大，可以结合晚间通风等技术措施改善自然通风系统的运行效果

　　四、结论

　　更好的利用自然通风可以有效的起到节能和减排的作用，利用自然通风在提升经济效益的同时还能对建筑周边的起到环保作用，降低空调排放的有毒气体，自然通风的优势在于它的廉价与健康，相信这种通风方式会被越来越多的人多接受并高效利用。

　　参考文献：

　　[1]桑卉，王娜.关于绿色建筑电气技术及建筑电气节能设计的探讨分析[J].中国厨卫，2016(5).

　　[2]程华.大型商业综合体建筑变风量空调系统调试难点解析[J].城市建筑，2016(30).

　　[3]严咏梅.绿色建筑理念在地铁节能设计中的应用研究[J].工程技术：全文版，2016(10).

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