建筑設計論文自然通風應用

　　從人類進行建造筑動開始，便有了自然通風技術。這篇建筑設計論文認為在漫長的發展中，各種地區的人們發明了各種不同的適合本地區的通風方法，至今仍舊被廣泛應用。現如今我們的社會是環保社會，是可持續發展的社會。有效利用完全自然通風，減小建筑能耗，保護我們生存的環境，是在滿足了建筑的使用功能和美感需求之后，應該達到的更高目標。《設計家》雜志是一份以介紹建筑與室內設計師人物和作品為主的專業期刊，報道對象為：中國本土有影響力的設計師，讀者對象為：中國境內的建筑師、室內設計師，地產開發商，建筑業主，私人裝修業主。雜志每月出版，全國發行，在大中型城市均有銷售，可通過網絡訂閱、郵局訂閱。

　　摘要:根據我國當前關于建筑空調技術嚴重影響環境和能源的情況，指明了自然通風極為重要;分析了自然通風的優勢、原理以及應用，希望以此人們能注重自然通風。

　　關鍵詞:自然通風;風壓;熱壓;自然通風的應用

　　隨著空調的不斷研發，室內溫度已經能被人們所控制，因此，由人類適應環境變為人類改變環境。家用空調幾乎已經進入家家戶戶，在公共場所中也運用空調系統。但是隨著空調的越來越多，加大了能源的消耗，空調用電導致了夏季用電高峰期的出現。于此同時，空調的普遍使用，對人類的身體健康產生了負面影響。減少空調危害的方法之一就是進行自然通風。進行自然通風，是為了給人們提高新鮮的空氣。建筑進行自然通風，可以大大降低空調能源的消耗，進而減少因空調而產生的生產CO2;對人類而言，自然通風可降低空調病以及各種疾病的發病率。因此，將現代建筑設計為自然通風格局進行自然通風顯得尤為重要[1]。

　　1自然通風的原理

　　建筑進行自然通風，可通過兩種模式進行一種是完全自然通風，另一種是機械幫助自然通風[2]。一般的自然通風就是，有目的的進行開口，然后使空氣產生流動。對于自然通風來說，建筑物內主要有兩個因素造成空氣流動:風壓、建筑物內外空氣密度差。它們可以獨自作用，也可以聯合作用。

　　1.1風壓作用下進行的自然通風

　　完全自然通風，是根據室外風速給室內外溫度造成溫差，產生空氣流動而形成的。大氣的壓差是導致風形成的原因。如果風在前進的過程中遇到障礙物，如樹或房子，就會發生能量的轉變。由于通過阻礙物而產生的壓力差，導致空氣從室外的窗縫及空隙進入室內，再從將室內的空氣從另一面排出，這就形成了完全自然通風。建筑物四周的風壓與其幾何造型、建筑對于風來的方向、速度和建筑四周的自然地勢有關。

　　1.2熱壓作用下進行的自然通風

　　室內外空氣產生的溫差造成熱壓。根據熱力學原理，室內溫度會隨著高度的增加而上升的特點。這就是我們所說的的“煙囪效應”，也是導致建筑物上下溫差不同的問題主要原因。溫差的存在導致建筑物內外密度差的出現，與墻面相垂直的方向產生壓力梯度。如果室內比室外溫度高，建筑物就會出現上面壓力較大，下面壓力較小的情況。當這些部位存在通風口時，空氣經過較低的孔口進入，從上部排出。如果室內比室外溫度低，氣流反向流動。而在實際運用中，建筑師們多采取煙囪、天井中庭等方式，為自然通風的進行提供條件，促使建筑物能夠更好的進行通風。

　　1.3熱壓與風壓共同作用下進行的自然通風

　　在實際的通風過程中，是熱壓與風壓一同作用的結果，只是它們有強、有弱。風壓受到室外風向、風速、天氣、建筑物的幾何形狀、四周環境等影響，在和熱壓一同作用時，并不是單純的線性疊加。所以，建筑師要對各種存在因素進行充分的分析考慮，使熱壓與風壓作用互充，默契配合，促進建筑物的良好自然通風。

　　1.4機械輔助進行的自然通風

　　大型建筑物由于面積較大，所以通風路途較長，流動空氣阻力較大，單純依賴熱壓和風壓，難以實現完全自然通風。對于嚴重存在空氣噪聲污染的城市，直接進行自然通風則會將室外被污染的空氣以及噪音一起帶入室內，威脅人體健康。因此，要采取另外一種自然通風系統-機械輔助式。該通風系統擁有自己的空氣循環甬道，并通過一定的機器增加室內通風。雖然機械輔助式通風比完全自然通風要多消耗一些能源，但運用這種裝置使氣流重組，甚至在可以局部迫使氣流改向，促進自然通風取得更加好的效果。

　　2自然通風存在的優勢

　　自然通風是如今建筑廣泛采用的一項改善室內熱環境、減少空調消耗的技術，其根本目的就是代替(或部分代替)空調制冷[3]。這一過程有以下兩點重要的現實意義:一是有效實行被動式制冷。當室外低于室內溫濕度時，自然通風能夠不消耗任何能源就將室內溫濕度降低，使人體感到舒服。即便室外溫濕度較高，也能夠使用自然通風運送經過處理的新風，從而減小風機耗能，且無噪音。二是可以給予新鮮、干凈的自然空氣，有利于人類身心健康發展。室內空氣質量的低劣，在極大程度上是因為缺少足夠的新風。空調營造的恒溫環境，也會導致抵抗力降低，進而引起空調病。但是自然通風能夠將室內不干凈的空氣排出，還能促進人與大自然進行交往。

　　3自然通風在建筑設計中的應用

　　3.1總平面布局

　　房間要想獲取良好的通風條件，就要組織建立好穿堂風。所以，在建筑設計總平面布局時，首先要考慮建筑物的朝向、之間距理和建筑群布局。總之，建筑應使用錯列或斜列的方式進行平面布局，使每幢建筑都能獲取良好的自然通風;在設計上，應盡量使房屋的縱軸與夏季主導風向相垂直，主臥應建在夏季風向的迎風面;建筑的寬度對自然通風有直接影響。當建筑寬度在10m以內，可以選用單側通風;寬度在15m以內，可以選用雙側通風。

　　3.2通過建筑高度以及門窗部位進行通風

　　較高的樓層有利于室內熱壓的形成，增強自然通風，適當增高建筑高度，可加速熱空氣流動，使新風更多的涌入室內，有效減小室內溫濕度。在炎熱地區，可以通過安裝特殊門窗如木板簾，更有效的進行通風降溫。捕風窗是人類的一項偉大發明，它促使風通過風道進入室內，既保障了普通窗戶通風又滿足了室內空氣的流動。

　　3.3通過建筑平面進行通風

　　在建筑中引進自然通風的方法，可有效改進內部小氣候，創造舒適的房屋環境。在國外，考古發現，很久以前在羅馬就有了通過立柱支撐，周圍回廊環繞，中間設計接雨水的天井形式。在國內，建筑設計的庭院，則是引進自然通風的主要手段。在現代建筑中，庭院在仍舊被廣泛地運用，它不但擔負著建筑物采光通風的作用，并且是建筑的主要組成部分。中庭的出現，靈感也是來源于庭院(天井)，后來，羅馬人通過對天井進行改進，給天井加上屋頂，就形成了有屋頂的中庭。現如今，中庭今非昔比。陽光、水源、植物等自然要素都被引進中庭，成為人們喜愛的公共活動場所。由于庭院(天井)擁有上下溫差導致的“煙囪效應”，所以被人們用來改進室內的通風條件，進行自然通風。它不僅能明顯改進通風采光條件，調節室內的小氣候，而且還能夠減小建筑物的機械耗能，有利于保護環境生態平衡。中庭改善內部小氣候更加顯著，它不但擁有良好的通風采光條件，還能采暖降溫。中庭擁有“煙囪效應”以及“溫室效應”兩種自然現象，可以有效的降低能源消耗。現代建筑中的中庭大多都是安裝的可以調節的頂棚，可依據需求來掌控引進室內的光線和通風換氣量。中庭的作用隨著地區地勢的不同而不同:在比較寒冷的地區，中庭的作用是暖房取暖;在比較炎熱的地區，中庭的作用是通風降溫;在溫暖適宜的地區，中庭的作用二者兼備。

　　3.4通過建筑剖面進行通風

　　隨著建筑技術的不斷發展，建筑設計出現底層架空。諸多建筑出現將底層架空。被架的空部分用來進行綠化，作園林景觀，這樣不僅使人們擁有了更多的公共活動場所，并且使氣流直接從底層流入建筑中部，增強建筑的自然通風。在近年的高層建筑中普遍應用的一種手法就是建造空中花園，工程師在每隔幾層就設計一部分對外開放的陽臺，并對其進行綠化景觀設計，就像空中的花園，將氣流利用走廊流進建筑內部，改良室內通風。對頂層來說，因為屋頂多是使用混凝土構造，熱惰性極大。混凝土由于白天吸收熱量、夜晚散發熱量，給房間帶來嚴重的不符熱舒適性。所以，建筑師除了使用屋面隔熱的建筑手法外，還應該加以屋面架空的手段進行隔熱。陽光直射的熱量被聚集在空氣間層中，被通過屋頂的自然風刮走，有效降低屋頂散熱對建筑物內熱舒適度的影響。

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