引 言

目前，我国的经济快速发展，能耗迅速增加，能耗主要包括采暖、空调、热水供应、照明、家电等，其中采暖和空调能耗约占总能耗的60%~70%。由于我国的能源比较匮乏，因此建筑节能势在必行，根据有关专家的估计，可以采取合理的措施节约2/3~3/4的能耗，自然通风是一种较为成熟、经济的技术手段，应该充分合理地利用。

1 自然通风的技术原理

1.1 风压引起的自然通风

气流因阻挡物而产生的静压叫做风压。在风条件较好的地区，采用风压方法进行自然通风。当自然风通过建筑时，在建筑的阻隔作用下，迎风面的静压会上升，而在侧风和背风面上则会出现局部的旋涡，从而导致室内和室外的空气因其存在的压差而从较高的位置向较低的方向流动。从伯努利流体的理论中可以看出，流动空气的压力与它的速度成反比，因此当流动空气的速度增大时，就会产生一个低压区。所以，在建筑设计中，可以将通风通道设置为横向，当自然风从通道中通过时，就会产生一个负压区，使周围的空气流动。管式通道应沿某一方向关闭，再将其他方向打开，以形成通风的方向，从而能更好地发挥大进深空间的通风作用。

1.2 热压引起的自然通风

正如其名称的含义，热压式自然通风是由于室内和室外空气的不同而产生的。热力学的原理表明，在高温时，空气密度会变得较小，而在低温时，空气密度会变得更大。建筑面积大，布置密集，其内部聚集温度较高。当室内和室外的空气密度存在差异时，就会产生压力差，从而导致空气的流动。在建筑设计中，经常采用烟囱、天井、中庭等形式来进行自然通风，以便于室外温度较低的大密度新鲜空气从底层流入建筑，同时也能将较高温度的小密度空气排出，从而达到较好的通风效果。在建筑工程中，建筑师往往将风压与热压结合起来，以达到建筑的自然通风。

1.3 机械辅助式自然通风

现代建筑越来越倾向于高层化和大型化，这导致了需要更长的通风通道，空气流动受到的阻力更大，从而减少了自然通风的作用。所以单纯地靠自然风压和热风压是很难达到理想的通风效果的。尤其是在某些城市，由于大气质量差、噪声污染严重，采用过多的自然通风方式，会把各种户外污染带进室内。自然通风对人体的危害相对于环境污染来说要小一些，所以必须采用机械的方法来进行自然通风。机械辅助自然通风系统拥有比较完善的空气循环通道，将机械的方法和生态的理念结合起来，实现了室内的通风。

1.4 风压与热压相结合实现自然通风

建筑的自然通风通常是由热压和风压共同作用而形成的，但其影响的大小对整个建筑的自然通风有一定的影响。热压过程比较平稳，而风压往往受大气环流、地方风、建筑形状和周围环境等因素的影响。因此，在风压和热压的双重作用下，也会产生降低通风效果的现象。在热压和风压同时作用下，风向和热压作用的流动方向一致时，可以互相促进。相反，则会互相妨碍，影响自然通风的作用。

2 自然通风的功能

2.1 热舒适通风

热舒适通风是利用室内的空气流动加速身体表面的水分蒸发，加速体表热散失，达到降低室内人体温度和湿度的目的。它的作用和在夏季使用的电风扇差不多，但因为电风扇的风速太大，而且风向很集中，对身体健康无益。在炎热的夏天，自然通风可以让身体表面的水分快速蒸发，既能降低体温，又能缓解身体表面的湿气。

2.2 健康通风

健康通风是为了给室内的人们带来健康的、清新的空气。建筑内部是一个封闭的空间，同时也是人类活动的场所，所以空气质量并不好。还有就是，有些新建建筑，里面的建筑材料含有有毒成分，如果长期不通风的话，很可能会危及人的身体。自然通风具有健康通风作用，能够使室内的污浊气体定时排出，确保室内的空气品质，并对人体的健康起到一定的积极作用。

2.3 降温通风

所谓的降温通风，就是利用空气循环，将室内的高温空气与室外的低温空气进行交换。一般而言，建筑在采取降温、通风等措施时，应充分考虑当地的气候和建筑物自身的构造特征。商用楼在过渡季节要进行充分的降温和通风，而民用建筑则要在白天尽量避免室外的热空气进入，夜晚可以通过降温通风来降低室内的温度，这样就可以减少空调等制冷设备的消耗。

其特点是：①室外的风会对室内的风产生一定的影响，两种不同的风混合在一起，可以使室内的空气流动得到很好的改善，从而使室内的环境变得更加的平稳，从而达到自然通风的目的。②为了使自然通风得到有效的实施，必须充分考虑热压风压对自然通风的影响，并利用外力来解决影响自然通风的因素。

3 自然通风在现代建筑设计中的应用

3.1 建筑群立面设计

由于建筑物内气流产生旋涡、下冲气流等，会对其通风产生不良的影响。因此，在建筑群立面设计中，必须将建筑的各个单元之间的布局安排得井然有序。如果一座建筑比其他建筑高出一大截，或者两座建筑之间的间隔突然变得很大，就会形成一股强烈的下冲气流，从而产生高速风，导致热损失和降低舒适性。在建筑群设计中，要尽量减少各建筑之间对风的影响，尽量沿着夏季的主导风向布置，靠近主导风向的建筑高度不宜太高，必须位于建筑群的边缘。小高层、高层建筑应避开主导风向，使自然风能进入建筑内部，从而有效地阻止冬天的东北风。

3.2 建筑室内空间的布置

在设计套型的平面风道时，应使进、出风口对位，例如起居室、饭厅等，以减少空气的迂回距离，降低空气阻力。由于夏季厨房卫生间的温度高、湿度大，因此要将热湿的气体从厨房卫生间中排出，避免回流，必须将通风路径与室内的活动空间分开。可在卧室及其他合适的地方设置活动门、活动格栅或高侧窗，夏天开启形成风路，冬天封闭，减少通风，既能保持风路畅通，又能保持隐私。为防止被风吹入室内后形成“交角风”，应尽可能地避开进风口窗户的侧墙的开孔。为确保风路的通畅，套型平面风道的设计要尽量避免锐角的转折。在平面转折处，应采用圆角处理、扩大空间或设置导流构件。

3.3 屋顶的自然通风

屋顶除了是建筑物的自然通风系统中的一部分，它利用天窗、烟囱、风斗等结构为空气流通提供入口和出口。在这种通风屋顶内部，通常会有一层空气间层，通过热压通风的方式，将气流在空气间层流动，从而达到增加或减少屋顶内温度的目的。此外，由于屋面的外形会对室外的风压产生一定的影响，因此，为了形成高压区和低压区，可以采用翼形屋顶。

3.4 “烟囱”空间的利用

“烟囱”包括垂直竖井以及若干风口，在房间排风口的末端装太阳能空气加热器，用于吸收从风塔顶进入的空气。本系统与风管供风系统相似，在通风不畅通的区域，采用高于屋顶的风斗，将上层的气流导入室内，促进室内的空气流动，风口应面向主导风向。在主导风向不稳定的区域，可以采用多个方向的风斗，也可以根据风向进行旋转。

结束语

总之，在现代建筑的设计中，必须考虑到自然通风的问题。科学合理、因地制宜地使用自然通风既可以降低能耗，又可以节约能源，同时也可以为使用者营造一个良好的室内环境，提高舒适性，从而推动了现代社会的健康发展。

参考文献

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[2] 黄小萍，柯瑞.过渡季室内自然通风模拟分析与评价——以合肥地区高层住宅为例[J].安徽建筑，2020，14(09)：82.