剖析建筑中自然通風(fēng)技術(shù)

1、剖析建筑中自然通風(fēng)技術(shù)一、自然通風(fēng)技術(shù)的原理及應(yīng)用自然通風(fēng)是一項古老的技術(shù)， 與復(fù)雜、耗能的空調(diào)技術(shù)相比， 自然通風(fēng)是能夠適應(yīng)氣候的一項廉價而成熟的技術(shù)措施。 通常意 義上的自然通風(fēng)指的是通過有目的的開口， 產(chǎn)生空氣流動。 這種 流動直接受建筑外表面的壓力分布和不同開口特點的影響。 壓力 分布是動力， 而各開口的特點則決定了流動阻力。 就自然通風(fēng)而 言，建筑物內(nèi)空氣運動主要有兩個原因： 風(fēng)壓以及室內(nèi)外空氣密 度差。這兩種因素可以單獨起作用，也可以共同起作用。通常認(rèn) 為具有以下三大主要作用： （1）提供新鮮空氣； （ 2）生理降溫； （3）釋放建筑結(jié)構(gòu)中蓄存的熱量。自然通風(fēng)是在壓差推動下的 空氣

2、流動。 根據(jù)壓差形成的機(jī)理， 可以分為風(fēng)壓作用下的自然通 風(fēng)和熱壓作用下的自然通風(fēng)。1、風(fēng)壓作用下自然通風(fēng)的形成過程。當(dāng)有風(fēng)從左邊吹向建 筑時，建筑的迎風(fēng)面將受到空氣的推動作用形成正壓區(qū)， 推動空 氣從該側(cè)進(jìn)入建筑； 而建筑的背風(fēng)面， 由于受到空氣繞流影響形 成負(fù)壓區(qū)， 吸引建筑內(nèi)空氣從該側(cè)的出口流出， 這樣就形成了持 續(xù)不斷的空氣流，成為風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)。2 、熱壓作用下的自然通風(fēng)的形成過程。 當(dāng)室內(nèi)存在熱源時， 室內(nèi)空氣將被加熱，密度降低，并且向上浮動，造成建筑內(nèi)上部 空氣壓力比建筑外大， 導(dǎo)致室內(nèi)空氣向外流動， 同時在建筑下部，不斷有空氣流入， 以填補(bǔ)上部流出的空氣所讓出的空間， 這

3、樣形成的持續(xù)不斷的空氣流就是熱壓作用下的自然通風(fēng)。二、自然通風(fēng)的實現(xiàn)方法 1、風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)。風(fēng)的形成是由于大氣中的壓力 差。如果風(fēng)在通道上遇到了障礙物，如樹和建筑物，就會產(chǎn)生能 量的轉(zhuǎn)換。動壓力轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓力，于是迎風(fēng)面上產(chǎn)生正壓（ 約為風(fēng)速動壓力的 0.5-0.8 倍） ，而背風(fēng)面上產(chǎn)生負(fù)壓 （ 約為風(fēng)速動壓 力的 0.3?0.4 倍） 。由于經(jīng)過建筑物而出現(xiàn)的壓力差促使空氣從 迎風(fēng)面的窗縫和其他空隙流入室內(nèi)， 而室內(nèi)空氣則從背風(fēng)面孔口 排出，就形成了全面換氣的風(fēng)壓自然通風(fēng)。 某一建筑物周圍風(fēng)壓 與該建筑的幾何形狀、 建筑相對于風(fēng)向的方位、 風(fēng)速和建筑周圍 的自然地形有關(guān)。2 、熱壓作

4、用下的自然通風(fēng)。 熱壓是室內(nèi)外空氣的溫度差引 起的，這就是所謂的“煙囪效應(yīng)”。由于溫度差的存在，室內(nèi)外 密度差產(chǎn)生， 沿著建筑物墻面的垂直方向出現(xiàn)壓力梯度。 如果室 內(nèi)溫度高于室外， 建筑物的上部將會有較高的壓力， 而下部存在 較低的壓力。當(dāng)這些位置存在孔口時， 空氣通過較低的開口進(jìn)入， 從上部流出。如果，室內(nèi)溫度低于室外溫度，氣流方向相反。熱 壓的大小取決于兩個開口處的高度差和室內(nèi)外的空氣密度差。 而 在實際中，建筑師們多采用煙囪、通風(fēng)塔、天井中庭等形式，為 自然通風(fēng)的利用提供有利的條件， 使得建筑物能夠具有良好的通 風(fēng)效果。3 、風(fēng)壓和熱壓共同作用下的自然通風(fēng)。 在實際建筑中的自 然通風(fēng)是

5、風(fēng)壓和熱壓共同作用的結(jié)果，只是各自的作用有強(qiáng)有 弱。由于風(fēng)壓受到天氣、室外風(fēng)向、建筑物形狀、周圍環(huán)境等因 素的影響， 風(fēng)壓與熱壓共同作用時并不是簡單的線性疊加。 因此 建筑師要充分考慮各種因素， 使風(fēng)壓和熱壓作用相互補(bǔ)充， 密切 配合使用，實現(xiàn)建筑物的有效自然通風(fēng)。4 、機(jī)械輔助式自然通風(fēng)。在一些大型建筑中，由于通風(fēng)路 徑較長，流動阻力較大 , ，單純依靠自然風(fēng)壓與熱壓往往不足以 實現(xiàn)自然通風(fēng)。 而對于空氣污染和噪聲污染比較嚴(yán)重的城市， 直 接的自然通風(fēng)還會將室外污濁的空氣和噪聲帶入室內(nèi)， 不利于人 體健康。 在這種情況下， 常常采用一種機(jī)械輔助式的自然通風(fēng)系 統(tǒng)。該系統(tǒng)有一套完整的空氣循環(huán)通

6、道， 輔以符合生態(tài)思想的空 氣處理手段 （如土壤預(yù)冷、預(yù)熱、深井水換熱等 ） ，并借助一定的 機(jī)械方式加速室內(nèi)通風(fēng)。三、自然通風(fēng)在住宅設(shè)計中的運用 影響自然通風(fēng)的因素對于建筑本身而言，有建筑物的高度、 進(jìn)深、長度和迎風(fēng)方位；對于建筑群體而言，有建筑的間距、排 列組合方式和建筑群體的迎風(fēng)方位； 對于住宅區(qū)規(guī)劃而言， 有住 宅區(qū)的合理選址以及住宅區(qū)道路、綠地、水面的合理布局等，以 便達(dá)到最佳的通風(fēng)效果。以下就幾方面加以說明。1、建筑物的朝向。要確定建筑物的朝向，不但要了解當(dāng)?shù)?日照量較多的方向， 還要了解當(dāng)?shù)仫L(fēng)的相關(guān)特性， 包括冬季和夏季主導(dǎo)風(fēng)的方向、 速度以及風(fēng)的溫度。 每一個地區(qū)有自己風(fēng)的特

7、點，由于建筑物迎風(fēng)面最大的壓力是在與風(fēng)向垂直的面上， 因此， 在選擇建筑物朝向時，應(yīng)盡量使建筑主立面朝向夏季主導(dǎo)風(fēng)向， 而側(cè)立面對著冬季主導(dǎo)風(fēng)向； 南向是太陽輻射量最多的方向， 加 之我國大部分地區(qū)夏季主導(dǎo)風(fēng)向都是南或南偏東， 故無論從改善 夏季自然通風(fēng)、調(diào)節(jié)房間熱環(huán)境，還是從減少冬季、夏季的房間 采暖空調(diào)負(fù)荷的角度來講， 南向都是建筑物朝向最好的選擇。 而 且選擇南向這樣的朝向也有利于避免東、 西曬，兩者都可以兼顧。 對于那些朝向不夠理想的建筑， 就應(yīng)采取有效措施妥善解決上述 兩方面問題。2、建筑物的間距。建筑物南北向日照間距較小時，前排建 筑遮擋后排建筑，風(fēng)壓小，通風(fēng)效果差；反之，建筑日照

8、間距較 大時，后排建筑的風(fēng)壓較強(qiáng)，自然通風(fēng)效果愈好。所以在住宅組 團(tuán)設(shè)計中，加大部分住宅樓的間距，形成組團(tuán)綠地，對改善綠地 下風(fēng)側(cè)住宅的自然通風(fēng)， 有較好的效果， 同時還能為人們提供良 好的休息和交流的場所。同時在條件許可的時候， 盡量加大山墻的間距。 因為室外氣 流吹過呈行列式布局的建筑群時， 在建筑物的山墻之間將形成一 條空氣射流。 當(dāng)采用錯列式布置方式， 可以利用住宅山墻間的空 氣射流，改善下風(fēng)方向住宅和自然通風(fēng)，效果顯著。山墻間距的 大小，取決于住宅間距。住宅間距越大，山墻的間距也應(yīng)越大， 以便使足夠的空氣射流能吹到后排住宅上。 過小的住宅樓山墻間距，對消防、綠化和道路交通有不利的影響

9、。3、建筑群的布局。建筑群的布置和自然通風(fēng)的關(guān)系，可以 從平面和空間兩個方面來考慮。 本文主要從平面規(guī)劃的角度來分 析，建筑群的布局有行列式、周邊式和散點式。行列式是最基本 的建筑群布局， 是條式單元住宅或聯(lián)排式住宅按一定朝向和合理 間距成排布置的方式，其布局包含并列式，錯列式和斜列式；并 列式布局發(fā)生錯動，從而形成錯列式和斜列式以及周邊式的布 局。并列式的建筑布局雖然由于建筑群內(nèi)部的流場因風(fēng)向投射 角不同而有很大變化， 但總體說來受風(fēng)面較小； 錯列和斜列可使 風(fēng)從斜向?qū)虢ㄖ簝?nèi)部， 下風(fēng)向的建筑受風(fēng)面大一些， 風(fēng)場分 布較合理 , 所以通風(fēng)好。周邊式住宅建筑沿街坊或院落周邊布置的形式， 這種布置形 式形成封閉或半封閉的內(nèi)院空間， 風(fēng)的投射面非常小， 風(fēng)很難導(dǎo) 入，這種布置方式只適于冬季寒冷地區(qū)； 散點式住宅布局包括低 層獨院式住宅， 多層點式及高層塔式住宅布局， 散點式住宅自成 組團(tuán)或圍繞住宅組團(tuán)中心建筑、 公共綠地、 水面有規(guī)律地或自由 布置，通風(fēng)效果好 .四、結(jié)束語21 世紀(jì)是環(huán)保的世紀(jì) , 是可持續(xù)發(fā)展的世紀(jì)。降低建筑能 耗,使建筑的人工環(huán)境與自然環(huán)境達(dá)到動態(tài)的平衡 , 將是建筑在 滿足了基本的使用功能和美學(xué)要求后應(yīng)追求的更高目標(biāo)。 而通風(fēng) 是建筑的最基本功能之一