自然通风范文10篇

自然通风范文篇1

[关键词]自然通风?原理?优势?地域建筑?设计

随着空调技术的不断发展，人们越来越能主动的控制室内环境，创造前所未有的室内舒适气候要求，从而使人们逐渐淡化对自然通风这种气候适宜性技术的应用。然而，在今天全球能源紧张、节能压力增大、空气品质（IAO）恶化以及建筑综合征（SBS）等发生的情况下，人们不得不从新审视自然通风这一传统的气候适宜性技术，自然通风这种古老而有效的技术在今天得到了前所未有的重视。空调的产生，使人们可以主动地控制居住环境，而不是象以往一样被动地适应自然；空调的大量使用，使人们渐渐淡化了对自然通风的应用。而在空调技术得以普及的今天，迫于节约能源、保持良好的室内空气品质的双重压力下，全球的科学家不得不重新审视自然通风这一传统技术。在这样的背景下，把自然通风这种传统建筑生态技术重新引回现代建筑中，有着比以往更为重要的意义。

一、自然通风技术的原理

通常意义上的自然通风指的是通过有目的的开口，产生空气流动。这种流动直接受建筑外表面的压力分布和不同开口特点的影响。压力分布是动力，而各开口的特点则决定了流动阻力。就自然通风而言，建筑物内空气运动主要有两个原因：风压以及室内外空气密度差。这两种因素可以单独起作用，也可以共同起作用。

1、风压作用下的自然通风

风的形成是由于大气中的压力差。如果风在通道上遇到了障碍物，如树和建筑物，就会产生能量的转换。动压力转变为静压力，于是迎风面上产生正压(约为风速动压力的0.5-0.8倍)，而背风面上产生负压(约为风速动压力的0.3—0.4倍)。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

热压是室内外空气的温度差引起的，这就是所谓的“烟囱效应”。由于温度差的存在，室内外密度差产生，沿着建筑物墙面的垂直方向出现压力梯度。如果室内温度高于室外，建筑物的上部将会有较高的压力，而下部存在较低的压力。当这些位置存在孔口时，空气通过较低的开口进入，从上部流出。如果，室内温度低于室外温度，气流方向相反。热压的大小取决于两个开口处的高度差和室内外的空气密度差。而在实际中，建筑师们多采用烟囱、通风塔、天井中庭等形式，为自然通风的利用提供有利的条件，使得建筑物能够具有良好的通风效果。

3、风压和热压共同作用下的自然通风

在实际建筑中的自然通风是风压和热压共同作用的结果，只是各自的作用有强有弱。由于风压受到天气、室外风向、建筑物形状、周围环境等因素的影响，风压与热压共同作用时并不是简单的线性叠加。因此建筑师要充分考虑各种因素，使风压和热压作用相互补充，密切配合使用，实现建筑物的有效自然通风。

4、机械辅助式自然通风

在一些大型建筑中，由于通风路径较长，流动阻力较大,，单纯依靠自然风压与热压往往不足以实现自然通风。而对于空气污染和噪声污染比较严重的城市，直接的自然通风还会将室外污浊的空气和噪声带入室内，不利于人体健康。在这种情况下，常常采用一种机械辅助式的自然通风系统。该系统有一套完整的空气循环通道，辅以符合生态思想的空气处理手段(如土壤预冷、预热、深井水换热等)，并借助一定的机械方式加速室内通风。

二、自然通风技术的优势

自然通风是当今建筑普遍采取的一项改革建筑热环境、节约空调能耗的技术，采用自然通风方式的根本目的就是取代（或部分取代）空调制冷系统。而这一取代过程有两点至关重要的意义：一是实现有效被动式制冷，当室外空气温湿度较低时自然通风可以在不消耗不可再生能源的情况下降低室内温度，带走潮湿气体，达到人体热舒适，即使室外空气温湿度超过舒适区，需要消耗能源进行降温降湿处理，也可以利用自然通风输送处理后的新风，而省去风机能耗，且无噪声。这有利于减少能耗、降低污染，符合可持续发展的思想。二是可以提供新鲜、清洁的自然空气（新风），有利于人的生理和心理健康。室内空气品质的低劣在很大程度上是由于缺少充足的新风。空调所造成的恒温环境也使得人体抵抗力下降，引发各种“空调病”。而自然通风可以排除室内污浊的空气，同时还有利于满足人和大自然交往的心理需求。

三、自然通风系统设计中的限制性条件

自然通风技术作为一种免费的技术，它的应用必然受到环境的限制。对于室外环境温、湿度比较温和的地区（如英国），该技术的应用非常成熟，下面基于他们的应用经验，介绍有关自然通风技术应用的限制性条件。

（一）室内得热量的限制

应用自然通风的前提是室外空气温度比室内低，通过室内空气的通风换气，将室外风引入室内，降低室内空气的温度。很显然，室内、外空气温差越大，通风降温的效果越好。对于一般的依靠空调系统降温的建筑而言，应用自然通风系统可以在适当时间降低空调运行负荷，典型的如空调系统在过渡季节的全新风运行。对于完全依靠自然通风系统进行降温的建筑，其使用效果则取决于很多因素，建筑的得热量是其中的一个重要因素，得热量越大，通过降温达到室内舒适要求的可能性越小。现在的研究结果表明，完全依靠自然通风降温的建筑，其室内的得热量最好不要超过40W/m2。

（二）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55dB。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

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。

1、建筑位置

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。地区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15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。

3、建筑内部设计

层高比较大的层高有助于利用室内热负荷形成的热压，加强自然通风。室内分隔的形式直接影响通风气流的组织和通风量。建筑内竖直通道或风管可以利用竖直通道产生的烟囱效应有效组织自然通风

4、室内人员

室内人员密度和设备、照明得热的影响对于建筑得热超过40W/m2的建筑，可以根据建筑内热源的种类和分布情况，在适当的区域分别设置自然通风系统和机械制冷系统。工作时间工作时间将影响其它辅助技术的选择（如晚间通风系统）。

（四）室外空气湿度的影响

应用自然通风对降低室内空气温度效果明显，但对调节或控制室内空气的湿度，效果甚微。因此，自然通风措施一般不能在非常潮湿的地区使用。

四、建筑中的自然通风考虑因素

自然通风范文篇2

[关键词]自然通风机理效益地域建筑设计

长久以来,自然通风做为一项传统的建筑防热技术，在世界各地的传统民居中，得到了广泛的应用。在湿热地区，人们看到的传统民居往往有这样的外表：建筑都有开阔的窗户；采用轻便的墙体；深远的挑檐；高高在上的顶棚并且设置有通风口；建筑往往架空，以避开地面的潮气和热气，采集更多的凉风——这样形象的背后，隐藏着劳动人民对利用自然通风技术的朴素观念。自然通风是一种具有很大潜力的通风方式，是人类历史上长期赖以调节室内环境的原始手段。

空调的产生，使人们可以主动地控制居住环境，而不是象以往一样被动地适应自然；空调的大量使用，使人们渐渐淡化了对自然通风的应用。而在空调技术得以普及的今天，迫于节约能源、保持良好的室内空气品质的双重压力下，全球的科学家不得不重新审视自然通风这一传统技术。在这样的背景下，把自然通风这种传统建筑生态技术重新引回现代建筑中，有着比以往更为重要的意义。

1.自然通风的理论机理

通常意义上的自然通风指的是通过有目的的开口，产生空气流动。这种流动直接受建筑外表面的压力分布和不同开口特点的影响。压力分布是动力，而各开口的特点则决定了流动阻力。就自然通风而言，建筑物内空气运动主要有两个原因：风压以及室内外空气密度差。这两种因素可以单独起作用，也可以共同起作用。

1．1风压作用下的自然通风

风的形成是由于大气中的压力差。如果风在通道上遇到了障碍物，如树和建筑物，就会产生能量的转换。动压力转变为静压力，于是迎风面上产生正压(约为风速动压力的0.5-0.8倍)，而背风面上产生负压(约为风速动压力的0.3—0.4倍)。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。

1．2热压作用下的自然通风

热压是室内外空气的温度差引起的，这就是所谓的“烟囱效应”。由于温度差的存在，室内外密度差产生，沿着建筑物墙面的垂直方向出现压力梯度。如果室内温度高于室外，建筑物的上部将会有较高的压力，而下部存在较低的压力。当这些位置存在孔口时，空气通过较低的开口进入，从上部流出。如果，室内温度低于室外温度，气流方向相反。热压的大小取决于两个开口处的高度差和室内外的空气密度差。而在实际中，建筑师们多采用烟囱、通风塔、天井中庭等形式，为自然通风的利用提供有利的条件，使得建筑物能够具有良好的通风效果。

1．3风压和热压共同作用下的自然通风

在实际建筑中的自然通风是风压和热压共同作用的结果，只是各自的作用有强有弱。由于风压受到天气、室外风向、建筑物形状、周围环境等因素的影响，风压与热压共同作用时并不是简单的线性叠加。因此建筑师要充分考虑各种因素，使风压和热压作用相互补充，密切配合使用，实现建筑物的有效自然通风。

1．4机械辅助式自然通风

在一些大型建筑中，由于通风路径较长，流动阻力较大,，单纯依靠自然风压与热压往往不足以实现自然通风。而对于空气污染和噪声污染比较严重的城市，直接的自然通风还会将室外污浊的空气和噪声带入室内，不利于人体健康。在这种情况下，常常采用一种机械辅助式的自然通风系统。该系统有一套完整的空气循环通道，辅以符合生态思想的空气处理手段(如土壤预冷、预热、深井水换热等)，并借助一定的机械方式加速室内通风。

2.采用自然通风的的经济效益和环境效益

自然通风是当今建筑普遍采取的一项改革建筑热环境、节约空调能耗的技术，采用自然通风方式的根本目的就是取代（或部分取代）空调制冷系统。而这一取代过程有两点至关重要的意义：一是实现有效被动式制冷，当室外空气温湿度较低时自然通风可以在不消耗不可再生能源的情况下降低室内温度，带走潮湿气体，达到人体热舒适，即使室外空气温湿度超过舒适区，需要消耗能源进行降温降湿处理，也可以利用自然通风输送处理后的新风，而省去风机能耗，且无噪声。这有利于减少能耗、降低污染，符合可持续发展的思想。二是可以提供新鲜、清洁的自然空气（新风），有利于人的生理和心理健康。室内空气品质的低劣在很大程度上是由于缺少充足的新风。空调所造成的恒温环境也使得人体抵抗力下降，引发各种“空调病”。而自然通风可以排除室内污浊的空气，同时还有利于满足人和大自然交往的心理需求。3.建筑设计中自然通风的实现及实例分析

传统建筑对自然通风有很多值得借鉴的方法，而在我们现代的建筑设计中积极地考虑自然通风，并注意与地域建筑的有效结合，对于自然通风的合理利用、节约能源具有现实意义。

3.1建筑体型与建筑群的布局的设计

建筑群的布局对自然通风的影响效果很大。考虑单体建筑得热与防止太阳过度辐射的同时，应该尽量使建筑的法线与夏季主导风向一致；然而对于建筑群体，若风沿着法线吹向建筑，会在背风面形成很大的漩涡区，对后排建筑的通风不利。在建筑设计中要综合考虑这两方面的利弊，根据风向投射角（风向与房屋外墙面法线的夹角）对室内风速的影响来决定合理的建筑间距，同时也可以结合建筑群体布局的改变以达到缩小间距的目的。由于前幢建筑对后幢建筑通风的影响，因此在单体设计中还应该结合总体的情况对建筑的体型，包括高度、进深、面宽乃至形状等实行一定的控制。

3.2维护结构开口的设计

建筑物开口的优化配置以及开口的尺寸、窗户的型式和开启方式，窗墙面积比等的合理设计，直接影响着建筑物内部的空气流动以及通风效果。根据测定，当开口宽度为开间宽度的1／3～2／3时，开口大小为地板总面积的15％-25％时，通风效果最佳。开口的相对位置对气流路线起着决定作用。进风口与出风口宜相对错开布置，这样可以使气流在室内改变方向，使室内气流更均匀，通风效果更好。

3.3注重“穿堂风”的组织

“穿堂风”是自然通风中效果最好的方式。所谓“穿堂风”是指风从建筑迎风面的进风口吹人室内，穿过房间，从背风面的出风口流出。显然进风口和出风口之间的风压差越大，房屋内部空气流动阻力越小，通风越流畅。此时房屋在通风方向的进深不能太大，否则就会通风不畅。

3.4在建筑设计中形成竖井空间，来加速气流流动，实现自然通风。

在建筑设计中竖井空间主要形式有：

(1)纯开放空间——目前，大量的建筑中设计有中庭，主要是平面过大的建筑出于采光的考虑。从另外一个方面考虑，我们可利用建筑中庭内的热压形成自然通风。由福斯特主持设计的法兰克福商业银行就是一个利用中庭进行自然通风的成功案例。在这一案例中，设计者利用计算机模拟和风洞试验，对60层高的中庭空间的通风进行分析研究。为了避免中庭内部过大的紊流，每12层作为一个独立的单元，各自利用热压实现自然通风，取得良好的效果。

(2)“烟囱”空间，又叫风塔——由垂直竖井和几个风口组成，在房间的排风口末端安装太阳能空气加热器以对从风塔顶部进入的空气产生抽吸作用。该系统类似于风管供风系统。风塔由垂直竖井和风斗组成。在通风不畅的地区，可以利用高出屋面的风斗，把上部的气流引入建筑内部，来加速建筑内部的空气流通。风斗的开口应该朝向主导风向。在主导风向不固定的地区，则可以设计多个朝向的风斗，或者设计成可以随风向转动。例如在英国贝丁顿零能耗发展项目中，设计了可以随风向转动的风斗，配合其他措施，利用自然风压实现了建筑内部的通风。

3.5屋顶的自然通风

通风隔热屋面通常有以下两种方式：1)在结构层上部设置架空隔热层。这种做法把通风层设置在屋面结构层上，利用中间的空气间层带走热量，达到屋面降温的目的，另外架空板还保护了屋面防水层。2)利用坡屋顶自身结构，在结构层中间设置通风隔热层，也可得到较好的隔热效果。

b.被动式自然通风实施效果一

c.被动式自然通风实施效果二

a.自然通风原理示意

在云南省永仁县异地扶贫搬迁规划设计实施工程中，多数是从冬季较寒冷的山区迁移到夏季较炎热的丘林坝子中。原住居民的住屋形式是在寒冷地区发展与延续下来的，其夏季的通风问题不是主要的空间约束。而新迁地夏季较炎热，室外亦有较大的区域风，但是室内风速则相对较小。因后墙及山墙均无窗户，所以室内通风不是很好。新搬来的住户对室内的热环境都表现出很大的不满。因此，改进建筑的通风效果是克服民居缺陷的主要途径。在新农居的设计中，二层楼的前部采用窗加百页的构造，后部加设可开启的窗户，以保证二层堆放农作物的自然晾干功能。针对夏季的炎热气候，加大了挑檐设计，精心做了堂屋、卧室与阁楼的通风设计，通过简单的构造措施，对民居的热环境做了积极的改进与引导(图a,b,c)。在该工程中，有效的将传统的自然通风这一绿色适宜技术用于对传统民居的更新，既满足了经济的要求，又符合了生态的效益。

3.6双层玻璃幕墙维护结构

双层（或三层）幕墙是当今生态建筑中所普遍采用的一项先进技术，被誉为“会呼吸的皮肤”，它由内外两道幕墙组成。其通风原理是在两层玻璃幕墙之间留一个空腔，空腔的两端有可以控制的进风口和出风口。在冬季，关闭进出风口，双层玻璃之间形成一个“阳光温室”，提高围护结构表面的温度；夏季，打开进出风口，利用“烟囱效应”在空腔内部实现自然通风，使玻璃之间的热空气不断的被排走，达到降温的目的。为了更好地实现隔热，通道内一般设置有可调节的深色百叶。双层玻璃幕墙在保持外形轻盈的同时，能够很好地解决高层建筑中过高的风压和热压带来的风速过大造成的紊流不易控制的问题，能解决夜间开窗通风而无需担心安全问题，可加强围护结构的保温隔热性能，并能降低室内的噪音。在节能上，双层通风幕墙由于换气层的作用，比单层幕墙在采暖时节约能源42％-52％，在制冷时节约能源38％-60％，是解决建筑节能的一个新的方向。

3.7太阳能强化自然通风

太阳能强化自然通风，充分利用了太阳能这一可持续能源转化为动力进行通风。太阳能强化自然通风的建筑结构主要有：屋面太阳能烟囱、Trombe墙和太阳能空气集热器。以上三种结构可以单独设置来强化通风，但是，为了在夏季达到更好的冷却效果，通常将这些做法与其他建筑结构组合成一个有组织的自然通风系统。

4.结语

自然通风范文篇3

1、利用热压实现自然通风

空气在受热时变轻因而所受重力减小向上运动，在热空气向上运动的同时冷空气会对热空气移动的空间进行补充，就造成了空气的流动。在住宅建筑设计中也可以采用这种原理实现自然通风，当室内外温度有温差时，我们可以采用天井、烟囱、通风塔等设施为热空气的上升提供通道，从而促使室内外空气交换活动发生。这种利用热压实现住宅建筑自然通风也是比较常见的，比方说我国古代的徽派建筑，普遍都设有天井，其主要目的就是能够实现自然通风。

2、热压和风压共同作用实现自然通风

在实际的住宅建筑设计中，以上两种自然通风方式的使用是互相结合的，比方说在冬季外界空气比较寒冷的时候，住宅建筑一般会通过排风口实现室内外空气的交换，另外布局较大的住宅建筑，通常都会采用热压和风压共同作用来实现自然通风。值得注意的是，在使用风压和热压共同作用的时候，要避免风压和热压相互抵消而降低通风效率问题。

二、自然通风对住宅建筑室内环境的影响

1、自然通风对室内空气质量的影响

住宅作为提供给人居住和生活的密闭空间，人60%-90%的时间都需要在其中度过，因此住宅的空气质量对于人的健康有着十分重要的影响。通过实验分析我们可以得出结论，影响室内空气质量的主要因素有可吸入颗粒悬浮物、二氧化碳、甲醛、苯、挥发性有机物等，这些污染因素不但会影响室内空气的质量，而且对人们的健康有很大的威胁。地球的大气环境由于其系统庞大，因此对各种空气污染物有很大的稀释作用，采用自然通风措施的住宅建筑，往往都会有更好的空气质量，这种好的空气质量会给我们的生活带来健康和快乐。美国ASHRAE62-1989R标准对于可接受的室内空气标准定义为：在空调房间内，绝大多数人没有对空气品质感到不满，空气中没有已知污染物可能会对人体健康造成威胁的浓度。而自然通风措施，正是改善室内空气质量，达到标准的重要措施。随着我国住宅建筑行业的蓬勃发展，住宅建筑行业却出现一些乱相，有很多得的建筑设计师只考虑到了住宅的居住属性和经济价值，忽视了自然通风的作用。这就导致住宅投入使用时产生空气质量不达标从而采用机械通风的方法，机械通风不仅会浪费能源，而且通风效果往往比不上自然通风措施。

2、自然通风对室内舒适度的影响

住宅舒适度包含空气舒适度、温度舒适度、环境舒适度几个方面，提高空气舒适度主要就是指提高空气质量，自然通风能够提高空气质量，并且增加室内空气中氧气的含量从而提高人的舒适性。住宅室内无论是制冷还是供暖，都需要有一定的冷热源，这些冷热源都有大小的局限性。温差会产生空气对流交换，虽然在室内小环境里也会有一定的温度交换，但这种交换往往是不彻底的，也就是说住宅室内的冷热源都会产生制冷供热的区域性，比方说在空调二米以内的范围里，空气温度更低；在供热设备的附近更暖和等。这种情况直接导致室内的冷热不均，不仅会降低环境的舒适度，还可能会引起感冒等问题。如果我们采用一定的自然通风措施，就能更好的为环境提供舒适的温度。我们可以在使用空调或者供暖设备时利用自然通风手段加速室内空气的流动带动室内冷热空气的交替，从而减少由于制冷设备和供热设备的局限性产生的冷热分布不均现象。合理的自然通风措施不但能够增加室内舒适度，还能达到节约能源的目的，通过统计表明，在夏季通风条件比较好的住宅小区中一般装空调或者空调使用的频率是很低的，也就是说在非特殊天气中，自然通风完全能够减少甚至取代空调的使用。

三、如何在住宅建筑设计中应用自然通风

1、住宅建筑的合理布局

我们在对住宅建筑进行布局设计时，要充分考虑到周围环境对住宅建筑的整体影响。比方说周围建筑会不会挡住风向，或者建筑主体在区域建筑环境的风动力学中处于什么位置。只有充分考虑这些因素，确定环境建筑对住宅建筑风力风向的影响，才能做好建筑布局工作，为自然通风创造有利条件。

2、建设朝向的选择

由于我国冷空气主要是从北向南移动，因此风一般都为南北向。为了组织好自然通风，应使房屋尽量靠近夏季主导风向，即偏东南或南。其实从夏季减少接收太阳辐射这个角度来说，南北向也是最合理的。

3、合理设计建筑间距

在对小区进行设计时，不能为了追求高建筑密度缩小建筑间距，因为在建筑物背风面和高层建筑下部迎风面都会形成涡流区，若另一幢房处在这个区域，则很难形成有效自然通风。因此首先要控制房屋间距，可采用错列式和自由式布局做到有较好的日照和通风。

4、房间开口和平面布置

有进风口和出风口才能组织穿堂风。进风口与出风口错口一些，对流面积大些；开口大小宜为地板面积的15-25%，进风口宜比出风口大。另外在室内布局设计时尽量在风行进的过程中减少阻挡墙面的设计，从而得到更好的通风效果，另外主要用房应该安排在迎风面，另外还可以利用楼梯间等辅助空间增加开口面积。

5、利用环境组织通风

利用绿化，坡地，水景等可显著减低房屋周围空气温度，减少太阳辐射，对周围风场也可起到导流和阻挡的作用。同时绿植水景还有净化空气的作用，对绿化、坡地、水景的使用可以使室内与室外交换到质量更好的空气，从而增加人居住其中的舒适度。

自然通风范文篇4

[关键词]自然通风?原理?优势?地域建筑?设计

随着空调技术的不断发展，人们越来越能主动的控制室内环境，创造前所未有的室内舒适气候要求，从而使人们逐渐淡化对自然通风这种气候适宜性技术的应用。然而，在今天全球能源紧张、节能压力增大、空气品质（IAO）恶化以及建筑综合征（SBS）等发生的情况下，人们不得不从新审视自然通风这一传统的气候适宜性技术，自然通风这种古老而有效的技术在今天得到了前所未有的重视。空调的产生，使人们可以主动地控制居住环境，而不是象以往一样被动地适应自然；空调的大量使用，使人们渐渐淡化了对自然通风的应用。而在空调技术得以普及的今天，迫于节约能源、保持良好的室内空气品质的双重压力下，全球的科学家不得不重新审视自然通风这一传统技术。在这样的背景下，把自然通风这种传统建筑生态技术重新引回现代建筑中，有着比以往更为重要的意义。

一、自然通风技术的原理

通常意义上的自然通风指的是通过有目的的开口，产生空气流动。这种流动直接受建筑外表面的压力分布和不同开口特点的影响。压力分布是动力，而各开口的特点则决定了流动阻力。就自然通风而言，建筑物内空气运动主要有两个原因：风压以及室内外空气密度差。这两种因素可以单独起作用，也可以共同起作用。

1、风压作用下的自然通风

风的形成是由于大气中的压力差。如果风在通道上遇到了障碍物，如树和建筑物，就会产生能量的转换。动压力转变为静压力，于是迎风面上产生正压(约为风速动压力的0.5-0.8倍)，而背风面上产生负压(约为风速动压力的0.3—0.4倍)。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

热压是室内外空气的温度差引起的，这就是所谓的“烟囱效应”。由于温度差的存在，室内外密度差产生，沿着建筑物墙面的垂直方向出现压力梯度。如果室内温度高于室外，建筑物的上部将会有较高的压力，而下部存在较低的压力。当这些位置存在孔口时，空气通过较低的开口进入，从上部流出。如果，室内温度低于室外温度，气流方向相反。热压的大小取决于两个开口处的高度差和室内外的空气密度差。而在实际中，建筑师们多采用烟囱、通风塔、天井中庭等形式，为自然通风的利用提供有利的条件，使得建筑物能够具有良好的通风效果。

3、风压和热压共同作用下的自然通风

在实际建筑中的自然通风是风压和热压共同作用的结果，只是各自的作用有强有弱。由于风压受到天气、室外风向、建筑物形状、周围环境等因素的影响，风压与热压共同作用时并不是简单的线性叠加。因此建筑师要充分考虑各种因素，使风压和热压作用相互补充，密切配合使用，实现建筑物的有效自然通风。

4、机械辅助式自然通风

在一些大型建筑中，由于通风路径较长，流动阻力较大,，单纯依靠自然风压与热压往往不足以实现自然通风。而对于空气污染和噪声污染比较严重的城市，直接的自然通风还会将室外污浊的空气和噪声带入室内，不利于人体健康。在这种情况下，常常采用一种机械辅助式的自然通风系统。该系统有一套完整的空气循环通道，辅以符合生态思想的空气处理手段(如土壤预冷、预热、深井水换热等)，并借助一定的机械方式加速室内通风。

二、自然通风技术的优势

自然通风是当今建筑普遍采取的一项改革建筑热环境、节约空调能耗的技术，采用自然通风方式的根本目的就是取代（或部分取代）空调制冷系统。而这一取代过程有两点至关重要的意义：一是实现有效被动式制冷，当室外空气温湿度较低时自然通风可以在不消耗不可再生能源的情况下降低室内温度，带走潮湿气体，达到人体热舒适，即使室外空气温湿度超过舒适区，需要消耗能源进行降温降湿处理，也可以利用自然通风输送处理后的新风，而省去风机能耗，且无噪声。这有利于减少能耗、降低污染，符合可持续发展的思想。二是可以提供新鲜、清洁的自然空气（新风），有利于人的生理和心理健康。室内空气品质的低劣在很大程度上是由于缺少充足的新风。空调所造成的恒温环境也使得人体抵抗力下降，引发各种“空调病”。而自然通风可以排除室内污浊的空气，同时还有利于满足人和大自然交往的心理需求。

三、自然通风系统设计中的限制性条件

自然通风技术作为一种免费的技术，它的应用必然受到环境的限制。对于室外环境温、湿度比较温和的地区（如英国），该技术的应用非常成熟，下面基于他们的应用经验，介绍有关自然通风技术应用的限制性条件。

（一）室内得热量的限制

应用自然通风的前提是室外空气温度比室内低，通过室内空气的通风换气，将室外风引入室内，降低室内空气的温度。很显然，室内、外空气温差越大，通风降温的效果越好。对于一般的依靠空调系统降温的建筑而言，应用自然通风系统可以在适当时间降低空调运行负荷，典型的如空调系统在过渡季节的全新风运行。对于完全依靠自然通风系统进行降温的建筑，其使用效果则取决于很多因素，建筑的得热量是其中的一个重要因素，得热量越大，通过降温达到室内舒适要求的可能性越小。现在的研究结果表明，完全依靠自然通风降温的建筑，其室内的得热量最好不要超过40W/m2。

（二）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55dB。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

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。

1、建筑位置

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。地区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15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。

3、建筑内部设计

层高比较大的层高有助于利用室内热负荷形成的热压，加强自然通风。室内分隔的形式直接影响通风气流的组织和通风量。建筑内竖直通道或风管可以利用竖直通道产生的烟囱效应有效组织自然通风

4、室内人员

室内人员密度和设备、照明得热的影响对于建筑得热超过40W/m2的建筑，可以根据建筑内热源的种类和分布情况，在适当的区域分别设置自然通风系统和机械制冷系统。工作时间工作时间将影响其它辅助技术的选择（如晚间通风系统）。

（四）室外空气湿度的影响

应用自然通风对降低室内空气温度效果明显，但对调节或控制室内空气的湿度，效果甚微。因此，自然通风措施一般不能在非常潮湿的地区使用。

四、建筑中的自然通风考虑因素

自然通风范文篇5

关键词：自然通风；住宅建筑；布局

Abstract:Bytheapplicationofnaturalventilationinresidentialarchitecturedesign,therelationbetweenhumanandnatureisreinforced,thelifequalityofpeopleandtheirlivingenvironmentwillbeimproved,alsotheenergyconsumptionwillbediminished,thereforethehumanbeingwillgetmoreintimateandharmonywithnature.

Keywords:naturalventilation；residentialbuilding；distribution

1引言

风环境是空气气流在建筑内外空间的流动状况及其对建筑使用的影响。风环境是建筑环境设计的一项主要内容，在以往建筑物理的研究发展中，风环境在一定程度上被忽视了，在自然环境日益受到重视的今天，自然通风与人体舒适度的联系、与建筑节能的关系显得尤为重要，并且逐步被反映到建筑设计的实践中来，尤其是在住宅建筑设计中。

从建筑设计的角度考虑，风环境分为自然通风和机械通风。机械通风是指利用机械通风设备实现室内空气的流通，相对于自然通风来讲，机械通风要耗费大量的能源，其应用范围也仅局限在建筑物内部，而且还会产生噪音，在带来舒适的同时，对自然环境又造成一定程度的污染。自然通风是指大自然中的空气通过住宅组群和住宅内各个功能空间自由流动。自然通风可以加速空气的流动，带来清凉，带走污染，尤其在炎热的夏季，能够改善局部气候。因此从健康与节能的角度来讲，自然通风具有更积极的意义。

在进行建筑设计规划时，不同的建筑形式和组合会产生不同的通风效果，通过科学的建筑群布局，合理的室内功能空间组合，使自然空气能够在室内外以最畅通的方式流动，从而实现最佳的自然通风效果。

2合理利用风压和热压实现自然通风

建筑物中的自然通风，关键在于室内、外空气之间存在着压力差。形成空气压力差的原因有二：一是热压作用；另一个是风压作用（图1）。

2.1利用风压实现自然通风

风压是指空气流受到阻挡时产生的静压。在具有良好外部风环境的地区,风压可作为实现自然通风的主要手段。当风吹过建筑物时，由于建筑物的阻挡，迎风面气流受阻，静压增高；侧风面和背风面将产生局部涡流，静压降低。这样便在迎风面与背风面之间形成压力差，室内外的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。（图2）

另外，伯努利流体原理显示，流动空气的压力随其速度的增加而减小，从而形成低压区。根据这种原理，可以在建筑中局部留出横向的通风通道，当风从通道吹过时，会在通道中形成负压区，从而带动周围空气的流动，这就是管式建筑的通风原理。通风的管式通道要在一定的方向上封闭，而在其他方向开敞，从而形成明确的通风方向。这种通风方式可以在大进深的建筑空间中达到较好的通风效果。

2.2利用热压实现自然通风

自然通风的另一原理是利用建筑内部空气的热压差——即通常讲的“烟囱效应”来实现建筑的自然通风。由于建筑物内外空气的温度差产生了空气密度的差别，于是形成压力差，驱使室内外的空气流动。室内温度高的空气比重小而上升，并从建筑物上部风口排出，这时会在低密度空气原来的地方形成负压区，于是，室外温度比较低而比重大的新鲜空气从建筑物的底部被吸入，从而室内外的空气源源不断地进行流动。

3自然通风在住宅设计中的运用

影响自然通风的因素对于建筑本身而言，有建筑物的高度、进深、长度和迎风方位；对于建筑群体而言，有建筑的间距、排列组合方式和建筑群体的迎风方位；对于住宅区规划而言，有住宅区的合理选址以及住宅区道路、绿地、水面的合理布局等，以便达到最佳的通风效果。以下就几方面加以说明。

3.1建筑物的朝向

要确定建筑物的朝向，不但要了解当地日照量较多的方向，还要了解当地风的相关特性，包括冬季和夏季主导风的方向、速度以及风的温度。每一个地区有自己风的特点，由于建筑物迎风面最大的压力是在与风向垂直的面上，因此，在选择建筑物朝向时，应尽量使建筑主立面朝向夏季主导风向，而侧立面对着冬季主导风向；南向是太阳辐射量最多的方向，加之我国大部分地区夏季主导风向都是南或南偏东，故无论从改善夏季自然通风、调节房间热环境，还是从减少冬季、夏季的房间采暖空调负荷的角度来讲，南向都是建筑物朝向最好的选择。而且选择南向这样的朝向也有利于避免东、西晒，两者都可以兼顾。对于那些朝向不够理想的建筑，就应采取有效措施妥善解决上述两方面问题。

3.2建筑物的间距

建筑物南北向日照间距较小时，前排建筑遮挡后排建筑，风压小，通风效果差；反之，建筑日照间距较大时，后排建筑的风压较强，自然通风效果愈好。所以在住宅组团设计中，加大部分住宅楼的间距，形成组团绿地，对改善绿地下风侧住宅的自然通风，有较好的效果，同时还能为人们提供良好的休息和交流的场所。

同时在条件许可的时候，尽量加大山墙的间距。因为室外气流吹过呈行列式布局的建筑群时，在建筑物的山墙之间将形成一条空气射流。当采用错列式布置方式，可以利用住宅山墙间的空气射流，改善下风方向住宅和自然通风，效果显著。山墙间距的大小，取决于住宅间距。住宅间距越大，山墙的间距也应越大，以便使足够的空气射流能吹到后排住宅上。过小的住宅楼山墙间距，对消防、绿化和道路交通有不利的影响。

3.3建筑群的布局

建筑群的布置和自然通风的关系，可以从平面和空间两个方面来考虑。

（一）从平面规划的角度来分析，建筑群的布局有行列式、周边式和散点式。行列式是最基本的建筑群布局，是条式单元住宅或联排式住宅按一定朝向和合理间距成排布置的方式，其布局包含并列式，错列式和斜列式；并列式布局发生错动，从而形成错列式和斜列式以及周边式的布局（图3）。

从图4可看出并列式的建筑布局虽然由于建筑群内部的流场因风向投射角不同而有很大变化，但总体说来受风面较小；错列和斜列可使风从斜向导入建筑群内部，下风向的建筑受风面大一些，风场分布较合理,所以通风好。

周边式住宅建筑沿街坊或院落周边布置的形式，这种布置形式形成封闭或半封闭的内院空间，风的投射面非常小，风很难导入，这种布置方式只适于冬季寒冷地区(图5)；散点式住宅布局包括低层独院式住宅，多层点式及高层塔式住宅布局，散点式住宅自成组团或围绕住宅组团中心建筑、公共绿地、水面有规律地或自由布置，通风效果好(图6)。在进行建筑群规划的同时，路网的设计也同时在进行，有时方正的住宅小区地块通过改变小区道路以往“横平竖直”的规划模式，大胆采用以曲代直的规划方法，人为地创造出建筑群的不同布局方式，从而创造出“虽由人做，宛自天开”的自然环境和良好的自然通风来。同时将居住区主要道路设计主通风道，沿通风廊道流向各个住宅组团，然后再从组团内庭院空间分流到住宅，加速自然风的流动。如下图（图7），原先为中规中矩的建筑群和路网布局方式，小区规划略显呆板，行列式的建筑群布局使得小区内的自然通风分布的不够均匀，有些楼体的通风较差。通过调整路网，使得建筑布局之间不再是简单的行列关系，而是互动起来，形成组团，疏密有致，疏的地方设计成组团之间的绿化。自然风通过主干道流向各组团，又通过组团之间的绿化空间流向个住宅。从而在规划设计中，充分地利用自然风，达到节能和优化小区风环境的目的。

建筑群的布局对自然风的引入有很大影响，同时风向与建筑的关系也对自然风的引入有很大影响。风向投射角是指风向投射线与房屋墙面法线的交角，（图8）对单体建筑来讲，风向投射角愈小，对房间愈有利。但对建筑组团来讲，要考虑前排建筑形成的风影区对后排建筑的影响。（图9）比较典型的如居住小区中的住宅，一般都是平行排列的多排建筑。如果正吹，屋后的风影区较大，从而影响了自然通风效果。因此，应避免住宅长轴垂直于夏季主导风向，从而减少前排房屋对后排房屋通风的不利影响，形成很好的通风对流。一般来说，房屋与风向入射角保持30°、60°通风效果最好。

（二）从立面设计的角度来分析，应使建筑单体间高低有序。要使气流通过小区时不形成漩涡、下冲气流等不良高速气流。在建筑群体组合时，当一栋建筑远远高于其他建筑（图10）或楼间距相近的建筑群体中有两栋建筑间距突然加大（图11），这时下冲气流加大，形成高速风，造成热损失加大和居住者的不舒适。

同样，在设计时尽量避免建筑之间风的遮挡。建筑群的布局尽可能沿夏季主导风向，临近主导风向建筑宜为低层和多层，处于小区边缘，远离主导风向的建筑宜采用小高层和高层，这样一方面可以把自然风引入小区内，一方面又起到阻隔冬季东北风的作用。

4结语

自然通风是一种廉价的生态节能技术，建筑设计者应该从建筑物的规划、建筑单体设计到构造设计的整个过程中都对自然通风的可应用性和效果仔细考虑，有效地利用自然通风解决住宅中热舒适性和空气质量问题，在不增加住户投资的情况下，就能营造一个健康、舒适的居室环境

参考文献：

[1]柳孝图.建筑物理.北京:中国建筑工业出版社，2000.

自然通风范文篇6

关键词：热感觉热舒适自然通风

0前言

目前我国的热舒适标准以国际上通用的ASHRAE55-1992标准[1]和ISO7730标准[2]为基础，详见表1。ASHRAE标准与ISO标准比较类似,ISO标准中没有规定湿度的范围。ASHRAE舒适标准的适用条件是，人员是坐姿，从事轻体力活动（新陈代谢率M≤1.2met），所穿着服装的热阻夏季为0.5clo，冬季为0.9clo。ISO7730舒适标准的适用条件是，人员是坐姿，从事轻体力活动（新陈代谢率M≤1.2met），所穿着服装的热阻夏季为0.5clo，冬季为1.0clo。尽管ASHRAE55-1992标准和ISO7730标准在全世界广泛使用，但是由于这两个热舒适标准并没有考虑地域、气候变化等因素，所以其适用性受到各国学者不同程度的质疑。

表1目前通用的热舒适标准ASHRAE55-1992ISO7730

SummerWinterSummerWinter

Top22.6~26.0；Tdp=16.7℃19.5~23.0；Tdp=16.7℃23.0~26.020.0~24.0

ET*22.8~26.120.0~23.6--

v≤0.25≤0.15≤0.25≤0.15

T1.1-T0.1≤3--

△Ta┴≤5--

△Ta//≤10--

Tf18~2618~29--

例如，Nicol[3,4]在巴基斯坦进行的调查发现，在巴基斯坦，冬、夏季人体感觉舒适的温度相差7℃，推导出的热中性温度回归公式为Tn=17.0+0.38Top。按此公式计算出舒适温度比现行标准高4℃，这意味着如执行新的舒适度可大幅度降低能耗。在巴基斯坦的伊斯兰堡和卡拉奇执行上述标准，结果总的冷负荷分别减小了23%和20%。?

1现场调查

为探讨中国境内自然通风建筑夏季热舒适状况，我们分别在长沙（98人）和上海（554人）进行了短期热舒适调查。调查问卷分为两部分，背景调查和感觉投票。背景调查包括人口统计学内容。感觉投票调查表主要包括热感觉和个人舒适程度。调查表的格式和尺度都参照相关文献[5,6]。调查的对象主要包括学生、公司职员、居民等人员，被调查者的详细信息见表2。测量仪器的精度和测量位置均参照和符合ASHRAE标准（ASHRAEStandard55-1992）和ISO标准[7]（ISO7726）。

表2长沙、上海测试人员人体调查数据ItemsMinMaxMeanSD

ChangshaAge,year12.062.031.812.0

Sh,cm120.0186.0164.28.7

Aw,kg34.084.058.710.5

Sa,m21.011.931.600.18

ShanghaiAge,year22.040.028.24.2

Sh,cm158.0187.0168.77.7

Aw,kg42.075.059.77.4

Sa,m21.361.891.640.13

2结果分析与讨论

通过对长沙和上海热舒适调查数据进行回归分析，我们得到长沙的热中性温度为27.5℃ET*，见图1；上海的热中性温度为26.5℃ET*，见图2；两者相差1℃ET*。国内也有不少学者在夏季进行了短期热舒适研究，文献[8]给出了北京的热中性温度为26.7℃ET*，文献[9]给出了天津的热中性温度为26.4℃ET*。表3给出了上海、长沙、北京和天津4个城市的气候参数与热中性温度的对比结果。从表3中可知，上海与北京、天津的热中性温度差异不大（最大相差为0.2℃ET*），而长沙与北京、天津热中性温度的差异分别为0.8℃ET*和1.1℃ET*。北京和天津是北方城市，属于南温带亚湿润气候，而长沙和上海是南方城市，属于北亚热带湿润气候。长沙的最热月平均温度高于上海、北京和天津，其热中性温度分别比上海、北京和天津高出1℃ET*，0.8℃ET*和1.1℃ET*。这说明生活在夏季温度较高环境下的居民，其对所生活的环境已相当的适应，其夏季热中性温度可以略高于夏季温度较低环境下的居民。

此外，我们把上海、长沙、北京和天津4个城市的热中性温度与表1中ASHRAE55-1992的热中性温度范围进行比较发现，中国这些城市的热中性温度都超出了ASHRAE标准的22.8~26.1℃ET*的范围。这也说明我国的热中性温度与国外的标准和研究结果存在着差异，我国的暖通空标准不需要直接套用ASHRAE标准的相关内容，而应该采用适合自身特点的热舒适标准。这样不仅可以提高人体舒适度，而且可以节约大量的能量。

图1长沙热感觉投票与操作温度

图2上海热感觉投票与操作温度

表3各城市的气候条件与热中性温度地点上海(上海)长沙(湖南)北京(北京)[8]天津(天津)[9]

(1971-2000年)气候标准值北纬31°24''''N28°13''''N39°56''''N39°06''''N

东经121°29''''E112°55''''E116°17''''E117°10''''E

海拔高度米8.365.554.75.2

最热月平均温度27.829.325.826.4

年平均气温16.617.112.312.6

年极端最高气温37.83941.940.5

年极端最低气温-7.7-10.3-18.3-17.8

年平均相对湿度76825762

年平均风速3.22.22.52.4

热中性温度，ET*，℃26.527.526.726.4

3结论

本章通过在上海、长沙进行的短期热舒适调查，研究和探讨各地热舒适度存在的差异，并与国际上通用的相关标准进行比较，所得到的结论如下。

通过对长沙和上海热舒适调查数据进行回归分析，我们得到长沙的热中性温度为27.5℃ET*；上海的热中性温度为26.5℃ET*。结合相关文献论述的在中国北京和天津的热舒适研究，发现中国这些城市的夏季热中性温度都超出了ASHRAE标准的22.8~26.1℃ET*的范围，这也说明我国的暖通空调标准不能直接套用ASHRAE标准的相关内容，应该采用适合自身特点的热舒适标准。

参考文献

1ASHRAE.ANSI/ASHRAEStandard55-1992,ThermalEnvironmentalConditionsforHumanOccupancy.Atlanta,GA,1992.

2ISO.InternationalStandard7730-1994.Moderatethermalenvironments-determinationofthePMVandPPDindicesandspecificationofconditionsforthermalcomfort,ISO,Geneva,1994.

3F.J.Nicol,I.A.Raja,A.Allaudin,N.G.Jamy.Climaticvariationsoncomfortabletemperature:thePakistanprojects.EnergyandBuildings,1999,30(3):261-279.

4F.J.Nicol,S.Roaf.Pioneeringnewindoortemperaturestandards:thePakistanproject.EnergyandBuildings,1996,23(3):169-174.

5X.J.Ye,H.L.Lu,L.Dong,B.Y.Sun,Y.M.Liu.Thermalcomfortandairqualityinpassengerrailcar.InternationalJournalofVentilation,2004,3(2):183-191.

6Ye,X.J.,Lian,Z.W.andLiu,H.M.(2003)Studyofairqualityandthermalcomfortinsleepercarriageofpassengercar.ProceedingsofICCR’2003,EditbyChen,G.B.,Hebral,B.andChen,G.M.,Cryogenics&Refrigeration,Beijing:WorldPublishingCorporation,pp629-632.

7ISO.Internationalstandard7726:Thermalenvironment-Instrumentsandmethodsformeasuringphysicalquantities,Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,1998.

自然通风范文篇7

经济的迅猛发展，尤其是近年住房制度的改革极大地促进了住宅产业及国民经济的发展。目前每年新建房屋17亿～18亿平方米（城镇居住建筑4亿～5亿平方米，公共建筑4亿～5亿平方米，乡村居住建筑7亿～8亿平方米），拉动国民经济增长约两个百分点，并极大地提高了城乡人民生活水平。随着人民生活水平的提高，建筑能耗增长迅猛。建筑能耗指建筑使用能耗，包括采暖、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器等方面的能耗，其中采暖、空调能耗约占60％～70％。根据1998年估算的数据，中国建筑用商品能源消耗已占全国商品能源消费总量的27.6％，接近发达国家的30％～40％。由于保温隔热差，采暖系统效率低，我国单位面积采暖能耗是相同气候条件下世界平均值的三倍，一些严寒地区城镇建筑能耗已高达当地社会总能耗的一半左右。

2自然通风的实现方法

采用自然通风取代空调制冷技术至少具有两方面的意义：一是实现了被动式制冷。自然通风可在不消耗不可再生能源情况下降低室内温度，带走潮湿污浊的空气，改善室内热环境。二是可提供新鲜、清洁的自然空气，有利于人体的生理和心理健康。建筑中常用的自然通风实现方式主要有以下几种：

2.1利用风压实现自然通风

自然通风最基本的动力是风压和热压。在具有良好的外部风环境的地区，风压可作为实现自然通风的主要手段。在我国大量的非空调建筑中，利用风压促进建筑的室内空气流通，改善室内的空气环境质量，是一种常用的建筑处理手段。风洞试验表明：当风吹向建筑时，因受到建筑的阻挡，会在建筑的迎风面产生正压力。同时，气流绕过建筑的各个侧面及背面，会在相应位置产生负压力。风压通风就是利用建筑的迎风面和背风面之间的压力差实现空气的流通。压力差的大小与建筑的形式、建筑与风的夹角以及建筑周围的环境有关。当风垂直吹向建筑的正立面时，迎风面中心处正压最大，在屋角和屋脊处负压最大。

另外，伯努利流体原理显示，流动空气的压力随其速度的增加而减小，从而形成低压区。依据这种原理，可以在建筑中局部留出横向的通风通道，当风从通道吹过时，会在通道中形成负压区，从而带动周围空气的流动，这就是管式建筑的通风原理。通风的管式通道要在一定方向上封闭，而在其他方向开敞，从而形成明确的通风方向。这种通风方式可以在大进深的建筑空间中达到较好的通风效果。

2.2利用热压实现自然通风

自然通风的另一原理是利用建筑内部空气的热压差——即通常讲的“烟囱效应”——来实现建筑的自然通风。利用热空气上升的原理，在建筑上部设排风口可将污浊的热空气从室内排出，而室外新鲜的冷空气则从建筑底部被吸人。热压作用与进、出风口的高差和室内外的温差有关，室内外温差和进、出风口的高差越大，则热压作用越明显。在建筑设计中，可利用建筑物内部贯穿多层的竖向空腔--如楼梯间、中庭、拔风井等满足进排风口的高差要求，并在顶部设置可以控制的开口，将建筑各层的热空气排出，达到自然通风的目的。9个研究用房沿一个长约300m的西向临湖“拱廊”依次排列。“拱廊”是一个设有商店和咖啡馆的公共场所，高三层，外侧为倾斜的玻璃墙面，在走廊中人们可以俯瞰整个湖泊。“拱廊”的正面安装可随季节变化而自由调节的隔热玻璃。在冬季，可将低处的挡板关闭，这样，拱廊便成为一个温室，有利于节约采暖能耗；在夏季，可将挡板滑向上方，就像是大型的上下推拉窗。这样，经过水面冷却的冷空气便可从玻璃墙面下部吹人“拱廊”内部，而室内的热空气则由玻璃墙面与屋顶的接合处缝隙中排出。除此以外，地板下还设有调节室温的水冷系统，调节过程中被热空气加热的水在晚间则可向室内补充热能

2.3风压与热压相结合实现自然通风

在建筑的自然通风设计中，风压通风与热压通风往往是互为补充、密不可分的。一般来说，在建筑进深较小的部位多利用风压来直接通风，而进深较大的部位则多利用热压来达到通风效果。

2.4机械辅助式自然通风

在一些大型建筑中，由于通风路径较长，流动阻力较大，

单纯依靠自然风压与热压往往不足于实现自然通风。而对于空气污染和噪声污染比较严重的城市，直接的自然通风还会将室外污浊的空气和噪声带人室内，不利于人体健康。在这种情况下，常常采用一种机械辅助式的自然通风系统。

2.5双层维护结构

双层维护结构是当今生态建筑中所普遍采用的一项先进技术，被誉为“可呼吸的皮肤”。双层维护结构一般由双层玻璃或三层玻璃组成，在两层玻璃之间留有一定宽度的空隙形成空气夹层，并配有可调节的深色百页。在冬季，空气夹层和百页可以形成一个利用太阳能加热空气的装置，提高建筑外墙表面温度，有利于建筑的保温采暖；在夏季，则可以利用热压原理将热空气不断从夹层上部排出，达到降温的目的。对于高层建筑来说，直接对外开窗容易造成紊流，不易控制，而双层维护结构则能够很好的解决这一问题.

3小结

与同纬度许多发达国家相比，我国冬天气候更冷，夏天气候更热，南方空气湿度还很高。在这种湿热环境下，我国房屋的保温隔热性能却要比发达国家差得多，相当于发达国家在同等条件下采暖耗能的2至3倍。自然开窗通风更是大量的浪费建筑热能。没有高效建筑节能的解决方案，不可再生的化石能源是不可能支撑我国这样的大国全面实现现代化的！一般而言，GDP增长8%，能源消耗增长约为5%，而我国2002年和2003年的能源相应增长为14.5%和13.5%，相当于2年时间耗尽了5年的能源供应。中国的能源供应正面临深刻危机，传统的经济增长方式已走到尽头。我国的能源利用效率目前仅为33%，比发达国家落后20年，相差10个百分点。能源消费强度大大高于发达国家及世界平均水平，约为美国的3倍，日本的7.2倍。近几年愈演愈烈的“电荒”告诉我们今后中国总体能源偏紧是不争的事实。除了南方沿海生产用电的大量增长，电荒的罪魁祸主要是空调，也就是建筑能耗，其实北方燃气供暖更是能耗大得多。2003年全国年用电量为1.89万亿千瓦，空调能耗就占到了全国用电总量的15％，且在逐年猛增。其实冬季采暖的耗能，要远远大于夏季！夏天南方室内外温差超过10℃的时间只有两到三个月，而北方冬天室内外温差超过20到30℃的时间有采暖期是四到六个月。北京的采暖标准是室内温度不低于16或18℃，而12月21日以来北京最低气温徘徊在零下10℃左右，温差超过25℃，东北地区温差更大，这比夏季空调能耗高一个数量级。采暖耗能的节能是个根本性问题。虽然我国目前对此研究不多，但随着可持续发展的设计理念的不断发展，建筑自然通风必将受到越来越多的关注。

参考文献

自然通风范文篇8

关键词自然通风壁内表面温度空气温度热惰性遮阳

1实测的基础资料

1.1实测地点:

深圳市南山区麒麟花园E栋

1.2建筑资料、热工措施：

点式建筑，共17层，体形系数为0.253。实测住户位于二楼，该户未装修，三房两厅两卫。建筑面积1034.40m2，使用面积90.72m2。层高2.8m。短肢剪力墙结构，非剪力墙部分为黏土砖，地层架空。

1．3热工措施：

外窗：单层塑钢玻璃窗。

外门（入户门）：防火防盗门。（各房间内门未安装）

楼板：现浇楼板。

2本次实测采取了以下四种方案：（1）24小时持续自然通风降温方案（2）间歇自然通风降温方案（3）间歇空调降温方案（4）24小时持续空调降温方案。根据实测方案，对不同的房间采取了不同的措施，进行现场实验。现抽取符合深圳市民生活习惯且易行的夏季降温方式作讨论。

2．124小时持续自然通风

2．1．124小时持续自然通风降温无遮阳的情况：

A．在持续自然通风且外窗无垂直遮阳的情况下，室内温度变化趋势与室外温度变化趋势相同。室外温度在6：00降到最低值，16：00达到最高值。各个房间室内温度几乎与室外温度同时达到最低值或最高值。在白天，室内空气温度随着室外高温空气的进入而上升，但由于房间围护结构的蓄冷能力，室内墙体各表面温度低于室内气温，从空气中吸热，抑制了室内气温的上升，使室内气温你于室外最高气温0.2～1.2℃。而外窗不可开启部分的内表面温度比室内温度偏高，由此可见白天室内空气的得热主要来自于与室外热空气的直接对流换热和少量的外窗的温差传热。夜间，室外空气下降时室内空气也随之下降，但高于室外最低气温0.1～1.7℃。此时室内各表面温度均高于室内气温，室内各表面向室内释放白天吸收的热量，造成室内气温高于室外。

B．所不同的是，在几个所测试的房间中，卧室1与卧室2均在12：00～18：00室内气温低于室外气温，在其他时间则高于室外气温；而客厅则在8：00～20：00室内气温低于室外气温，其他时间室内温度主于室外气温，与两个卧室相比，客厅温度更接近室外温度，这是因为客厅处窗其实为推拉玻璃门，开启面积大，进风量大，室内外空气交换速度大。而卧室1与卧室2由于室内外空气交换不太充分，使得夜间各房间表面放出的热量未及时被带走，因此导致室内气温高于室外气温1℃左右且随室外气温的上升而不断上升，而室外气温接近中午即12：00左右才能达到并逐渐超过室内气温，而在偏傍晚时，室内气温又不能即使随着室外气温的下降而下降，所以卧室1与卧室2的室内气温仅在12：00～18：00这一很短的时段低于室外气温。

从以上的分析比较可得：

（1）24小时持续通风条件下影响室内温度的主要因素为房间围护结构的蓄冷能力，即热惰性指标。因为通过实测发现在白天室内各内表面温度（包括外墙内表面温度）低于室内气温，即墙内表面与室内空气之间的对流换热热流的方向是从空气指向墙的，使得墙内表面温度不断升高，墙与空气间的热通量不断减小，经过一段时间后墙内表面温度才超过室内气温，如果墙体热惰性指标大，有极大的蓄冷能力，它可使其内表面长时间处于吸热状态，抑制室内气温上升；在夜间其表面温度虽高于室内气温，但加强房间通风状况，充足的通风量可抑制室内气温。

（2）影响室内气温的另一因素为房间的朝向与开窗面积，因为其决定了通风量。

持续通风时不同遮阳情况下室内各温度特征值表1

房间客厅卧室1卧室1

温度（℃）无遮阳百叶外遮阳无遮阳百叶外遮阳布窗帘内遮阳无遮阳百叶外遮阳布窗帘内遮阳

室外气温最高值32.730.832.730.430.832.730.430.8

最低值27.926.627.926.026.627.926.026.6

平均值29.928.729.928.628.729.928.628.7

室内气温最高值31.830.431.530.430.632.031.131.3

最低值28.027.329.227.227.128.427.727.5

平均值29.628.830.329.428.930.329.729.4

客厅：在有遮阳的情况下，在白天外墙内表面温度明显低于室内温度，而外窗内表面温度也比室内温度低而逐渐趋于一致。另外从表中可以看到，无遮阳工况下测试的室外温度比有遮阳的时高1.9℃，平均气温高1.2℃；无遮阳比有遮阳时室内最高温度高1.4℃，平均高0.7℃。可见百叶窗帘进行活动外遮阳起到了一定遮阳效果但由于已有阳台的遮阳作用而使得遮阳效果不明显。

卧室1与卧室2：采用遮阳后，并未起到降温隔热的效果。尤其是卧室2还出现了全天气温高于室外气温的情况，分析室内空气流动的情况发现，卧室2的进风并不是直接从室外进入，而是由其他房间进入，空气在流动过程中温度会有升高，遮阳的阻挡作用使热空气不能顺畅排向室外，在室内滞留，造成了室内气温偏高。

从以上分析可得，在深圳，开窗自然通风时，采用布窗帘，百叶等轻质活动遮阳效果并不显著，主要原因是：

（1）深圳市室外风大，常把遮阳吹开，未起到应有的遮阳作用。

（2）在某些情况下，遮阳成了室内外空气交换的阻碍，使得热空气不能顺畅排邮，在夜间，如遮阳仍在窗口，阻碍了室外冷空气的进入，影响了夜间降温通风量。

（3）遮阳同时将自己吸收的太阳辐射热以对流形式传给进风气流，引起室温上升。

因此若采用持续通风且加遮阳措施来降温，应使遮阳不被风吹起且不影响室内通风，遮阳应采用反射率大而吸收率小的材料。固定式遮阳还要考虑春秋冬三季的室内日照，采光，不可能同时达到满意的效果。因此在持续通风的情况下建议只在太阳辐射强的时段使用遮阳。

2．2间歇自然通风：

间歇自然通风时：8：00～19：00关外窗，其余时间则打开外窗。白天特别是午后室外气温高于室内气温时，限制通风避免热空气进入，抑制室内空气温度上升，减少室内蓄热；夜间和清晨，室外气温低于室内时，打开窗户，利用自然通风消除室内蓄热，降低室温。

采用间歇自然通风方案，关窗的阶段，室内气温先上升0.5～1.5℃，以后几乎就不再变化，待开窗后随室外温度的下降而下降。关窗后，进入室内的热空气量少，室内温度的上升主要靠护结构的传热，而围护结构的蓄热作用，使通过围护结构的传热有延迟的衰减，又因房间内表面湿度低于室内温度，不断吸热，这样避免了室内温度的突变，而且可以在较长的时间里保持稳定，而且白天室内最高气温比室外低1.7～2.5℃。夜间室内各表面放热，使室内最低温度比室外最低温度高0.1～1.7℃，从而使全天室内温度的日较差低于室外日较差1.8～3.5℃。

在无遮阳时，在关窗的时段各时刻房间内各表面（包括外墙内表面）温度均低于室内气温，而外窗内表面温度则明显高于室内气温，由此可得，在间歇通风关窗时段室内空气的得热主要来源之一是外窗的温差传热。而且经外窗进入室内的太阳能辐射热，使室内各表面得热也间接影响室内气温。所以对于间歇提高外窗的热工性能和作好外窗的遮阳是关键。

间歇自然通风时不同遮阳情况下客厅室内外温度特征值表2温度（℃）无遮阳布窗帘内遮阳双层窗帘内遮阳百叶外遮阳

室外气温最高值32.530.429.431.8

最低值28.725.625.827.2

平均值30.126.927.629.4

室内温度最高值30.828.727.729.3

最低值28.827.326.427.0

平均值29.927.927.228.4

从上表的数据可以发现，采用内遮阳效果并不明显。而采用百叶外遮阳效果相对较好，但室外气温最高值比采用外遮阳时高0.7℃，平均温度高0.7℃；室内温度最高值比采用外遮阳时高1.5℃，平均高1.5℃。可见采用百叶外遮阳效果并不理想。因此间歇通风降低白天室内温度的关键是提高外窗的热工性能。可选择采用传热系数较小的双层玻璃或中空玻璃。

另外比较表1与表2的数据可以得出，在相近的室外温度条件下，采用自然通风的降温方案可使室温比持续自然通风时低1℃左右。这是因为间歇自然通风是在室内气温低于室外气温时才开窗，避免了热空气流入，直接与室内空气进行热交换而使室内湿度迅速升高。但是，关闭外门窗后，室内空气流通差，加之空气湿度大室内舒适性远低于持续自然通风的情况。对照实测时所记录的"室内热环境参数与人员热感受表"可发现：不通风、不空调时，室内干球温度≥30.5℃，人闷热难眠，而室内干球温度在26.9℃时人仍能感受到热，但尚能忍受入睡。而自然通风时人在室内干球温度≥31.5℃时，才能感到闷热难眠；在28.5～31.5℃，感到热但尚能忍受入睡；在室干球温度小于28.5℃时，人感到舒适易睡。所以在室内干球温度不算太高时宜采用自然通风降温。通常室外温度低于30℃，相对湿度不超过80%时可利用通风降温。

2．3间歇空调

测试的房间为客厅，采用的是制冷量为5000W的海尔变频空调，测试方案为：0：30～8：40自然通风；8：10～19：00关窗并拉下外遮阳；19～0：30空调送风，空调温度设定为26℃。19：00以前室内温度变化情况与间歇通风时一样，19：00以后空调开始运行后，室内温度下降较快，当达到设定值后趋于稳定。在空调运行时段室内各表面温度均高于室内空气温度。空调在运行中提供的冷量主要消除围护结构的传热，其他房间带入的热空气和人员、设备的散热。

客厅空调的耗电量见表3，平均每小时为0.45kWh。

表3

时间18:3020:3022:300:30

室外温度（℃）29.829.429.028.3

室内温度（℃）29.227.627.627

耗电量（kWh）0.90.90.9

本次测试期间，阴、晴、雨天相间。测试的天气状况具有代表性。其中最高时刻温度为33.4℃，日平均最高温度为30.6℃。而大多数日子的各时刻温度低于30℃，只须在14：00左右室外气温偏高。因此大多数情况下可采用自然通风来降温。而在少数高温天气可采用空调的降温方式。当然不同的住户的热感受和对舒适性的要求不同，因此也不同。但通过对深圳市不同地区不同建筑的住户做分户问卷调查发现，普遍住户的夏季高温晴天的降温方式为：客厅与次卧采用持续自然通风，在14：00～16：00太阳辐射强的时段采用遮阳，主卧采有间歇空调，空调时间由天气状况决定；而对于白天无人的住户客厅与次卧采和间歇通风的降温方式，主卧采用间歇空调。通过以上的分析可知这样的夏季降温方式是合理的，而采用这样的降温方式改善室内舒适性的途径主要为：

（1）提高墙体的热工性能：增大热惰性指标，即选择导热系数小，蓄热系数大的墙体材料。

（2）提高外窗的热工性能；降低其传热系数和增强其对阳光的反射性能。

（3）改进活动遮阳材料性能：提高其反射率，降低其吸收率。

（4）合理地选择窗墙比：在能提高窗的热工性能的条件下，应加大窗墙比，以加强室内空气流动。

自然通风范文篇9

低碳经济是指以减少温室气体排放量的生产方式实现经济可持续性发展，尤其是有效控制CO2的排放量。近年来，“低碳”概念逐渐融入国内建筑领域，这不仅反映出业界对环保的日益重视，更是我国未来建筑规划发展之所向。目前，在经济发达国家，建筑能耗约占社会总能耗的40％；而在我国这一比例为25％左右，居各种能耗首位，其中50％以上消耗在冬季采暖和夏季制冷空调上[1]。随着我国城市化进程加剧，居民对热舒适要求的日益提高，空调设备产生的能耗势必成倍增长。当代建筑设计中自然通风不良、遮阳设施不当等因素又加大了人们对空调设备的依赖，致使其年累计运行能耗陡增。因此从建筑设计上，采取何种经济可行手段解决上述问题成为业界、学术界的关注焦点。相对现代建筑中的节能手段，中国传统民居因地制宜、善假于自然的被动节能技术具有天然优势，而且绝对环保。新加坡大型房地产集团“雷迪亚诺”委托权威能耗测评机构行的评估表明[2]：以单位面积计算，陕北窑洞要比现有高层建筑节能20%，岭南建筑中的骑楼、吊脚楼要比现有居住建筑节能30%。由此可见，中国传统建筑手法对现代建筑节能设计具有借鉴意义，值得深究。由于中国传统民居中自然通风手法众多，为改善当前使用空调设备导致高能耗的现状，实现低碳经济目标，本文特选取岭南传统民居中的自然通风手法进行分析，试图为我国开展“低碳”节能建设提供参考。

2岭南传统民居之自然通风手法概述

2.1自然通风功效

一方面，自然通风能有效提高空气质量，保障室内热舒适要求。虽然需综合考虑地域和气候因素，但建筑室内都需要适当与外界环境通风换气。良好的自然通风能够有效引入室外清洁的空气，同时及时排出建筑室内余热，由此创造出舒适的室内环境。另一方面，自然通风还可以调节空气温度和湿度。在岭南地区，夏季湿热、良好的通风可以将热量带走，防止室内过热；因此控制好室内通风，能大幅降低空调负荷[3]。我国岭南地区传统民居正是基于当地气候特点，巧妙应用了被动性的节能手段构建出自然通风系统，不仅节能环保，而且经济可行。

2.2岭南传统民居通风表现形式

2.2.1建筑总体布局

中国传统民居选址布局上讲究“负阴抱阳，背山面水”、“藏风聚气”。这些从通风功能角度上看，是十分合理的。“负阴”与“抱阳”可形成热压通风；“背山”可挡住冬季北方的寒流，“面水”可接受夏季东南的凉风。在平面布局方面，岭南民居古村落中建筑多采用梳式布局，村前村后的水塘、农田和树木形成低温空间，村内建筑群构成高温空间，村内外由于冷热温度差的作用形成冷热空气的交换，构成自然通风[4]。与此同时，梳式平面的巷道整齐排列并与夏季主导风向平行，更加有利于通风。在平面布局中常见的建筑元素还有冷巷（图1），它通常是建筑排列组合形成的一个比较窄的巷道，或者是在建筑的一侧留出的一条小廊道。有阵风时，巷道因狭窄而提高风速，有利于降温；静风状态下，又因巷道狭窄，受墙及周围建筑阴影遮盖，巷内高密度冷空气与巷外低密度热空气形成对流，带出与巷接通的各房间里的热空气，达到通风效果，如陈家祠的青云巷[5]（图2）。

2.2.2天井

天井是营造有利通风小环境的重要手段。天井（图3）通常呈筒状，一般为露天的内院落，面积较小，基本单元多成长方形。白天四周墙壁遮挡日辐射，使天井阴凉，从而营造出房间内的阴凉环境，加上天井内植被的蒸腾作用，进一步降低了院落内的空气温度。到了夜晚，院内空气受到周边建筑的影响加热上升，而上空的冷空气则下沉，并渗透到建筑内，有效改善室内热环境[4]。除此之外，四面多层的房屋合成了高而窄的天井，具有近似烟囱的作用，能够排除住宅内的尘埃与污气，同时增加内外的空气对流。狭高的天井既起着拔风的作用，又可以防止夏日的暴晒，使住宅阴凉。天井的四周房屋屋顶为内坡，雨水顺屋面流向天井，经天井四周的地沟排出屋外，阴雨天气由于通风作用，也并不觉得屋内潮湿。

2.2.3其他措施

除此之外，岭南各地还有许多极富地域特色的传统通风手法。如运用具有明显热压通风效果的老虎窗或较小的猫儿图钻，利用热压进行通风散热。此外利用地形或建筑高低不等形成空气压力差而造成良好的通风条件，如广东的竹筒屋。还有的民居在室内设置与地下水相连通的“冷眼”（图4），在夏季既可以降低室内空气温度，又加大了室内外温差，与此同时配合天井的抽、拔风功能，在热压与风压的共同作用下形成自然的通风系统。岭南民居还多采用内外廊式，当建筑设置了一圈外廊时，除了可以较好地进行遮阳外，还可以组织通风。同时结合漏空墙的设置，通风的效果更加明显。在岭南民居中，通常在大厅上空的屋面上做天窗，也称为气窗，形式灵活自由，可开闭，一般设置在厅堂上方的屋顶上，有开拉式气窗、撑开式气窗。当大门关闭时，因天井很小，风可以从屋顶气窗吹入，出风口为后窗或楼梯口，通风效果良好。

3岭南传统民居自然通风对现代建筑“低碳”的启示

3.1自然通风满足现代建筑环保节能要求

传统的自然通风手段能够很好地满足现代建筑对通风的要求，我国建筑师们也在设计中巧妙运用到了此种手法。香港环保中心大楼位于香港九龙塘，该建筑中央设有天井，天井上空设有玻璃栅盖，栅盖可以透风，能够很好地发挥天井的自然通风作用，营造出舒适的建筑环境。同时天井也为大楼内部提供照明，减少电能消耗，实现环保、节能的功效。广东省深圳市蛇口工业区“三洋厂区”的6栋4层旧厂房，没有大拆大建，经过合理的建筑改造，改头换面成为如今的创意产业园“南海意库”。经过改造有效地减缓建筑在使用过程中对周边环境产生的“热岛效应”和建筑在使用中的“三废”排放。由于深圳临海同时受季风影响，常年可利用的风力资源比较丰富，厂区中的3号厂房便采用六个截面为3m×3m的屋面热压拔风烟囱，使建筑在过渡季节通过拔风“烟囱”，实现自然通风（图5）。改造时，将体量过大的旧厂房从中间打开，采用中庭式设计，获得自然照明的同时，内中庭也可作为热压通风的竖向通道，利用屋面设置的六个玻璃拔风“烟囱”将室内外热冷空气形成置换对流通风。据相关数据显示，拔风系统每年可节电60到80万度，减排二氧化碳800多吨。建筑前部有景观水面，在夏季，开启建筑地下水池处的进风口，如同岭南建筑中冷眼的作用原理，利用水面使空气冷却，然后送入室内，很好地为建筑进行夏季室内降温[6]。武汉中南财经政法大学南湖校区的文泰楼，利用岭南建筑中狭窄冷巷提高空气流动的原理，楼梯间护做成全玻璃或半玻璃，加强楼梯间拔风效果，并用这些建筑间的灰空间，达到整个建筑群自然通风的效果，同时在主楼外墙面开多个通风口，如同岭南建筑中猫儿钻一样利用热压通风原理加强通风。由此可见，在建筑设计中，对岭南民居传统建筑自然通风手法进行简单应用，就能避免因设计造成自然通风不良，从而大大降低应用在建筑通风上的化石能耗，达到建筑低碳。

3.2有助于传承传统建筑文化

现代建筑设计吸取岭南传统民居的自然通风手法特色，有助于传承我国传统建筑文化。传统建筑自然通风在结合自然、适应气候等方面拥有丰富的实践经验和生命力，中国式传统建筑中“敬天惜物，乐道尚和”的思想符合“低碳”建筑设计的核心理念。当代建筑师应从传统建筑汲取营养，结合具体实际和现代科学技术进行现代建筑设计，这既是对传统建筑的传承，又能为现代“低碳”节能建筑的设计提供新的思路和发展方向。传统堪舆学学者黄家安强调，应注意“天时、地利、人和”协调统一的内在规律，不仅要遵循美学规律，而且还要融入深刻的传统节能观。

3.3能耗低契合“低碳经济”政策导向

建筑自然通风可以减小建筑物对高能耗空调系统的依赖，最大限度降低空调夏季制冷和新风系统上的能耗，进而替代化石能源在建筑通风上的大量消耗。世界各地城市化进程加速导致了全球气候变暖加速，我国近期颁布的“节能减排”政策要求发展低碳节能建筑，要实现城市低碳建筑规模化，必须采用行之有效的节能技术。综上分析，笔者认为运用岭南传统民居中被动式手法对建筑进行自然通风，无疑是对低碳减排政策的最好响应和实践低碳建筑的有效手段。

自然通风范文篇10

关键词：自然通风数值模拟中庭

1.引言

空调的应用为人们创造了舒适的室内环境，但也带来了一些问题；首先，空调建筑的密闭性较好，当新风量不足时，室内空气品质（IAQ）恶化会导致病态建筑综合症（SBA）；其次，大量的空调器加剧了城市热岛效应，造成室外空气热环境恶化；再次，空调器的普及使建筑能耗有较大的增长趋势。

因此随着可持续发展战略的提出，同时发展生态建筑也是大势所趋，自然通风这项古老的技术重新得到了重视。合理利用自然通风能取代或部分取代传统制冷空调系统，不仅能不消耗不可再生能源实现有效被动式制冷，改善室内热环境；而且能提供新鲜、清洁的自然空气，改善室内空气品质，有利于人的身体健康，满足人们心理上亲近自然，回归自然的需求。采用双层玻璃幕墙可以进行有效的自然通风。

双层玻璃幕墙又称动态幕墙，两层玻璃之间的距离为20mm～500mm，利用“烟囱、热流道”效应，气流在两层玻璃幕墙中间由下向上循环，带走外面一层玻璃幕墙太阳辐射的能量，达到隔热、保温、节能、环保的功效。按照不同的通风原理双层玻璃幕墙可分为：整体式、廊道式、通道式和箱体式。双层玻璃幕墙具有多项功能：减少风及恶劣气候的影响、提高隔音能力、充分利用太阳能、使用自然通风使空调使用率降至最低。本文主要研究其自然通风的功能及效果。

2.研究对象及技术路线

2.1研究对象

本文中研究对象为采用双层玻璃幕墙带中庭的办公建筑，共6层，外形结构见图1，幕墙结构见图2：

图1建筑外形图图2廊道式双层幕墙局部放大图

该幕墙为廊道式双层幕墙，每层设置通风道，层间水平有分隔，无垂直换气通道，自然通风的路径为：

这类建筑室内环境易受太阳辐射影响，同时其空间高度高，上下温差大，这对预测带来很大困难，随着计算机及流体力学的发展，三维CFD模拟技术得到广泛应用，它即可以满足大型建筑多空间多开口的自然通风设计要求，又能精确预测各设计室内的空气速度场和温度分布，因此本文在满足顶层室内热环境的基础上设计了屋顶排风天窗面积，并在此基础上利用CFD对该建筑的局部房间室内热环境进行了数值模拟。

2.2技术路线

自然通风一般采用风压或者热压，中庭建筑的“烟囱效应”就是利用建筑内部的热压作用，由于室外风速和风向是经常变化的，因而风压作用不是一个可靠的稳定因素，所以本文进行模拟计算时进行了简化，仅考虑热压下的自然通风。

热压通风，是利用建筑内部由于空气密度不同，热空气趋于上升，而冷空气趋向下降的特点。热压作用与进风口和出风口的高度差，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，则热压通风的效果愈明显。因而大楼各楼层（共6层）的进风量随楼层高度的增加而减小，基于这种情况考虑，在满足6楼室内热环境的要求下，设计屋顶侧窗面积。基本技术路线见图3：

图3基本技术路线

3.房间的计算数学模型

3.1物理模型

（a）(b)(c)

图4计算物理模型

a:一个通风口b:两个通风口c:整条通风口

如图房间长11.1m，宽8.4m，高2.9m；房间内发热量包括人员、灯光及设备，图中3个长方体代表房间的人员及设备，顶部设9盏灯；图形左下角为三个双层玻璃幕墙进风口，均为1400mm×300mm,房间右上侧为通风口，通风口面积见表1。

3.2基本参数计算

3.2.1计算室外气温为20℃时，6楼达到热舒适性要求的最低进口风速

（1）

式中：—6楼的室内发热量，W;

—空气比热，=1010J/kg.℃;

—室外空气的密度，温度为20℃，kg/m3;

—通风气流的温度差,℃;

—6楼的进风口面积,m2.

计算得到m/s

3.2.2计算中和面的高度

根据（2）

式中：－进风窗口的流量系数（取0.35）;

－室内外空气的密度差,kg/m3;

－顶层进风口的中心高度,m;

—中和面的高度,m.

计算得到m

根据中和面高度计算各楼层进风速度，并根据回风口风速范围[3]计算房间通风口面积,计算结果如表1所示：

表1各楼层进风速度及房间通风口面积楼层

2楼

3楼

4楼

5楼

6楼

进风速度(m/s)

0.772

0.683

0.581

0.457

0.299

房间通风口面积

(mm×mm)

1000×400

800×400

800×400

800×400

800×250

注：1楼为开放式大堂

3.3控制方程

模拟房间内的气流属于非稳态的三维不可压缩紊流流动，因此在计算中采用当前在计算房间气流时最常用的模型。模型所遵守的偏微分方程的向量表示如下：

连续性方程：（3）

动量方程：（4）

紊流能量传递方程：（5）

紊流能量耗散方程：（6）

能量方程：（7）

上式列表中，；i=1,2,3；j=1,2,3；为速度，为密度，为分子粘性系数，为紊动能，为紊动能耗散率。模型中的经验常数可按表2取。

表2模型中的经验常数取值

0.09

1.44

1.92

1.3

1.3

0.9

4.模拟计算及结果

室外气象参数及室内负荷大小直接影响房间的室内热环境，由于大楼顶层的自然通风量最小，室内热环境最恶劣，因此以顶层房间为研究对象，研究内容如下：

（1）不同大小的室内通风口，房间的温度场和速度场分布

（2）不同室外温度，不同室内发热量，6楼的温度场分布

4.1不同大小的室内通风口，房间的温度场及速度场分布

计算工况：室外温度为20℃，室内发热量为50W/m2；比较房间设置一个800mm×250mm通风口，两个800mm×250mm通风口，及一个8400mm×250mm通风口的室内温度场和速度场

(1)一个通风口：z=1.5m处的温度场和速度场

图5az=1.5m剖面温度场示意图单位：K图5bz=1.5m剖面速度场示意图单位：m/s

(2)两个通风口：z=1.5m处的温度场和速度场

图6az=1.5m剖面温度场示意图单位：K图6bz=1.5m剖面速度场示意图单位：m/s

(3)整条通风口：z=1.5m处的温度场和速度场

图7az=1.5m剖面温度场示意图单位：K图7bz=1.5m剖面速度场示意图单位：m/s

温度场分析：由于进风口偏左，房间左端温度较右端低;房间沿气流流动方向温度逐渐增高；

比较图5a,6a,7a可以看出房间设置两个通风口室内热环境明显优于设置一个通风口，而设长条风口的优势并不明显。

速度场分析：比较图5b,6b,7b,可以看出设置一个通风口，工作区流场比较平缓，在近热源及出风口局部有漩涡；而设置两个通风口及整条通风口的房间，在近内部热源处气流扰动比较大，房间气流形成了两个大涡流区，涡流流线呈闭合状。气流速度除了热源和风口处较高以外，在人员工作区的大部分地区，风速基本保持在0.1m/s以内满足房间舒适区要求。

模拟计算得到不同出风口的室内温度分布范围见表3

表3不同出风口形式下的室内温度分布室外温度（℃）

出风口形式

温度范围（℃）

平均温度（℃）

20

单个

20.7～22.8

22.3

两个

20.6～22.4

21.7

整条

20.5～22.3

21.6

4.2室外温度变化时,不同负荷下6楼的温度场分布

表4计算工况计算工况

室外温度(℃)

室内发热量（W/m2）

目的

备注

Case1

20

50

计算不同室温变化时，不同室内发热量下房间的温度场，得到不同室内发热量下可采用自然通风的室外温度范围

取定房间舒适性温度范围为：16～26℃

Case2

22

40，50

Case3

23

40，50

Case4

24

30，20

Case5

25

20，10

Case1:室外温度t=20℃,室内发热量为50W/m2时，房间的温度分布

图8z=1.5m处的温度分布(t=20℃q=50W/m2)单位：K

case2:室外温度t=22℃，室内发热量为40,50W/m2时的温度分布

图9z=1.5m处的温度分布(t=22℃q=50W/m2)单位:K图10z=1.5m处的温度分布(t=20℃q=40W/m2)单位:K

Case3:室外温度t=23℃,室内发热量为40,50W/m2时，房间的温度分布

图11z=1.5m处的温度分布(t=23℃q=50W/m2)单位:K图12z=1.5m处的温度分布(t=23℃q=40W/m2)单位:K

Case4:室外温度t=24℃,室内发热量为20,30W/m2时，房间的温度分布

图13z=1.5m处的温度分布(t=24℃q=30W/m2)单位:K图14z=1.5m处的温度分布(t=24℃q=20W/m2)单位:K

Case5:室外温度t=25℃,室内发热量为20,10W/m2时，房间的温度分布

图15z=1.5m处的温度分布(t=25℃q=20W/m2)单位:K图16z=1.5m处的温度分布(t=25℃q=10W/m2)单位:K

根据模拟结果可以看到，当室内平均发热量在10W/m2—50W/m2之间变化时，大楼适用自然通风的室外温度也会随着变化，其适用情况如下表所示：

表5不同室内发热量条件下大楼适用自然通风的室外温度范围室内发热量(W/m2)

10

20

30

40

50

适用室外温度范围(℃)

16～25

16～24

16～24

16～23

16～22

5.结论

通过以上的模拟工作，我们可以得出以下结论：

5.1在相同的室内发热量及室外温度下，房间的通风口面积越大，自然通风效果越好，但是增加到一定值，改善效果便不明显，因此设计时要确定合理的通风口面积。

5.2完全依靠自然通风的效果取决于室内发热量及室外温度，当室外温度超过一定值时要考虑机械制冷与自然通风相结合。

5.3冬冷夏热地区，早晚温差较大，可考虑利用晚间自然通风排除围护结构的蓄热量。

5.4本文中仅考虑空气的热压作用，未考虑风压作用，两者结合分析还有待进一步研究。

参考文献：

(1)孙一坚.工业通风.中国建筑工业出版社，1994

(2)范存养.大空间建筑空调设计及工程实录.中国建筑工业出版社

(3)陆耀庆.实用供热空调设计手册.中国建筑工业出版社

(4)彭小勇.暖通空调，2002，30(6)：27～29