点击蓝字↑“绿建之窗”即可一键关注哦~ 摘要 自然通用是利用自然界的可再生能源实现建筑节能
本文阐述了自然通风产生的基本原理，分析了与自然通风的关的建筑形态与建筑构件，以及与自然通风有关的几个问题，目的在于引起人们对于建筑自然通风的足够重视
关键词：自然通风；热压；风压；传堂风；烟囱效应 自然通风是利用建筑物内外空气的温度差引起的热压或风力造成的风压来促使空气流动而进行的通风换气，是一种既环保又经济的通风方式
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
1.自然通风的实现方式 自然通风的原理在很早的时候就被利用，人们常说的“传堂风”即使利用风压在建筑内部产生空气流动
在一些湿热地区，自然通风的重要性甚至影响了建筑的外部形象
如西双版纳傣族民居
目前，建筑中常用的自然通风实现方式主要有以下几种： 1.1通过风压 风压是自然通风最基本的动力之一
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物的形式、建筑与风的夹角以及建筑周围的环境有关
如果希望利用风压来实现建筑自然通风，首先建筑要有理想的外部风环境（平均风速一般不小于3~4m/s）
建筑要选择适宜的朝向和布局形式，建筑布局方式在平面上有并列式、错列式、斜列式（统称为行列式）、周边式和自由式，一般来说，建筑的朝向应与当地夏季主导风向保持合适的角度，更有利于自然通风
建筑进深不应过大（一般宜大于14m）
这样易形成“传堂风”
其次要组织好建筑平面和开口的位置及面积，为了引风入室，争取穿堂风，要从平面、剖面及建筑细部来才考虑，如内外建筑构件要尽量通透，尽可能把门窗对齐布置在一条直线上，这样可以减少气流阻力、保证风速，使通风流畅；开口面积应大，减小开口边缘阻力
现比之下外推窗比推拉窗好，圆滑渐缩的开口比锐缘开口好
1.2利用热压 自然通风的另一原理是利用建筑内部空气的热压差—即通常所说的“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入
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，可利用建筑物内部的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，将建筑积愤的热空气排出，达到自然通风的目的
与风压式自然通风不同，热压式自然通风更能适应常变的外部风环境和不良的外部风环境
1.3风压与热压相结合 在建筑的自然通风设计中，利用风压和热压进行自然通风往往是互为补充，密不可分的
由于室外的风速和风向是经常变化的，不是一个稳定的因素
为了保证自然通风的设计效果，根据我国采暖通风和空气调节规范的规定，在实际计算时仅考虑热压的作用，风压一般不予考虑
但是必须定性地考虑风压对自然通风地影响
一般说来，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采用热压来达到通风效果
2.与自然有关的其他建筑构造 2.1“呼吸”幕墙 利用双层玻璃作为围护结构，玻璃之间留有一定宽度的通风道并设有可调节角度的百页是当今生态建筑界普遍采用的一项先进技术，他们被称作“双层皮”幕墙
夏季，打开上下进排风口，通风道内的空气被加热，在烟囱效应和一定的风压作用下，热空气上升，冷空气从下层进入通道，形成自然通风；冬季，关闭进排风口，减少风速，利用双层玻璃之间的空间形成的附加阳光间，贮存热量用以采暖
2.2天窗通风 英国的Zimbabwe大学报告厅的自然通风设计，报告厅从座位下进风，顶部设中央拔风口，通过天窗进行自然通风
2.3双层屋面通风 传统的建筑平屋顶屋面使用砖架空的隔热层隔热，无法利用热压主动通风
设于坡屋顶的隔热夹层，在屋面受太阳辐射时，夹层内空气温度升高，热空气沿着倾斜层面上升，冷空气从屋面下檐补充，在热压及风压的作用下形成自然通风，带走了太阳对屋面的辐射热量
2.4风貌 风帽是自然进排风系统的入口或出口，它利用风力或温度差造成的正压或负压，加强进排风能力 的一种装置
风帽可以装在需要局部通风的地方，也可以装在屋顶上，促进全面进排风
进风型风帽是在外界风压的作用下，能身内部空间引风的风帽本身产生负压，从空间内部身外排风，特点是从任何水平方向吹来的风作用在风帽上，风帽都产生吸力，向外排风
2.5附加通风窗 这是一种灵活的解决自然采光与自然通风矛盾的方法
有时建筑表面上开的采光窗的面积虽然满足室内自然采光的要求了，但在某个时间段如夏季即使将窗户完全打开也无法满足室内自然通风的要求，这时可以设计一些附加通风窗
他们是不透光的保温隔热材料制成的，可以自由开闭，平时关闭不用，在室内无法满足自然通风要求时才打开使用
3.与建筑的自然通风相关的几个问题 3.1“呼吸”幕墙 自然通风与机械通风相结合
并不是所有建筑都将自然通风的设计作为设计考虑的重点
对于一些大型的体育场馆、展览馆、商业建筑等，由于通风路径较长，空气流动阻力较大，单纯依靠自然通风不足以实现自然通风
同时，某些建筑环境、建筑功能可能对建筑通风有特殊的要求，如研究所或实验室，这时需要考虑机械通风
因此，当我们为建筑的自然通风设计寻找合适的策略时，要清楚它可能产生的不足，自然通风与机械通风结合设计时，应当使自然通风取得尽可能大的成效，从而节省能源，保护环境
3.2风的垂直分布问题 风的垂直分布特性使中庭、天井等空间比较容易实现自然通风
但在建筑内部，如果设计有高度较高的中庭，烟囱效应使得下层热空气上升，往往导致下部空间的采暖效率变低，采暖效果变差
对于高层建筑的中庭、天井等空间，还会出现风速过大造成紊流的现象
3.3建筑通风与遮蔽物 绿化树木、围墙、隔断或拱廊等设在建筑易产生气流剥离的角度及周围，会产生遮蔽作用
建筑周围的树木种类、布置方式在一定程度上都会影响自然通风的效果
一边或两边行列式布置的树木有利于建筑的的通风，但如果三面都围以树木，房间的通风效果便会受到影响；当房屋迎风面的窗前种植树木时，如果树丛把檐口档住，则会把风引向顶棚，若树丛距外墙有一定的距离，那么吹来的风很有可能大部分越过窗户从屋顶穿过；在窗台前4.5~5m以内种植的灌木，则可引导风吹向室内
小结 21世纪是环保的世纪，是可持续发展的世纪
降低建筑能耗，使建筑的人工环境与自然环境达到动态的平衡，将是建筑在满足了基本的使用和美学要求后应追求的更高目标
因此，注视建筑自然通风，将是推行节能建筑的重要手段之一，应该受到普遍关注
