刍议自然通风的原理及其在建筑设计中的应用
【关键词】建筑设计;自然通风;住宅
1、自然通风的机理
自然通风通常意义上指通过有目的地开口，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的影响。许多建筑以自然通风的三种基本方式为基础建立自然通风模式。一般可在单个建筑中采用两种或三种模式混合来满足不同的需要。
建筑通风设计的关键在于气流分析与尺寸的掌握，要综合分析，灵活运用。为了更好地利用自然通风，在建筑设计时应着重考虑下列问题：建筑的朝向和间距，建筑群的布置，建筑平、剖面形式，开口的面积和位置，门窗装置的方法及通风的构造措施等。
2、自然通风在住宅设计中的运用
2．1、合理选择房屋的朝向、间距
通风效果是否良好，与周围环境有关，尤其是前栋房屋的阻挡状况影响最大。一般来说建筑物应朝向主要风向。在风向投射角为o°，前栋房屋的高度、长度、深度以及形状都影响其屋后的漩涡区范围的大小，即风从正面吹向建筑时，风影长度最大，前、后两建筑之间为了避免挡风所需的间距最大，约为前栋建筑高度的4倍，布置这样的通风建筑间距是不经济的，也是不可能实现的。但若风向是斜吹，风向投射角为30°-60°时，其风影长度可大大减小。因此，在建筑群布局时，可以采用加大风向投射角，使后排建筑在风影范围之外。但也应注意，投射角加大会使室内平均风速降低研究表明，在没有窗扇、风的入射角从30°范围内变化时。室内相对平均风速比下降不多。当风向入射角大于45°时，室内相对平均风速比迅速下降。因此．为了获得较高的室内平均风速，住宅楼的朝向与室外风向的夹角一般不宜大于45°。
2．2、优化住宅建筑组群布局
建筑群的布局和自然通风的关系，可以从平面和空间两个方面考虑。一般建筑群的平面布局有行列式(包括并列式、错列式、斜列式)、周边式、自由式等。行列式布置的组群需调整住宅朝向引导气流进入住宅群内，使气流从斜向进入组群内部，从而减小阻力，改善通风效果。错列式布置方式则利用住宅山墙间的空气流能使下风侧的住宅获得良好的自然通风。住宅间距越大，山墙的间距也应越大，以便使足够的气流能作用到后排住宅上。行列式中又以错列和斜列更好一些，房屋互相挡风较少，错列相当于加大了前、后栋房屋之间的距离，对通风有利。自由式是就具体地形、地势和朝向灵活布置。周边式的部分房屋的前后都处在负压区，四周较封闭，通风不好，在群体内部和背区以及转角处会出现气流停滞区，所以不适宜于南方炎热地区。在立体布置方面，为使通风好，可采取”前低后高”和有规律地”高低错落”的处理方式，也可以是较高的房屋和较低的房屋错开布置，形成”高低错落”的建筑群。这样，房屋之间挡风少，不至于太影响后面房屋的通风，同时也可缩短两栋房屋间距。
2．3、采用通透的建筑平面设计
建筑物的自然通风一方面与风向、风速、建筑物内外的温差等因素有关，另一方面又与建筑设计如朝向、进出风121(门窗、气窗)面积的大小和位置以及间距有关。目前流行的大采光窗多为固定式，只有局部可开启，采光面积不断加大，但可开启窗面积逐步减小，影响室内自然通风效果。因此要取得良好的通风效果，必须组织穿堂风获得通畅的风路一般注重如下做法：
l、在设计套型的风路时，尽量让风口对位，为了兼顾夏季通风和冬季保温，可在适当位置设置可调节格栅，夏季打开，形成风路，冬季关闭，形成风障。
2、为使室内风路更为通畅，可在私密性要求不高的次卧室和其他适当位置增设内墙通风格栅两个次卧室的门就做成可调节的格栅，夏季打开格栅形成风路，冬季关闭，减少通风。
3、尽量避免在进风口窗户的侧墙上设计开口，以免风吹进房间后，斜向成为”交角风”跑掉。
4、套型平面风路设计应避免出现小于直角的转折，宜圆角处理、放大空间或设导流构件以保证风路畅通。
5、套型平面风路的”风道”最好有足够的宽度以保证空气流通，一般2～3米宽即可。
6、主要房间应位于穿堂风经过的”风道”上，门窗洞口的设置最好能对位，要注意尽量避免妨碍气流的穿行。
7、特别应注意住宅背风面上窗的设计，当进风窗口面积固定不变时，若能加快背风窗口的排风量，则进入室内的穿堂风的风速可相应增大。
8、点式住宅中尤其是一梯8—10户的住宅，要尽可能多的利用天井，过厅，楼梯间等空间增加室内开口面积，创造出风口，组织自然通风。
2．4、建筑空间和构件的导风措施
在进行住宅建筑设计的时候，为了加强建筑自然通风的效果，可以考虑采取一些导风措施，一般分为两大类，一类是设置建筑导风构件，另一类是通过建筑空间来达到导风的目的。
2．4．1、空间导风空间导风措施的出发点是在满足使用功能的前提下，尽可能通过建筑空间来引导气流人室，以形成良好的穿越式通风。为了利于产生良好的自然通风，从住宅建筑空间设计着手，在迎风一侧，可设计开敞的厅、凹阳台和空中花园等导风空间。
1)敞厅。起居室(客厅)直接或通过阳台对外开较大的开口以引导气流。套内房间同样与敞厅直接相连，气流进入房间后，通风路线畅通，风阻小，风速较快，通风量也大且流场分布均匀。同时，应考虑敞厅与各功能房之间的活动分隔，以便在冬季限定敞厅的大小，减少能耗。
2)建筑立面上的凹阳台和空中花园具有兜风效果，有利于引风入室。
2．4．2、构件导风
这类导风措施的基本出发点是：通过设置建筑导风构件，沿着建筑外墙面创造一种”人工的”正压区和负压区，使风从正压区吹入房间，从负压区吹出或者将风引导至人的活动范围。导风构件主要有：①、垂直导风墙板)：当房间在同一采光面开出两个有一定间距的窗户时，可以在窗户相邻的两侧各设置一块挑出的垂直导风板，取得”人工”的风压力差，产生较好的通风效果，也可以将垂直遮阳板与导风板结合起来进行设计。②、迎风墙：指迎着风向设置的阻挡风并引起风压大小和分布改变的墙体。③、窗扇；许多时候，风未必是正对着窗户，而是从左侧或右侧吹来的，大量的风在住宅外墙上”滑行”。如果窗户是平开窗，风从右边墙面吹过来时，就应该把右窗扇关起，打开左窗扇来导风人室，风从左边墙面吹来时，方法则相反。另外，不同开启方式的窗户可以将进入室内的气流方向加以引导而改变气流在室内的路线和影响范围，加强房间的通风效果。
