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【摘 要】本文作者从建筑设计的角度出发，探讨了在建筑设计中如何合理地利用自然通风。
【关键词】建筑；通风设计
随着能源消耗和环境问题的日趋突出及人们节能意识的逐步加强，利用自然通风改善建筑室内环境越来越受到重视。特别是在属于热带气候的地区，炎热、潮湿、多雨的气候特点决定了建筑在自然条件中所要解决的主要矛盾是通风防热，而自然通风作为一种廉价高效的设计手段，不但能实现建筑节能，还能创造健康的人居环境，是可持续发展的设计理念的具体体现，具有很深的推广意义。
1、通风节能设计的优点
随着科学技术的进步，我国的建筑施工技术也实现了发展与变革，新技术的引进促进了建筑项目设计的优化。此外，传统的建筑设计理念也开始朝着“节能、降耗、环保”的方向发展，这些都促进了通风节能设计水平的提升。
通风节能设计理念运用于建筑物可发挥的作用包括以下几个方面：
1.1改善空气质量和降低室内温度。当前，大多数建筑内的空气调节主要依赖于空调设备，特别是分体空调。分体空调系统的运用只能调节室内温度的高低，而没有及时更新室内空气，时间一长，室内空气难免受到污染。从安全和卫生的角度考虑，人长期在这样的空气环境中活动，健康状况会受到很大的影响。如果室外温度不是很高，适当采用外窗、外门的自然通风措施，能排出室内污染空气，改善室内空气的新鲜度，同时可以降低室内温度，达到很好的节能效果。
1.2 保护环境。绿色环保是建筑行业正在积极倡导的一个主题，建筑通风节能设计恰好满足了这一要求。例如自然通风系统的改进，可以防止空调系统造成的空气污染，将室内的含有各种杂质的气体及时排出室外。在保持室内良好的空气环境的同时，也改善了室内居住环境。
1.3减少能耗。从建筑节能设计的考核数据看，建筑物在使用经过节能优化的空调通风系统后，电能消耗要比传统的设计方案节约30%左右。这就使得工程项目在减少能源消耗的同时，也减少了资金投入，优化了建筑内部的各项系统功能。
2、自然通风的原理与模式
建筑的自然通风从动力来源上可分为完全自然通风和机械辅助自然通风两种模式。完全自然通风是由来自室外风速形成的“压差”和建筑表面的洞口间位置及温度造成的“温差”形成的室内外空气流动。按照热力学原理，建筑室内温度有沿高度逐渐向上递增的特点，该特点是建筑随层高增加而使上下之间温差加剧的主要原因，设计师也经常利用这一点挖掘建筑自然通风的潜力。机械辅助自然通风是利用温差造成的热压和机械动力相结合而形成的室内外空气对流。与完全自然通风相比，虽然建筑内局部作为辅助动力的机械装置要消耗一定的能源，但通过这种装置重新组织气流，甚至在局部“强迫”气流改向，可以使自然通风达到更好的效果。在这两种通风模式中，屋顶都是形成温差、组织气流的重要环节，在整个自然通风系统中起着重要作用。
3、建筑自然通风设计理念
3.1建筑结构方面的优化设计
3.1.1利用风压实现自然通风
在外部风环境良好的地区，风压可作为实现自然通风的主要手段。风压通风即“穿堂风”，是指风从建筑迎风面的进风口吹入室内，穿过房间，从背风面的出风口流出。进风口和出风口之间的风压差越大，房屋内部空气流动越流畅。合理的建筑规划可以充分利用“穿堂风”来调节建筑物的温度。当然，要设计效果较好自然通风措施，要与建筑方案设计同步进行，要求建筑开门、开窗的位置和大小及平面布置等。例如：我们设计的三亚假日酒店的大堂、海棠湾喜来登酒店和豪华精选酒店大堂，大堂前后大门均采用敞开式，并且均朝向大海方向，自然通风比较好，平时均不需要开空调就可达到舒适的环境。又如地下室车库通风设计问题，平时通风优先尽可能设计成自然通风。尽可能利用地下室车库的有外窗一面加上车库顶盖开采光通风窗，就可构成自然通风气流，如果四面均无外窗，就可利用窗井加上车库顶盖开采光通风窗，也可构成自然通风气流。例如我们设计天邑庄园的地下车库，共3千多平方米，利用两个外窗井、两个车道出入口加上车库顶盖开两个采光通风窗。平时不需要开启通风机组可达到通风的要求。
3.1.2利用热压实现自然通风
受到周围建筑布局或高大植被影响的建筑物可以利用建筑内部空气的热压差，即“烟囱效应”来实现建筑的自然通风。根据热空气上升的原理，在建筑上部设排风口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，达到自然通风的目的。在建筑设计中，可利用建筑物的楼梯间、中庭等竖向空腔满足进排风口的高差要求，而室内外温差和进、出风口的高差越大，热压作用越明显。
3.1.3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。
3.1.4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。机械辅助式自然通风是利用温差造成的热压和机械动力相结合而形成的室内外空气对流，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。
3.2建筑构件上的优化设计
3.2.1建筑物门窗洞口的优化设计
建筑物的门窗洞口的设置以及门窗洞口的尺寸、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，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。
3.2.2通风隔热屋面的应用
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。
3.2.3双层玻璃幕墙围护结构的应用
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。
3.3多种其它能源的合理应用
3.3.1太阳能强化自然通风
在设计中，可充分利用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：屋面太阳能烟囱和太阳能空气集热器。以上2种结构可以单独设置，但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。
3.3.2风力发电系统的应用
集中式的风力发电系统以建筑群和小区为单位，放在小区的上风处；分散式可在多风偏僻地区安装独立风车，自成体系为建筑能源。这种风能利用系统大都是将电力送入电网，建筑物再从电网获取电力。在偏远地区有条件的建筑中可设风/光互补发电系统，综合利用风能和太阳能，无需架设远距离的电网来获取电力。
4、结束语
自然通风设计是结合气候的建筑设计，是实现建筑节能、创造健康人居环境的有效手段。在阐述我国现阶段能源问题的基础上，重点探讨通过合理的建筑方案设计等措施实现通过自然通风达到建筑物降温的目的，进而实现建筑节能，为建筑中的自然通风设计提供一定的设计依据。
参考文献：
[1]刘启源.浅谈节能理念在建筑施工技术中的应用[J].科技之友，2010，（3）.
[2]刘加平.建筑节能与建筑设计中的新能源的利用[J].能源工程，2011，（2）.
【关键词】建筑；通风设计
随着能源消耗和环境问题的日趋突出及人们节能意识的逐步加强，利用自然通风改善建筑室内环境越来越受到重视。特别是在属于热带气候的地区，炎热、潮湿、多雨的气候特点决定了建筑在自然条件中所要解决的主要矛盾是通风防热，而自然通风作为一种廉价高效的设计手段，不但能实现建筑节能，还能创造健康的人居环境，是可持续发展的设计理念的具体体现，具有很深的推广意义。
1、通风节能设计的优点
随着科学技术的进步，我国的建筑施工技术也实现了发展与变革，新技术的引进促进了建筑项目设计的优化。此外，传统的建筑设计理念也开始朝着“节能、降耗、环保”的方向发展，这些都促进了通风节能设计水平的提升。
通风节能设计理念运用于建筑物可发挥的作用包括以下几个方面：
1.1改善空气质量和降低室内温度。当前，大多数建筑内的空气调节主要依赖于空调设备，特别是分体空调。分体空调系统的运用只能调节室内温度的高低，而没有及时更新室内空气，时间一长，室内空气难免受到污染。从安全和卫生的角度考虑，人长期在这样的空气环境中活动，健康状况会受到很大的影响。如果室外温度不是很高，适当采用外窗、外门的自然通风措施，能排出室内污染空气，改善室内空气的新鲜度，同时可以降低室内温度，达到很好的节能效果。
1.2 保护环境。绿色环保是建筑行业正在积极倡导的一个主题，建筑通风节能设计恰好满足了这一要求。例如自然通风系统的改进，可以防止空调系统造成的空气污染，将室内的含有各种杂质的气体及时排出室外。在保持室内良好的空气环境的同时，也改善了室内居住环境。
1.3减少能耗。从建筑节能设计的考核数据看，建筑物在使用经过节能优化的空调通风系统后，电能消耗要比传统的设计方案节约30%左右。这就使得工程项目在减少能源消耗的同时，也减少了资金投入，优化了建筑内部的各项系统功能。
2、自然通风的原理与模式
建筑的自然通风从动力来源上可分为完全自然通风和机械辅助自然通风两种模式。完全自然通风是由来自室外风速形成的“压差”和建筑表面的洞口间位置及温度造成的“温差”形成的室内外空气流动。按照热力学原理，建筑室内温度有沿高度逐渐向上递增的特点，该特点是建筑随层高增加而使上下之间温差加剧的主要原因，设计师也经常利用这一点挖掘建筑自然通风的潜力。机械辅助自然通风是利用温差造成的热压和机械动力相结合而形成的室内外空气对流。与完全自然通风相比，虽然建筑内局部作为辅助动力的机械装置要消耗一定的能源，但通过这种装置重新组织气流，甚至在局部“强迫”气流改向，可以使自然通风达到更好的效果。在这两种通风模式中，屋顶都是形成温差、组织气流的重要环节，在整个自然通风系统中起着重要作用。
3、建筑自然通风设计理念
3.1建筑结构方面的优化设计
3.1.1利用风压实现自然通风
在外部风环境良好的地区，风压可作为实现自然通风的主要手段。风压通风即“穿堂风”，是指风从建筑迎风面的进风口吹入室内，穿过房间，从背风面的出风口流出。进风口和出风口之间的风压差越大，房屋内部空气流动越流畅。合理的建筑规划可以充分利用“穿堂风”来调节建筑物的温度。当然，要设计效果较好自然通风措施，要与建筑方案设计同步进行，要求建筑开门、开窗的位置和大小及平面布置等。例如：我们设计的三亚假日酒店的大堂、海棠湾喜来登酒店和豪华精选酒店大堂，大堂前后大门均采用敞开式，并且均朝向大海方向，自然通风比较好，平时均不需要开空调就可达到舒适的环境。又如地下室车库通风设计问题，平时通风优先尽可能设计成自然通风。尽可能利用地下室车库的有外窗一面加上车库顶盖开采光通风窗，就可构成自然通风气流，如果四面均无外窗，就可利用窗井加上车库顶盖开采光通风窗，也可构成自然通风气流。例如我们设计天邑庄园的地下车库，共3千多平方米，利用两个外窗井、两个车道出入口加上车库顶盖开两个采光通风窗。平时不需要开启通风机组可达到通风的要求。
3.1.2利用热压实现自然通风
受到周围建筑布局或高大植被影响的建筑物可以利用建筑内部空气的热压差，即“烟囱效应”来实现建筑的自然通风。根据热空气上升的原理，在建筑上部设排风口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，达到自然通风的目的。在建筑设计中，可利用建筑物的楼梯间、中庭等竖向空腔满足进排风口的高差要求，而室内外温差和进、出风口的高差越大，热压作用越明显。
3.1.3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。
3.1.4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。机械辅助式自然通风是利用温差造成的热压和机械动力相结合而形成的室内外空气对流，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。
3.2建筑构件上的优化设计
3.2.1建筑物门窗洞口的优化设计
建筑物的门窗洞口的设置以及门窗洞口的尺寸、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，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。
3.2.2通风隔热屋面的应用
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。
3.2.3双层玻璃幕墙围护结构的应用
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。
3.3多种其它能源的合理应用
3.3.1太阳能强化自然通风
在设计中，可充分利用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：屋面太阳能烟囱和太阳能空气集热器。以上2种结构可以单独设置，但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。
3.3.2风力发电系统的应用
集中式的风力发电系统以建筑群和小区为单位，放在小区的上风处；分散式可在多风偏僻地区安装独立风车，自成体系为建筑能源。这种风能利用系统大都是将电力送入电网，建筑物再从电网获取电力。在偏远地区有条件的建筑中可设风/光互补发电系统，综合利用风能和太阳能，无需架设远距离的电网来获取电力。
4、结束语
自然通风设计是结合气候的建筑设计，是实现建筑节能、创造健康人居环境的有效手段。在阐述我国现阶段能源问题的基础上，重点探讨通过合理的建筑方案设计等措施实现通过自然通风达到建筑物降温的目的，进而实现建筑节能，为建筑中的自然通风设计提供一定的设计依据。
参考文献：
[1]刘启源.浅谈节能理念在建筑施工技术中的应用[J].科技之友，2010，（3）.
[2]刘加平.建筑节能与建筑设计中的新能源的利用[J].能源工程，2011，（2）.