【摘要】自然通用是利用自然界的可再生能源實現建筑節能。本文闡述了自然通風產生的基本原理，分析了與自然通風的關的建筑形態與建筑構件，以及與自然通風有關的幾個問題，目的在于引起人們對于建筑自然通風的足夠重視。

【關鍵詞】自然通風；熱壓；風壓；傳堂風；煙囪效應

自然通風是利用建筑物內外空氣的溫度差引起的熱壓或-力造成的風壓來促使空氣流動而進行的通風換氣，是一種既環保又經濟的通風方式。采用自然通風取代空調制冷技術至少具有兩方面的意義：一是實現了被動式制冷。自然通風可在不消耗不可再生能源情況下降低室內溫度，帶走潮濕污濁的空氣，改善室內熱環境；二是可提供新鮮、清潔的-然空氣，有利于人體的生理和心理健康。

1 自然通風的實現方式

自然通風的原理在很早的時候就被利用，人們常說的“傳堂風”即使利用風壓在建筑內部產生空氣流動。在一些濕熱地區，自然通風的重要性甚至影響了建筑的外部形象。如西雙版納傣族民居。目前，建筑中常用的自然通風實現方式主要有以下幾種：

1.1利用風壓實現自然通風

風壓是自然通風最基本的動力之一。在具有良好的外部風環境的地區，風壓可作為實現t然通風的主要手段。在我國大量的非空調建筑中，利用建筑的室內空氣流通，改善室內的空氣環境質量，是一種常用的建筑處理手段。風洞試驗表明：當風吹向建筑時，因受到建筑的阻擋，會在建筑的迎風面產生正壓力。同時，氣流繞過建筑的各個側面及背面，會在相應位置產生負壓力。t壓通風就是利用建筑的迎風面和背風面之間的壓力差實現空氣的流通。

壓力差的大小與建筑物的形式、建筑與風的夾角以及建筑周圍的環境有關。如果希望利用風壓來實現建筑自然通風，首先建筑要有理想i外部風環境（平均風速一般不小于3~4m/s）。建筑要選擇適宜的朝向和布局形式，建筑布局方式在平面上有并列式、錯列式、斜列式（統稱為行列式）、周邊式和自由式，一般來說，建筑的朝向應與當地夏季主導風向保持合適的角度，更有o于自然通風。建筑進深不應過大（一般宜大于14m）。這樣易形成“傳堂風”。其次要組織好建筑平面和開口的位置及面積，為了引風入室，爭取穿堂風，要從平面、剖面及建筑細部來才考慮，如內外建筑構件要盡量通透，盡可能把門窗對齊布置在一條直線上，這樣可以減少氣流阻力、保證風速，使通風流暢；開口面積應大，減小開口邊緣阻力。現比之下外推窗比推拉窗好，圓滑漸縮的開口比銳緣開口好。

1.2利用熱壓實現自然通風

自然通風的另一原理是利用建筑內部空氣的熱壓差—即通常所說的“煙囪效應”—來實現建筑的自然通風。利用熱空氣上升的原理，在建筑上部排風口可將污濁的熱空氣從室內排出，而室外新鮮的冷空氣則從建筑底部被吸入。

熱壓作用與進、出風口的高差和室內外的溫差有關，室內外溫差和進、出風口的高差越大，則熱壓作用越明顯，在建筑設計中，可利用建筑物內部的貫穿多層的豎向空腔—如樓梯間、中庭、拔風井等滿足進排風口的高差要求，并在頂部設置可以控制的開口，將f筑積憤的熱空氣排出，達到自然通風的目的。與風壓式自然通風不同，熱壓式自然通風更能適應常變的外部風環境和不良的外部風環境。

1.3風壓與熱壓相結合實現自然通風

在建筑的自然通風設計中，利用風壓和熱壓進行自然通風往往是互為補充，密不可分的。由于室外的風速和風向是經常變化的，不是一個穩定的因素。為了保證自C通風的設計效果，根據我國采暖通風和空氣調節規范的規定，在實際計算時僅考慮熱壓的作用，風壓一般不予考慮。但是必須定性地考慮風壓對自然通風地影響。一般說來，在建筑進深較小的部位多利用風壓來直接通風，而進深較大的部位則多采用熱壓來達到通風效果。

2 與自然有關地其他建筑構造

2.1“呼吸”幕墻

利用雙層玻璃作為圍護結構，玻璃之間留有一定寬度的通風道并設有可調節角度的百頁是當今生態建筑界普遍采用的一項先進技術，他們被稱作“雙層皮”幕墻。夏季，打開上下進排風口，通風:內的空氣被加熱，在煙囪效應和一定的風壓作用下，熱空氣上升，冷空氣從下層進入通道，形成自然通風；冬季，關閉進排風口，減少風速，利用雙層玻璃之間的空間形成的附加陽光間，貯存熱量用以采暖。

2.2天窗通風

英國的Zimbabwe大學報告廳的自然通風設計，報告廳從座位下進=，頂部設中央拔風口，通過天窗進行自然通風。

2.3雙層屋面通風

傳統的建筑平屋頂屋面使用磚架空的隔熱層隔熱，無法利用熱壓主動通風。設于坡屋頂的隔熱夾層，在屋面受太陽輻射時，夾層內空氣溫度升高，熱空氣沿著傾斜層面上升，冷空氣從屋面下檐補充，在熱壓及風壓的作用下形成自然通風，帶走了太陽對屋面的輻射熱量。

2.4風帽

風帽是自然進排風系統的入口或出口s它利用風力或溫度差造成的正壓或負壓，加強進排風能力 的一種裝置。風帽可以裝在需要局部通風的地方，也可以裝在屋頂上，促進全面進排風。進風型風帽是在外界風壓的作用下，能身內部空間引風的風帽本身產生負壓，從空間內部身外排風，特點是從任何水平方向吹來的風作用在風帽上，風帽都產生吸力，向外排風。

2.5附加通風窗

這是一種靈活的解決自然采光與自然通風矛盾的方法。有時建筑表面上開的采光窗的面積雖然滿足室內自然采光的要求了，但在某個時間段如夏季即使將窗戶完全打開也無法滿足室內自然通風的要求，這時可以設計一些附加通風窗。他們是不透光的保溫隔熱材料制e的，可以自由開閉，平時關閉不用，在室內無法滿足自然通風要求時才打開使用。

3與建筑的自然通風相關的幾個問題

3.1自然通風與機械通風相結合。并不是所有建筑都將自然通風的設計作為設計考慮的重點。對于一些大型的體育場館、展覽館、商業建筑等，由于通風路徑較長，空氣流動阻力較大，單純依靠自然通風不足以實現自然通風。同時，某些建筑環境、建筑功能可能對建筑通風有特殊的要求，如研究所或實驗室，這時需要考慮機械通風。因此，當我們為建筑的自然通風設計尋找合適的策略時，要清楚它可能產生的不足，自然通風與刃低ǚ緗岷仙杓剖保應當使自然通風取得盡可能大的成效，從而節省能源，保護環境。

3.2風的垂直分布帶來的問題。風的垂直分布特性使中庭、天井等空間比較容易實現自然通風。但在建筑內部，如果設計有高度較高的中庭，煙囪效應使得下層熱空氣上升，往往導致下部空間的采暖效率變低，采暖效果變差。對于高層建筑的中庭、天井等空間，還會出現風速過大造成紊流的現象。

3.3建筑通風與遮蔽物。綠化樹木、圍墻、隔斷或拱廊等設在建筑易產生氣流剝離的角度及周圍，會產生遮蔽作用。建筑周圍的樹木種類、布置方式在一定程度上都y影響自然通風的效果。一邊或兩邊行列式布置的樹木有利于建筑的的通風，但如果三面都圍以樹木，房間的通風效果便會受到影響；當房屋迎風面的窗前種植樹木時，如果樹叢把檐口檔住，則會把風引向頂棚，若樹叢距外墻有一定的距離，那么吹來的風很有可能大部分越過窗戶從屋頂穿過y在窗臺前4.5~5m以內種植的灌木，則可引導風吹向室內。

4 小結

21世紀是環保的世紀，是可持續發展的世紀。降低建筑能耗，使建筑的人工環境與自然環境達到動態的平衡，將是建筑在滿足了基本的使用和美學要求后應追求的更高目標。因此，注視建筑自f通風，將是推行節能建筑的重要手段之一，應該受到普遍關注。