摘要：住宅建筑的通风效果对居住者的居住舒适度和身心健康都有很大的影响。住宅的通风过程不仅可以调节室内空气的温度和湿度, 还决定了室内空气中氧气和有害健康细菌的含量。根据住宅建筑项目所在地的自然地理环境和气候特点, 运用空气动力学原理, 通过对建筑物主体与主要风向的位置关系、进出风口的大小比例及合理布局、建筑主体结构的科学设计和导风构件的配置, 有效的控制和引导空气在住宅建筑内部自然流动。最大程度的利用天然风力作为住宅居室的热能交换与空气交换的动力, 更有益于居住者的身心健康与环境的保护。

　　关键词：自然通风; 住宅建筑设计; 空气动力学;

　　现代人的住宅由于城市化和人口急剧增加的原因而相对集中, 住宅的周边环境和建筑的规模以及主体结构都发生了根本变化。为了获得更好的通风效果和舒适的环境温度, 人们对空调系统和动力驱动的机械通风设备的依赖程度越来越高。建筑设计者对建筑设计方案中自然通风效果的影响考虑的越来越少。随着人们对自然、健康的生活方式的推崇和对建筑节能重要性认知的不断深化, 住宅建筑设计中对建筑的建设与使用过程中的节能效果有了更多的思考。通过科学合理的设计方案, 达到最佳的建筑自然通风效果就是其中的一个重要研究方向。

　　1 住宅建筑自然通风原理及其应用

　　1.1 住宅建筑的自然通风

　　住宅建筑的设计目的是为人类提供安全舒适的生活和休憩空间。在相对封闭的室内环境生活的人需要获得舒适的温度、湿度和足够的新鲜空气, 要求居室与外界的自然环境可以根据人体感官需求进行热能与空气的交换。这就是建筑设计中建筑通风部分的研究内容。现代住宅建筑的通风系统大多安装了利用动力驱动的设备增强建筑的通风效果, 并且大多数住宅都安装了中央空调系统或家庭空调用于调节室内的温度、湿度。但是这些设备的使用不仅需要消耗大量能源, 长期处于动力系统营造的环境下对人们的健康也产生了不利影响。这些通风和调温设备虽然可以便捷的实现对室内环境温度、湿度的控制, 却无法带来自然通风效果下的健康。而住宅建筑的自然通风就是运用自然环境的风力和室内外温差的作用促进建筑内外的空气交换, 达到通风换气和调节室内温度湿度的目的。在风力与温差的作用下, 建筑通风口附近的空气由于局部压力与密度的差异而形成一定流向与流速的气流, 带动室内空间空气向出口处流动, 同时外部环境的空气则在同样的作用下流入室内。

　　1.2 住宅建筑自然通风的应用

　　人们对居室的空气自然流动有着很高的要求, 由于处于不同纬度和地理环境的建筑对室内空气的流量、流向有不同的要求, 以达到最佳的居住体验。因此为获得舒适健康的自然通风效果, 在气象条件不同的地域产生了极具智慧的经典住宅建筑设计。例如在潮湿炎热的南方, 住宅建筑中的天井就充分利用了天井对空气的抽拔效应, 将住宅外部的干燥凉爽空气引入室内, 而居室内潮热污浊的空气则被从天井顶部排除。而在北方的传统民居大多在向阳的一面建有宽大的窗户和宽宽的屋檐, 房屋背面的窗户则位于高处并且面积很小。这种设计便于在夏季利用屋檐遮阳, 形成导风效应, 有效促进室内空气的流动。由于纬度较高, 冬季到来时屋檐并不影响前窗吸收日照带来的热能, 并且通过封闭后窗就可以获得很好的保温效果。形成冬暖夏凉、节能舒适的居住环境。

　　2 住宅建筑自然通风设计要点

　　实现住宅建筑自然通风的必要条件是建筑进出风口的合理布局以及建筑主体与周边环境之间位置关系的科学规划。只有做到以上两点才能充分发挥自然风能的作用, 实现室内外空气的有效交换。因此, 在设计建筑的通风系统时, 首先要根据当地的气象资料研究建筑周边不同季节的风向、风力以及室外温度、湿度变化, 确定建筑主体周边的地理特点和建筑布局对风力风向的影响。在此基础上选择建筑主体的朝向与风向之间的关系。如果是住宅小区多个主体建筑的设计, 则要考虑建筑之间的位置关系对各建筑自然通风条件的相互影响。其次是建筑通风口的设计决定了气流的走向和流量的大小。自然通风利用的是空气的压差与温差效应, 其中压差效应的作用利于空气在横向的流动, 而温差效应的作用是密度较小, 热空气向上方自然流动, 而密度较大的冷空气从低处填补热空气留下的空间。因此建筑进出风口的设计布局要注意前后和高低的结合。根据不同居室空间的大小和结构特点, 通过科学的空气流量需求计算, 确定建筑主体和内部各独立空间的进出风口的大小和位置。

　　3 改善住宅建筑自然通风效果的设计手段

　　由于现代住宅的建设受周边既有建筑的影响以及建筑的结构日益复杂, 实现住宅建筑良好的自然通风效果的难度越来越大。但是出于节约能源和促进人类与自然之间和谐共存的健康生活方式的考虑, 对高层住宅建筑和周边自然通风条件不理想的住宅, 设计界探索出了很多效果良好的设计理念。首先是充分利用建筑物的公共空间科学的设计进出风口, 例如:综合利用楼梯井的烟囱效应和公共区域的窗口, 通过在楼梯井顶部的屋顶设置通风口, 加强建筑内部的空气流动。其次是在建筑的墙体外制造利用天然空气动力的空气交换空间。通过安装玻璃幕墙或建造中空的外墙, 并在中空的独立空间两侧设置进出风口。封闭空间的空气由于受到墙体外部阳光或内部空气的加热作用, 产生自然的流动。可以有效改善建筑内部的空气流动。最后还可以通过在建筑的楼层之间或屋面设置架空层, 通过在架空层设计自然通风系统改善相邻楼层的通风和隔热效果。

　　4 结束语

　　住宅建筑的自然通风除了给住户创造健康和环保的生活环境, 还能在气候适宜的季节和日常户外体感舒适的时间段让室内环境与户外的自然环境融为一体。让人们充分感受自然界的日出日落、春去秋来带来的生活情趣, 拥有健康和充满活力的精神境界。

　　参考文献
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