浅谈生态建筑中的自然通风

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1、浅谈生态建筑中的自然通风摘要：本文介绍了生态建筑屮自然通风技术的作用原理，热压和风压对自然通风的影响。分析了建筑结构对自然通风的影响，指出了在实际应用自然通风应该注意的问题。关键词：自然通风;热压;风压;生态建筑屮图分类号：S891文献标识码：A生态建筑无疑是解决经济发展与环境污染孑盾的有效方法，同时还具有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力。而自然通风就是在生态建筑中广泛关注的一种技术。风是人类生存空间中的生态因子，它降低了能耗，减少了污染，提高了室内空气品质和舒适感觉，为居住者和使用者提供了良好的

2、生活与工作空间。研究者调查发现,人们对室外的自然风有着更好的接受性。调查结果显示，尽管许多家庭配有完善的空调装置，但大部分人都喜欢打开窗户，依靠自然通风来保持室内空气环境，只有当自然通风无法满足要求时,才会使用空调设备。在炎热地区的建筑中，自然通风降低室温，驱除异味，保持房间空气新鲜，是实现生态建筑的重要手段。1自然通风的机理通常意义上的自然通风指的是通过有目的的开口，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特点的影响。压力分布是动力，而各开口的特点则决定了流动阻力。就自然通风而言,建筑物

3、内空气运动主要有两个原因：风压以及室内外空气密度差。这两种因素可以单独起作用，也可以共同起作用。1.1风压作用下的自然通风风的形成是由于大气屮的压力差。如果风在通道上遇到了障碍物，如树和建筑物，就会产生能量的转换。动压力转变为静压力，于是迎风面上产生正压（约为风速动压力的015-018倍），而背风面上产生负压（约为风速动压力的013-014倍）。由于经过建筑物而出现的压力差促使空气从迎风面的窗缝和英他空隙流入室内，而室内空气则从背风面孔口排出，就形成了全面换气的风压自然通风。某一建筑物周围风压与该建筑的几何

4、形状、建筑相对于风向的方位、风速和建筑周用的自然地形有关。1.2热压作用下的自然通风热压是室内外空气的温度差引起的，这就是所谓的〃烟囱效应〃。由于温度差的存在，室内外密度差产生，沿着建筑物墙面的垂直方向出现压力梯度。如果室内温度高于室外，建筑物的上部分将会冇较高的压力,而下部存在较低的压力。当这些位置存在孔口时，空气通过较低的开口进入，从上部流出。如果，室内温度低于室外温度，气流方向相反。热压的大小取决于两个开口处的高度差II和室内外的空气密度差。而在实际中，建筑师们多釆用烟囱，通风塔，天井中庭等形式，为自

5、然通风的利用提供有利的条件,使得建筑物能够具冇良好的通风效果。1.3风压和热压共同作用下的自然通风而在实际建筑中的自然通风是热压和风压共同作用的结果，只是各自的作用有强有弱。山于风压受到天气，室外风向，建筑物形状，周围环境等因索的影响，风压与热压共同作用时并不是简单的线性叠加。因此建筑师要充分考虑各种因素，使风压和热压作用相互补充，密切配合使，实现建筑物的有效自然通风。2自然通风的应用人们利用自然通风主要是利用其两大功能：一是通风换气，改善室内空气品质；二是利用自然通风解决夏季或过渡季节的热舒适性问题，取代

6、或部分取代空调。目前自然通风在一些建筑物中的应用如下：(1)利用门、窗户的相对设置,在建筑物内形成自然通风。在大多数情况下，自然通风系统以窗户、门作为风口，因此窗户和门的大小，形状和安装位置都会对室内气流组织、通风效率和热舒适性产牛影响。通常在建筑物进深小的部位利用风压实现自然通风，在建筑物进深大的地方利用热压实现自然通风。PerHeiselberg等人研究了不同类型窗户的通风特性，认为对于单侧自然通风、贯流通风或热压驱动的自然通风來说，在冬季最好选择底悬式窗户，在夏季最好选择侧悬式窗户。窗户的通风系数Cd

7、随着开口面积、窗户类型和室内外温差的变化而变化，不能认为是常数，仅当开口面积较人时,通风系数才近似等于0.60(2)利用〃竖井〃实现自然通风，改变建筑物内部气候。一般来说作为共享空间的中庭就能起到〃竖井〃的职能。这种中庭一般具备两种功能:一是让太阳射入中庭，加热中庭内的空气，使上下空气形成温差;二是这种中庭一般是可开启的，在需要通风时可使空气流出。冬天,阳光透过玻璃屋顶直射进来，中庭屋顶的侧窗关闭，使中庭成为一个巨人的〃暖房〃，到了夜晚,白天中庭储存的热量又可以向两侧的房间辐射；夏天，中庭屋顶的侧窗开启，将

8、从门厅引进的自然风带着热量一并排出，使建筑在夜间能冷却下來。可作为〃竖井〃空间的，除了中庭外，还可以利用建筑的楼梯间。(1)利用烟囱实现自然通风。这种烟囱是自然通风和太阳能相结合的产物一太阳能烟囱。在太阳能烟囱的上部一般安装冇太阳能集热器，集热器吸收的太阳能，可加热烟囱内的空气,产生抽吸作用，使冷空气从建筑物的下部进入，热空气从上部排出，这样在建筑物内形成空气流动,达到室内通风降温的目的。这种系统类似于风管系统。