【摘 要】在社会不断发展的今天，各行各业对于能源的需要也在不断的增大。资源是有限的，需求确实无限的，因此如何发展对可持续能源的利用越来越得到人们的关注。 本文就建筑设计中对于生态绿色建筑中所采用的自然通风技术进行分析，以供参考。
【关键词】建筑设计；自然通风；气流控制
1.自然通风
自然通风是指利用建筑内外风力或热压造成的风来促使空气流动而进行的通风换气。其主要作用是即保证室内空气质量、热舒适通风、降温通风，据测定，室内外温差大时，开窗10 ～15分钟可完全换气一次；温差小时，大约半小时可交换一次。自然通风最基本的动力为风压和热压。通常的作法为利用建筑物外表面的风压，利用室内的热压，以及风压与热压相结合。
1.1利用风压实现自然通风
所谓风压，是指空气流受到阻挡时产生的静压。当风吹向建筑物正面时候，受到建筑物表面的阻挡而在迎风面上静压增高，产生正压区，气流再向上偏转，同时绕过建筑物各侧面及背面，在这些面上产生局部涡流，静压降低，形成负压差，风压就是利用建
筑迎风面和背风面的压力差，室内外空气在这个压力差的作用下由压力高的一侧向压力低的一侧流动。而这个压力差与建筑形式、建筑与风的夹角以及周围建筑布局等因素相关。当风垂直吹向建筑正面时，迎风面中心处正压最大，在屋角及屋脊处负压最大。在迎风面上的风压为自由风速动压力的0.5 ～0.8倍，而在背风面上，负压为自由风速动压力的0.3 ～0.4倍。
风对建筑物产生的作用力可以分解成一个水平的阻力和一个垂直的升力，对风压的利用往往是利用水平方向阻力来设计和组织通风的。垂直方向的力会产生伯努力效应。例如进风面的斜屋顶，会形成巨大的抽吸力，这种形式的屋顶起到兜风的作用。风压引起的另一个效应就是文丘里效应。气流流动时，会因为空间的收缩而引起加速，于是收缩段形成负压区
1.2 利用热压实现自然通风
烟囱使室内的烟不用机械方式而有组织的排出室外，大大改善了室内空气质量，这就是常说的“烟囱效应”。所谓热压通风，就是利用该原理，根据建筑内部由于空气密度不同，热空气趋向于上升，而冷空气则趋向于下降的特点，促进自然通风。热压作用于进风和出风的风口高度差，以及室内外空气温度差存在着密切的关系：高度差愈大，温度差愈大，则热压通风效果愈明显。同时，热压通风还存在一种“漏斗效应”。根据热力学第二定律，热量由高温传向低温一侧，那么在漏斗空间中的热量传导也符合从下部传向上部的规律，即漏斗作用将会对热空气的上升起到推波助澜
1.3 利用热压与风压实现自然通风
建筑中的自然通风往往是热压与风压共同作用的结果，只是各自作用的程度不同，对建筑物整体自然通风的贡献不同。热压作用相对稳定，烟囱效应拔风的产生条件较容易实现；而风压作用常常受到大气环流、地方风、建筑形状、周围环境等因素的影响，具有不稳定性。所以，当风压与热压同时作用的时候，还可能出现减弱通风效果的情况。当风向与热压作用的流线方向相同时，会相互促进；反之，则会相互阻碍，从而影响自然通风的效果。
2.建筑中的自然通风设计
现今，人们一说起生态技术，常常会将其与昂贵的高技术等同起来，比如国外用于监控、管理整幢建筑的能源管理#%78系统等。但生态技术并不等于高技术，还包括许多方式。
2.1 通过建筑形体设计、朝向、建筑群的布局等，根据当地风玫瑰来取得最大的自然通风。建筑物的高度、长度和深度对自然通风有很大影响（见图1）建筑群的布局对自然通风的影响效果很大。考虑单体建筑得热与防止太阳过度辐射的同时，应该尽量使建筑的法线与夏季主导风向一致；然而对于建筑群体，若风沿着法线吹向建筑，会在背风面形成很大的漩涡区，对后排建筑的通风不利。在建筑设计中要综合考虑这两方面的利弊，根据风向投射角（风向与房屋外墙面法线的夹角）对室内风速的影响来决定合理的建筑间距，同时也可以结合建筑群体布局的改变以达到缩小间距的目的。由于前幢建筑对后幢建筑通风的影响，因此在单体设计中还应该结合总体的情况对建筑的体型，包括高度、进深、面宽乃至形状等实行一定的控制。
2.2 利用树木的合理布置来加强建筑的自然通风（见图2）。
图2 利用植被加强建筑物的通风
2.3 一个简单的矩形体，使其长向的门窗尽可能朝向夏季的主导风向，则通风效果较好。当建筑平面的形式为“凹”形或“L”形时，应尽可能使其凹口部分面向夏季主导风向。
2.4 建筑平面进深不宜过大，这样有利于穿堂风的形成。一般情况下平面进深不超过楼层净高的5倍，可取得较好的通风效果。单侧通风的建筑，进深最好不超过净高的2.5倍。
2.5 进出口窗面积比例，进出风口相对大小决定了室内空气流速。据有关试验表明，获得室内整体最好风速的最佳办法是：出风口面积大于进风口面积10%左右（见图3a）。
2.6 房间与窗口朝向，如果窗户在相对的两面墙上，房间的方向不应顺着主导风向；如果窗户在两面相交的墙上，房间最好直接面朝风向开窗（见图3b）。
2.7 气流控制。进风口与出风口之间有高度差，可以在风速不大的时候帮助增进室内通风。内廊双面房间的建筑，内走道墙顶或墙底应开一些通风窗，通风效果会好的多，这种形式尤其适合教室或人多的空间。
3.建筑构件与自然通风
3.1 设计导板引导气流
创造风压通风的建筑开口与风向的有效夹角在400 范围内。当建筑开口和风向夹角不在400范围内， 可以设计导板引导通风。一定风向下，导板和风压的关系（见图4）。
3.2 双层玻璃幕墙
双层幕墙又称会呼吸的皮肤， 由内外两道幕墙组成。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， 利用温室效应， 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。
3.3 捕风窗
密集的建筑聚落， 会对风的流动产生影响。因此， 干热和暖湿地域的人们发明了捕风窗， 这样高于建筑的风可以被捕风窗引导入室内。所谓捕风窗就是利用杆件支撑起高于建筑又迎向主导风向的片状构件， 利用片状构件截住高于建筑的气流， 因为同地表比较起来， 高处气流温度低， 流速快。所以， 捕风窗将风利用风道引入建筑室内， 满足了普通窗户通风和保证室内空气流动的功能要求。
4.结语
在资源不断减少的今天，在国家大力提倡绿色环保的背景下，绿色自然通风技术适合社会的发展和需要，因此值得大力推广。在自然通风设计时，设计师要讲求科学，以实例为借鉴，通过理论研究不断的创新和改进，使得自然通风与生态相和谐，并总结出一些行之有效的方法，灵活合理的应用生态通风技术。
参考文献：
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