摘要：自然通風是一種具有很大潛力的通風方式，是人類歷史上長期賴以調節室內環境的原始手段。長久以來,自然通風作為一項傳統的建筑防熱技術，在世界各地的傳統民居中，得到了廣泛的應用。在如今的低碳時代更應該利用好自然風。本文主要對低碳時代的建筑設計中的自然通風進行了討論。
　　關鍵詞：建筑設計，自然通風，原理，應用
　　一、自然通風的原理
　　建筑通風主要包括排風和送風。排風就是從室內排出污濁空氣；送風就是向室內補充新鮮空氣。這是一種節能、經濟的通風方式，不消耗動力。它通過空氣更新和氣流的生理作用對室內氣溫、濕度及圍護結構內表面溫度的影響而起到間接的影響作用。建筑內部的通風條件是決定人們健康、舒暢的重要因素之一。良好的通風可以把新鮮空氣帶入室內，帶走進入室內的熱暈，還可以促進人體的汗液蒸發降溫，使人感到舒適。為實現排風和送風所采用的設備裝置總稱為建筑通風系統。有效的通風系統可以保證室內空氣質量符合衛生標準，提高室內空氣品質。按照通風系統工作動力的不同，建筑通風可分為機械通風和自然通風。機械通風依靠外部機械設備產生的壓力強制空氣流動實現通風換氣；自然通風則依靠自然壓力實現空氣流動。自然壓力是自然通風的基本動力，是建筑外墻上洞口兩側存在的壓力差。自然壓力主要指風壓和熱壓，相應的自然通風分為利用風壓實現的，利用熱壓實現的和利用二者共同實現的三種類型。
　　
　�。�1）風壓作用下的自然通風
　　風的形成是由于大氣中的壓力差，是室外氣流造成室內外空氣交換的一種作用壓力。如果風在通道上遇到了障礙物，如樹和建筑物，就會產生能量的轉換。動壓力轉變為靜壓力，迎風面氣流受阻，動壓降低，靜壓升高，風壓為正壓；側面和背風面靜壓降低，風壓為負壓。由于經過建筑物而出現的壓力差促使空氣從迎風面的窗縫和其他空隙流入室內，而室內空氣則從背風面孔口排出，就形成了全面換氣的風壓自然通風。建筑物四周的風壓分布不同，迎風面和背風面的壓力差也隨之不同，它與建筑物的幾何形狀和建筑與風向的夾角等因素有關。一般來說，迎風面幾何中心正壓最大，屋脊與犀角處負壓最大。人們常說的穿堂風就是利用風壓來實現建筑的通風換氣。
　　
　�。�2）熱壓作用下的自然通風
　　自然通風的另一基本動力是建筑物內部的熱壓。熱壓是由于室內外空氣溫度不同而形成的重力壓差。室內空氣溫度高，比重小，便會從建筑物上部的窗戶排出；室外空氣溫度相對低，比重大，便從建筑下部的門窗孔口進入室內。從而實現自然通風。這個過程又叫“煙囪效應”。室內外溫差越大，上下進出風口之間的高差越大，則產生的熱壓就越大。當室內外溫度一定時，上下兩窗口間的壓差與其高差成線性比例關系。對于高溫車間利用熱壓進行通風是防暑降溫最有效的措施，它不消耗電能又可獲得巨大的換氣量。在實際中，建筑師們多采用煙囪、通風塔、天井中庭等形式，為自然通風的利用提供有利的條件，使得建筑物能夠具有良好的通風效果。
　�。�3）風壓和熱壓共同作用下的自然通風
　　在實際建筑中的自然通風是風壓和熱壓共同作用的結果，只是各自的作用有強有弱。由于風壓受到天氣、室外風向、建筑物形狀、周圍環境等因素的影響，風壓與熱壓共同作用時并不是簡單的線性疊加。因此建筑師要充分考慮各種因素，使風壓和熱壓作用相互補充，密切配合使用，實現建筑物的有效自然通風。
　�。�4）機械輔助式自然通風
　　在一些大型建筑中，由于通風路徑較長，流動阻力較大，單純依靠自然風壓與熱壓往往不足以實現自然通風。而對于空氣污染和噪聲污染比較嚴重的城市，直接的自然通風還會將室外污濁的空氣和噪聲帶入室內，不利于人體健康。在這種情況下，常常采用一種機械輔助式的自然通風系統，實現自然通風效果。
　　二、自然通風對建筑設計的要求
　　建筑設計應該以人為本，其根本目的在于為人們創造一個健康舒適的工作生活環境。在建筑設計中，可利用建筑物內部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，將建筑各層的熱空氣排出，達到自然通風的目的。目前建筑中常用的雙層玻璃幕墻中的通風，一般通過自然通風，利用風壓作用和室外與空氣間層內部的溫差、外層表皮上的通風口等來形成熱壓作用(煙囪效應)，實現通風。當室外與空氣間層內部有較大溫差時，新鮮的室外空氣通過外層玻璃下方的進風口進入空氣間層。在空氣間層中空氣受陽光影響變熱、上升，通過外層玻璃上方的排氣口排出至室外，或通過內層玻璃上的通風口進入室內。空氣間層內外溫差越大，這種系統的通風效果越好。因此，利用煙囪效應進行自然通風的雙層玻璃幕墻不適合用于炎熱氣候中。
　　全球性的能源和環境危機促使有遠見的建筑師積極行動起來，大力研究自然通風在建筑設計中的應用。從建筑設計的角度看我們要清醒的認識到當前建筑設計中存在的問題：一味追求大體量、大進深、大密度的建筑，室內凈高太低，建筑開窗不夠，甚至做成推拉半開窗或死窗；過度依賴中央空調和機械設備，只強調降溫與采暖，忽略對室內空氣質量的要求。因此，建筑設計應該更多關注建筑的健康功能，拋棄那些虛幻的、概念化的設計理念，從細都著手，切實處理好建筑中的自然通風問題。欲利用自然通風，建筑設計應該注意以下幾個方面。
　　
　�。�1）建筑應選址在有利的外部風環境中，風速要大于3m／s，這是前提條件。
　�。�2）建筑的主要進風面應與夏季主導風向成600-900角，不宜小于450角。
　�。�3）建筑物的正壓區和負壓區都會延伸一段距離，其大小和建筑物的高度形狀有
　　關，在此距離內的其它建筑的通風要受到影響。因此要合理安排相鄰建筑的距離，以免相互干擾。對于居住區設計應特別注意此點，務必使相鄰住宅的距離和住宅高度保持合適的比例關系。
　�。�4）建筑物本身要采取措施來加強自然通風，如利用熱壓原理通風時，在天窗兩側加裝擋風板，使天窗始終處于負壓區，只排不進，從而避免了天窗在迎風面發生氣流倒灌現象。又如，在檐口部位合理設置進氣口。這樣當關閉門窗時，新鮮空氣仍能進入室內進行自然通風。
　　
　�。�5）在住宅設計時，為了利用自然通風，進深不能太大(小于15m)，宜利用風壓組織穿堂風進行通風換氣。對于公建，由于其人流大，宜利用熱壓通風。同時其規模面積也較大，單純依靠自然通風難以完全滿足要求，此時可采用機械設備來輔助自然通風。另外，在炎熱地區，利用自然通風是達到人體熱舒適的首選策略；而寒冷地區，應在滿足室內空氣質量前提下盡量減少通風換氣次數，以減少熱損失。建筑設計還要善于利用高科技來解決通風問題，使自然通風和高科技有機結合以更好地為人們創造健康舒適的工作生活環境。
　　總之，在當前生態環保意識日益加強的趨勢下，自然通風已經成為建筑設計當中一項重要的內容，越來越受到人們的重視。自然通風在建筑設計中具有廣闊的應用前景和實用價值。自然通風是種廉價、環保、健康的通風方式，因此建筑師們應該在建筑設計中盡可能利用自然通風，降低能耗，減少污染，走符合可持續發展原則的建筑創作之路，不斷為保護好我們的自然環境做出應用的貢獻。