采用自然通風對建筑節能的作用分析

趙眾　李建福　石平平

摘 要：我國目前建筑耗能約占總耗能的28.7%，其中通風耗能又是其中的主要部分自然通風是一種重要的節能方式，如何采用自然通風更是一個設計師應該考慮的重點。本文以云南某活動中心為例，對自然通風對建筑節能的作用進行分析，為此后同類型的建筑提供一些參考經驗。

關鍵詞：建筑耗能;自然通風;分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.061

0 引言

合理利用能源、降低能耗被列為經濟發展的重大課題。節能工作是一種特定形式的“能源開發”，是解決能源供應緊張、保護能源資源、保護環境的有效途徑[1]。采用自然通風，改善建筑物內的空氣質量，減少空調的使用，可以降低能耗，達到節能目的，對建筑節能及營造綠色健康的居住環境貢獻潛力巨大[2]。因而在當今空調技術和機械通風普遍運用之下，我們更加應該注重自然通風研究。

1 項目概況

該項目地處昆明，日照長、霜期短、年平均氣溫15℃，年均日照2200小時左右，無霜期240天以上。氣候溫和，夏無酷暑，冬無嚴寒，四季如春，氣候宜人，年降水量1450mm。項目設計為兩棟多層新建建筑，總建筑面積37757.00m?，地上建筑面積28121.00m?，地下建筑面積9636.00m?，建筑占地面積9641.00m?。

2 采用自然通風對建筑節能的作用分析

中國建筑氣候分為嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區和溫和地區五種建筑熱工分區。楊娟等[3]分別選取了哈爾濱、北京、上海、廣州和昆明為代表城市，對5種不同熱工城市進行自然通風潛力進行研究，得出溫和地區和夏熱冬冷地區依靠自然通風在降溫和改善室內空氣質量上潛力巨大。本工程所在地夏無酷熱、冬無嚴寒屬于溫和地區，所以適合采用自然通風，減少空調和排風扇等的應用，達到節能減排的目的。

2.1 自然通風方法及選擇

自然通風具有健康通風、熱舒適通風、降溫通風3種功能，主要方式包括穿堂風、單側通風、中庭風及井通風[4]。

從工作原理來說實現自然通風的最基本動力是熱壓和風壓，因此，可將自然通風分為風壓自然通風法、熱壓自然通風法、風壓與熱壓自然通風法;從通風方式角度來說，又可以把自然通風方法分為機械輔助式通風法、純自然通風法。各方法的原理簡介如下：

風壓自然通風法：室外氣流遇到建筑物阻擋時，在迎風面和背風面形成不同的壓力，利用壓力差形成室內空氣的流通。風垂直吹向建筑物正立面時，會在建筑物的迎風面產生最大正壓力，在屋角和屋脊處產生最大負壓，此時可大大增加房間的通風量和風速。

熱壓自然通風法：溫度高的地方空氣密度低，利用室內外溫差造成的空氣密度差形成熱壓差，強化通風作用，煙囪效應和漏斗效應均能實現熱壓通風。

風壓與熱壓自然通風法：建筑物同時采用風壓通風以及熱壓通風來實現自然通風的方式，兩種自然通風方式的結合是當前自然通風建筑設計的最佳選擇。但熱壓自然通風方式實現比較簡單，而風壓自然通風方式則存在不確定因素，在設計過程中，我們需要結合二者綜合考慮，以形成相互增強的通風效果，而不是相互削弱。

機械輔助式通風法：需要在一些機械的輔助下進行通風，一般用在較長的大型公共基礎建筑中，例如長隧洞等。

2.2 自然通風方法的具體運用分析

對于主要采用自然通風的建筑，在設計中還應對以下三個因素進行分析。

2.2.1 合理規劃朝向

風向能直接決定建筑物自然通風的效果，為此建筑物的朝向需和當地的風速配合。在風垂直吹向建筑物時能獲得最佳的自然通風效果。此外由于夏季更加需要自然通風來獲得降低室內溫度，改善室內空氣質量，所以在設計過程中，因盡量是建筑物的主立面面向夏季的風向。

2.2.2 合理的樓間距規劃

樓間距過小時，樓與樓之間會相互遮擋，不僅風壓會變小，日照也會減少，這樣夏季會導致風壓不夠，自然通風的有效性受到影響，而冬季則由于日照不足，導致室內溫度較低，則達不到節能減排的效果。此外，樓間距增大，山墻的間接也隨之增大，建筑和山墻之間形成的射流也可以改善建筑物的風壓。

2.2.3 建筑外墻開口

建筑物外墻開口的位置和結構可以影響自然通風，進口位置和出口位置的結合可以有效改善自然通風的路徑。進出口位置的高差可以改善室內氣流的方向，使在風力較弱的情況下獲得較好的自然通風效果。此外，自然進風口處不能有明顯的空氣污染問題，以免導致室內空氣污染。

本工程除柴油發電機房長期聚集大量余熱按工藝要求設置機械排風系統;變配電房設置平時通風兼氣體滅火后的通風系統;地下車庫、非機動車庫設置機械通風系統;公共衛生間、淋浴間、無外窗衛生間、廚房及泵房分別設置機械排風系統之外，其余房間均采用了自然通風設計，可開啟外窗有效面積大于房間建筑面積的2%。此外排煙系統管道與平時排風系統風管合用，以合理精簡系統規模、節約初投資、便于控制。

3 結論

自然通風具有安全、清潔、節能等特點，在全球不斷推進節能減排的背景之下，設計人員應該將自然條件與技術相結合，提高設計理念，適用更加節能的通風方式。云南地處夏無酷熱、冬無嚴寒的溫和地區，更應該多對本地的建筑實物進行總結，以找出更加適合云南地區的自然通風方案，使今后的建筑即能滿足綠色節能，又能滿足人的舒適性。

參考文獻：

[1]郭偉，陳曦.中國建筑節能技術標準體系現狀研究[J].建筑節能，2013，41（09）：61-65.

[2]張玲玲，王春和.室內通風氣流組織模擬及評價—以某辦公建筑為例[J].節能，2019（05）：1-3.

[3]楊娟，田真.不同氣候區自然通風潛力分析[J].住宅與房地產，2018（34）：241.

[4]甘陽陽，李志生.室內自然通風降溫效果研究綜述[J].智能建筑與智慧城市，2019（04）：51-52.

作者簡介：趙眾（1992-），女，白族，云南人，研究生，學士，研究方向：建筑設計。