摘要：簡述了用空調(diào)系統(tǒng)來代替自然通風(fēng)的代價，分析了自然通風(fēng)的原理和作用，從單側(cè)通風(fēng)、穿堂風(fēng)、煙囪效應(yīng)與反
煙囪效應(yīng)等方面，研究了自然通風(fēng)的主要途徑和設(shè)計方法，以使其成為被動式、低能耗建筑物整體方案中的一
部分。
關(guān)鍵詞：自然通風(fēng)，低能耗，建筑設(shè)計
中圖分類號~TU834．3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
近年來，環(huán)境的惡化和工業(yè)化革命后新技術(shù)的發(fā)展，使
人們對人類發(fā)展與環(huán)境關(guān)系的反思，保護(hù)生態(tài)愈來愈成為時代的
主題之一。就我國目前的國力而言，普遍采用建造生態(tài)
建筑是不現(xiàn)實的，可以從某些基本功能人手，使用適宜技術(shù)，在經(jīng)
濟(jì)、功能和環(huán)境之間找到平衡點，將建筑設(shè)計得既符合可持續(xù)發(fā)
展的要求，又符合我國現(xiàn)階段的國情國力?，F(xiàn)在建筑師和業(yè)主都
意識到用空調(diào)系統(tǒng)來代替自然通風(fēng)所付出的巨大代價。
1)昂貴的空調(diào)系統(tǒng)安裝費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用；2)由于使用空調(diào)而
增加的co2排放量；3)氟利昂(CF℃)排放量的增加。
于是，如何減少空調(diào)系統(tǒng)的使用，通過建筑設(shè)計優(yōu)化通風(fēng)策
略，從而減小能耗，降低污染，成為人們研究的主要課題之一。
1 自然通風(fēng)的原理和作用
1．1 自然通風(fēng)的原理
自然通風(fēng)的動力是風(fēng)和溫度。冷空氣比熱空氣密度大，結(jié)果
冷空氣較重，向凹地下沉；熱空氣較輕，向上升騰。另外，氣流也
受壓差的影響。氣流通常從正壓區(qū)流向負(fù)壓區(qū)，氣流在流動途中
如遇到障礙物則會引起氣流的聚集，從而在迎風(fēng)側(cè)形成氣流正壓
區(qū)。同樣在背風(fēng)側(cè)形成負(fù)壓區(qū)，此時氣流的速度和方向取決于障
礙物的形狀及壓差的大小。隨著氣流截面積的減小，空氣速度則
會增大，反之亦然。
作用在建筑上的風(fēng)壓大小取決于風(fēng)向、風(fēng)速和建筑物的形
狀。室內(nèi)外的溫度不同會引起空氣密度的差異，產(chǎn)生壓力差。因
此，對于每一個建筑洞I=1來說，風(fēng)壓和熱壓的作用是不能直接疊
加的，常常被各種不同的氣流阻力相平衡。
1．2 自然通風(fēng)的作用
1)提供新鮮空氣?？照{(diào)造成的“恒溫環(huán)境”使人體抵抗力下
降，引發(fā)各種“空調(diào)病”。建筑物中需要新鮮空氣來提供充足的氧
氣，沖淡氣味，尤其是稀釋新陳代謝產(chǎn)生的CO ，有利于人的生理
和心理健康。2)生理降溫。通過空氣的流動，可以提高建筑物中
人體汗液的蒸發(fā)速度。在25℃ ～35℃之間，空氣的對流降溫是
人體調(diào)節(jié)舒適度的重要途徑。3)建筑物的夜間降溫。夜晚，用室
外相對溫度較低的空氣替換室內(nèi)相對溫度較高的空氣，使建筑物
降溫，以減輕白天的冷負(fù)荷。
2 自然通風(fēng)的主要途徑和設(shè)計方法
2．1 單側(cè)通風(fēng)
單側(cè)通風(fēng)的開I=1在房間的同一側(cè)，另一側(cè)是關(guān)閉的門，它是
自然通風(fēng)中的一種形式，局限于房間的通風(fēng)。空氣的交換
是通過風(fēng)的湍流、外部的洞口和外部氣流的相互作用來完成的。
因此，單側(cè)式局部通風(fēng)的驅(qū)動力甚小，而且變化大。
2．2 穿堂風(fēng)
3 管網(wǎng)管理工作中宜采取的措施和制度
為了減小由于管材選擇不當(dāng)對管內(nèi)水質(zhì)的影響，減輕管道內(nèi)
壁的腐蝕，應(yīng)盡量采取一些措施：1)新管線投產(chǎn)和舊管線檢修或
換管后的沖洗、消毒制度。2)管內(nèi)“死水區(qū)”和管線終端等部位的
定期放水，沖洗制度。3)管內(nèi)定期進(jìn)行清管、刮管、除垢和襯涂的
工作制度。4)管線全面尋查和管道檢漏及修理工作。5)對老住
宅的老管還應(yīng)進(jìn)行全面檢查和規(guī)劃更新改造工作。更新時應(yīng)采
用新產(chǎn)品、高質(zhì)量的管材。6)為確保居住區(qū)居民用水水質(zhì)要求，
如果二次污染細(xì)菌等指標(biāo)問題較嚴(yán)重，小區(qū)加壓站應(yīng)采用二次消
毒措施。
參考文獻(xiàn)：
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Selection of the drainage tube material and its influences on water quality inside the tube
YU W ei-rong
Abstract：This paper introduces the present condition of drainage tube materials，analyzes the influences of tube materials on the water quality
ir商de the tube，points out that one of the main factors causes the change of water quality of tube network is the incrustation inside the tube，
ａnd prop0ses the countermeasures should be adopted in pipe network management，in order tO reduce the influences of tube materials on the
water quality inside the tube and increases water quality of water supply．
Key words：tube ma terial，water quality，influential factor
收稿日期：2007—06—04
作者簡介：席暉(1980一)，女，助教，河北工程大學(xué)建筑學(xué)院，河北邯鄲056038
白梅(1969一)，女，副教授，河北工程大學(xué)建筑學(xué)院，河北邯鄲056038
王首-(1980一)，男，助教，河北工程大學(xué)建筑學(xué)院，河北邯鄲056038
維普資訊
2第 03 03 7卷年第13 21期月 席暉等：低能耗建筑設(shè)計中的自然通風(fēng) ·199 ·
2．2．1 原理
當(dāng)空氣從房間一側(cè)開口進(jìn)入，從另一側(cè)開口流出時形成穿堂
風(fēng)。穿堂風(fēng)取決于建筑相對面開口是否充分打開。進(jìn)氣窗和出
氣窗之間的風(fēng)壓差大，房屋內(nèi)部空氣流動阻力小，才能保證通風(fēng)
流暢。房屋在通風(fēng)方向的進(jìn)深不能太大，一般有效進(jìn)深大約
為層高的5倍。此時驅(qū)動力主要是風(fēng)壓，但只要在進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)
口間有明顯的高差，熱壓也有較明顯的作用。大進(jìn)深建筑的通風(fēng)
效果受內(nèi)部隔斷和障礙物的影響，阻礙氣流的運(yùn)動。
2．2．2 設(shè)計方法
1)總體規(guī)劃中的通風(fēng)設(shè)計。
間距與通風(fēng)的關(guān)系如下：
為使建筑群每一幢房屋都能較好地獲得自然通風(fēng)，建筑物宜
與主導(dǎo)風(fēng)向呈30?！?5。角，并采用前后錯列、斜列、前低后高、前
疏后密等布局措施，使整個建筑群都受益。
建筑物的間距、屋頂坡度都對風(fēng)向和漩渦風(fēng)的產(chǎn)生及正負(fù)風(fēng)
壓值的大小有著直接的影響。建筑物越長、越高，進(jìn)深越小，其背
風(fēng)面產(chǎn)生的渦流區(qū)越大，流場越紊亂，對減少風(fēng)速、風(fēng)壓有利。建
筑的迎風(fēng)面產(chǎn)生正壓，側(cè)面產(chǎn)生負(fù)壓，背面產(chǎn)生渦流，有氣壓差存
在就會產(chǎn)生空氣流動，根據(jù)地區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向設(shè)計合理的間距，為
建筑組織良好的自然通風(fēng)提供了可行性。
2)開口的設(shè)計。自然通風(fēng)通過建筑物的開口流入或者流出，
則建筑物開口的優(yōu)化配置以及開口的尺寸、窗戶的形式和開啟方
式，窗墻面積比等的合理設(shè)計，直接影響著建筑物內(nèi)部的空氣流動
以及通風(fēng)效果。
a．開口的大小存在一個優(yōu)化組合的問題。房間開口尺寸的
大小，直接影響著風(fēng)速和進(jìn)氣量，開口大，則氣流場較大?？s小開
口面積，流速雖然相對增加，但氣流場縮小。根據(jù)測定，當(dāng)開口寬
度為開間寬度的1／3～2／3，開口面積為地板面積的15％～20％
時，通風(fēng)佳。b．開口的開啟方式應(yīng)靈活。在氣流穿過一個
空間時要提供盡可能多的靈活性，特別要確保熱空氣在房間頂部
時可以放出去，又能把新鮮空氣從底部引進(jìn)來，這樣就會因該空
間內(nèi)的熱量的分層作用給室內(nèi)空氣流動提供動力。氣流的方向
可以通過對中懸窗、豎轉(zhuǎn)窗及平開窗窗扇角度的改變來調(diào)節(jié)。C．
開口的相對位置也會直接影響氣流路線。建議將進(jìn)風(fēng)口設(shè)置于
地面上方1 m～2 m處，可以確保氣流經(jīng)過使用者頭部區(qū)域。
還可以通過固定在墻體上的構(gòu)件或窗戶上的百葉來控制氣
流的強(qiáng)度和流場分布。
2．3 煙囪效應(yīng)與反煙囪效應(yīng)
2．3．1 原理
煙囪效應(yīng)與反煙囪效應(yīng)的實質(zhì)是熱壓產(chǎn)生的通風(fēng)。煙囪效
應(yīng)是煙囪內(nèi)的空氣被加熱，溫度高于外界溫度，用室外的冷空氣
代替原來的熱空氣。而反煙囪效應(yīng)是從室外吸入熱空氣，與煙囪
內(nèi)的冷空氣交換，通常應(yīng)用在炎熱地區(qū)無風(fēng)的早晨。
煙囪越高，頂部與底部之間的溫度、壓力差越大，頂部通風(fēng)口
周圍的空氣速度就越大，這就增大了煙囪內(nèi)空氣的流動速度。
2．3．2 設(shè)計方法
1)拔風(fēng)煙囪。主要功能是為了通風(fēng)，尺寸大小僅為了迎合壓
降的需要。煙囪可以作為采光井、太陽吸收器等。煙囪可以是一
個單獨(dú)的煙囪，也可以是圍繞建筑的幾個小煙囪。如果建筑朝向
繁華的街道，則可以把入風(fēng)口放置在遠(yuǎn)離噪聲和污染源的地方，
而把煙囪放置在靠近街道側(cè)。太陽煙囪是吸收太陽的熱來增強(qiáng)
熱壓。通常使太陽煙囪外表面(結(jié)合玻璃成分)位于建筑向陽面，
這樣易于得到太陽輻射產(chǎn)生自然對流，使空氣從建筑內(nèi)流人煙囪
底部，而由煙囪頂部排出，外界空氣進(jìn)入建筑中替換滯留的空氣。
為了用風(fēng)壓來加強(qiáng)煙囪效應(yīng)，煙囪的出口應(yīng)位于負(fù)壓區(qū)，這樣可
以避免產(chǎn)生倒灌氣流。
2)雙層圍護(hù)結(jié)構(gòu)。對于高層建筑，直接開窗通風(fēng)容易造成紊
流，不易控制，可以利用兩層玻璃作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，玻璃之間留有一
定寬度的通風(fēng)道并配有可調(diào)節(jié)的百葉。冬季，雙層玻璃之間形成
陽光溫室，增加了建筑內(nèi)表面的溫度，有利于節(jié)約采暖。夏季，中
午利用煙囪效應(yīng)對通風(fēng)道進(jìn)行通風(fēng)，使玻璃之間的熱空氣不斷被
排走，達(dá)到降溫的目的；早晨利用反煙囪效應(yīng)，使室內(nèi)獲得舒適的
空氣流動。
2．4 其他設(shè)計方法 ，
2．4．1 太陽能的應(yīng)用
被動式太陽能技術(shù)與建筑通風(fēng)是密不可分的，它的原理類似
于機(jī)械輔助式自然通風(fēng)。冬季利用機(jī)械裝置將位于屋頂太陽能
集熱器中的熱空氣引至地板處，并通過氣孔進(jìn)入室內(nèi)，利用熱壓
原理在房間內(nèi)的循環(huán)，實現(xiàn)利用太陽能采暖的目的。夏季夜晚利
用天空輻射使太陽能集熱器迅速冷卻，并將集熱氣中的冷空氣吸
入室內(nèi)，達(dá)到夜間通風(fēng)降溫的目的。
2．4．2 地冷的應(yīng)用
從地表每下降1 m，土壤的溫度就會下降1℃左右。因此，如
果不能在建筑物中修建深的地下室，還可以使空氣在穿過地下的
粘土管中得到降溫。直徑為300 mm-600 mm，埋深為3 m～10 m
的粘土管形成一個環(huán)路吸取來自外部或內(nèi)部花園的空氣使它穿
過深埋的水井，或者只是穿過地表，則來自環(huán)路的空氣至少比周
圍的空氣低5℃。
3 結(jié)語
與其他相對復(fù)雜、昂貴的技術(shù)相比，自然通風(fēng)是當(dāng)今生態(tài)建
筑所普遍采取的比較容易接受而且廉價的技術(shù)措施，它具有節(jié)
能、清潔的優(yōu)點，體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的理念。但是自然通風(fēng)的實
現(xiàn)受到多種因素的影響，而且自然通風(fēng)系統(tǒng)只是建筑設(shè)計中的一
部分，單靠它很難達(dá)到舒適的目的，它只是營造被動式、低能耗建
筑整體方案中的一部分，加上良好的保溫隔熱、采光、遮陽等才能
達(dá)到減少能耗的目的。
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(4)：66—67．
Natural ventilation in low energy architecture design
XIHui BAIMei WANG Shou-yi
Abstract：The cost of the replacement of natural ventilation by air conditioning system is briefly discussed
． The actions as well aS principleS 0f
natural ventilation are analyzed ．From one-sided ventilation，cross ventilation，chimneys domino effect and other aspects major measuI、es and
design methods of natural ventilation are studied ，in order to make natural ventilation design become one sin qua non part of pasive low energy
architecture．
Key words：natural ventilation，low energy，architecture design
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