摘要：本文首先介绍了自然通风的原理，然后论述了自然通风的影响因素，最后探讨了自然通风在综合体建筑节能设计中的应用。
关键词：综合体建筑，节能设计，自然通风
一、自然通风的原理分析
我们平时说建筑的自然通风，实际上是经过物体设置的门窗，此时会有空气随着门窗等进入室内，并且流通，就会形成气流。它会受到建筑物外表面的压力以及门窗开口的特点影响。压力分布是动力，而各开口的特点则决定了流动阻力。对自然通风来说，建筑中的空气运动主要有两个要素，风压以及室内外空气密度差。两者可以独立对空气产生作用，也可结合到一起产生作用。在具体的建筑里，很多时候都是上述两者融合到一起作用的，只不过两者有大有小而已。因为气候以及风向和建筑的状态等等都会影响到风压，上述两者的结合并非是单纯意义上的组合，所以，设计者要深入的分析其中的要素，确保两者能够呈现出互相补充的作用，确保自然通风效果合理、有效。
二、自然通风的影响因素
1 室外气象、环境因素
室外气象参数随着季节、天气的变化而变化，这种室外气象参数的不稳定性导致了自然通风效果变得不稳定的计算表明，室外风速对室内自然通风的影响最大，当室外风速增加0.2m/s 时，相当于温差2.6℃的效果则表明受季节、室外风向、风速和气候的影响，自然通风的风量、风速、温湿度是不稳定的，必要时应设机械通风和空调系统起保障作用。
2 建筑结构形式
自然通风的形成与建筑设计如建筑物的造型、朝向、围护结构保温情况，外墙外窗的遮阳情况，建筑空间的通风换气等密切联系。长期以来建筑设计怎样来促进建筑物的自然通风和降低室温一直是研究讨论的话题。首先，建筑物四周的风压分布，与该建筑物的几何形状如女儿墙、挑檐、屋顶坡度等有关，同时周边建筑、植被也会改变室外的风向或风速[3]；其次，热压与建筑物的开口位置及室内外温差有关。合理的建筑结构设计可以有效的组织通风，保持室内温度，改善室内空气品质。将通风器设计安装在屋顶，同时也是最热的地方，并在各层设置了通风格栅，形成了良好的烟囱效应，为增加自然通风的余压值创造了条件。
3 室内气流组织
建筑中自然通风的效果，很大程度上依赖于建筑室内的气流组织，气流组织的好坏直接影响着建筑物能耗、室内空气品质和室内热环境。在建筑设计时，住宅的朝向及内部构造应有利于自然通风，要做到起居室、卧室都能进行自然通风，不留死角，保证气流拐弯少、阻力小，流动通畅，最好形成穿堂风。总之，现代建筑的自然通风应该是有组织、有控制的自然通风。
三、自然通风在综合体建筑节能设计中的应用
1 综合体建筑平面总体规划
现代建筑多以建筑群或建筑区域设计，为使建筑群每一幢房屋都能较好的获得自然通风，建筑物宜与主导风向成30°-45°角，并采用前后错列、斜列、前低后高，前疏后密等布局措施，使整个建筑群都受益。
2 开口的设计
自然通风通过建筑物的开口流入或者流出，则建筑物开口的优化配置以及开口的尺寸、窗户的型式和开启方式，窗墙面积比等的合理设计，直接影响着建筑物内部的空气流动以及通风效果。首先，开口的大小存在一个优化组合的问题。图1 表明，房间开口尺寸的大小，直接影响着风速和进气量，开口大，则气流场较大，缩小开口面积，流速虽然相对增加，但气流场缩小。（图中数字表示该处风速与室外风速的百分比）。根据测定，当开口宽度为开间宽度的1/3-2/3，开口面积为地板面积的15%-20%时，通风效率最佳。此外，开口的相对位置，不论是平面位置（图2a），还是剖面位置（图2b），都会直接影响气流路线。
3 中庭的应用
建筑中庭最早起源于庭院天井，利用在天井内产生的烟囱效应实现通风降温。在炎热的季节，当中庭上部受到太阳辐射热后，里边的空气被加热引起一个向上的气流，由于上下温差大，空气的流动效果很好，大大改善了室内的气候环境。现代建筑中，通常在屋顶下方的蓄热区利用自动控制的天窗自然通风或者机械通风消除余热等多种控制方式，以避免过大的垂直温差。欧洲最高的德国法兰克福商业银行大楼（52层、300m 高） 就成功地运用了中庭自然通风技术，成为绿色超高层建筑的典范。加拿大约克大学计算机学院设计出在温和的季节里，通过可打开的窗户，中庭空间及屋顶上的热烟囱，利用风感器控制中庭天窗的开闭，使建筑所有空间可做到100%的自然通风[8]。
4 双层维护结构的应用
此结构是当今综合体建筑中普遍采用的一项先进技术。对于综合体建筑，直接开窗通风容易造成紊流，不易控制。双层维护结构利用双层玻璃之间一定宽度的通风道并配有可调节的百叶，对通风道进行通风，使玻璃之间的热空气不断被排走，达到降温的目的。目前利用热通道幕墙进行自然通风有两种形式：一种是建筑物全自然通风，另一种是建筑物自然通风。
5 自然通风的3 种方式及比较
（1）穿越式通风：室外空气从房屋一侧窗流入，另一侧窗流出。显然进气窗和出气窗之间的风压差越大，房屋内部空气流动阻力越小，通风越流畅。此时房屋在通风方向的进深不能太大，否则就会通风不畅。
（2）“烟囱效应”通风。主要依靠密度差异使室外冷空气从高度低的窗进入室内，室内的暖空气则从高位窗排出。通常用烟囱或天井来产生足够的浮力，促进通风。
（3）单侧局部式通风。这种方式仅限于房间的通风。此时，空气的流动是由于房间内的浮力效应，微小的风压差和湍流引起的。因此，单侧局部通风的驱动力较小，而且变化大。
四、自然通风研究技术的发展
由于不同季节、不同地区的室外风向和室外温度、日照等都是在不断变化的，传统的自然通风系统可控性不好，不能保证室内气候的稳定性，而现代技术的应用为自然通风的实现提供了保障。主要表现在：（1）计算机模拟技术提供了预测自然通风在不同的气候条件、不同通风需求时的性能的可靠性。（2）相似理论下的模型试验为数值模拟提供了可靠的验证。（3）自然通风构件运行的自动控制保证了自然通风效果的监测和控制，促进了室内环境的稳定性。
五、结语
自然通风已经成为综合体建筑中的一项重要内容，越来越受到建筑师和居住者的重视。它是一种具有很大潜力的通风方式，它具有节能、改善室内热舒适性和提高室内空气品质的优点，但也受室外气候、建筑周围环境及建筑内部布局等因素的强烈影响，故其设计和控制都很复杂。自然通风如何能正常地、成功地应用到城市或郊区的各类建筑中还需要做大量的研究工作。随着科学技术的发展，我们有理由相信，自然通风这种廉价、舒适、健康的通风方式会在综合体建筑中得到广泛的应用，是可持续发展必须采用的一种节能方式。
参考文献：
[1]王鹏，谭刚.生态建筑中的自然通风.世界建筑.2000，4.
[2]彭荣，李新源.自然通风新技术应用效果.建筑热能通风空调.1999，2.
[3]荣国华.住宅的空气品质与全面通风.通风除尘.1998，2.
[4]涂逢祥.建筑节能.中国建筑工业出版社，2001.
[5]宋德萱.建筑环境控制学.东南大学出版社，2003.
[6]魏学孟.民用建筑管道式自然通风.暖通空调.2004，8.
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