摘要：簡述了用空調系統來代替自然通風的代價，分析了自然通風的原理和作用，從單側通風、穿堂風、煙囪效應與反
煙囪效應等方面，研究了自然通風的主要途徑和設計方法，以使其成為被動式、低能耗建筑物整體方案中的一
部分。
關鍵詞：自然通風，低能耗，建筑設計
中圖分類號~TU834．3 文獻標識碼：A
近年來，環境的惡化和工業化革命后新技術的發展，使
人們對人類發展與環境關系的反思，保護生態愈來愈成為時代的
主題之一。就我國目前的國力而言，普遍采用建造生態
建筑是不現實的，可以從某些基本功能人手，使用適宜技術，在經
濟、功能和環境之間找到平衡點，將建筑設計得既符合可持續發
展的要求，又符合我國現階段的國情國力?，F在建筑師和業主都
意識到用空調系統來代替自然通風所付出的巨大代價。
1)昂貴的空調系統安裝費用和運行費用；2)由于使用空調而
增加的co2排放量；3)氟利昂(CF℃)排放量的增加。
于是，如何減少空調系統的使用，通過建筑設計優化通風策
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 自然通風的原理和作用
1．1 自然通風的原理
自然通風的動力是風和溫度。冷空氣比熱空氣密度大，結果
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。氣流通常從正壓區流向負壓區，氣流在流動途中
如遇到障礙物則會引起氣流的聚集，從而在迎風側形成氣流正壓
區。同樣在背風側形成負壓區，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。
作用在建筑上的風壓大小取決于風向、風速和建筑物的形
狀。室內外的溫度不同會引起空氣密度的差異，產生壓力差。因
此，對于每一個建筑洞I=1來說，風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 自然通風的作用
1)提供新鮮空氣?？照{造成的“恒溫環境”使人體抵抗力下
降，引發各種“空調病”。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
人體汗液的蒸發速度。在25℃ ～35℃之間，空氣的對流降溫是
人體調節舒適度的重要途徑。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相對溫度較高的空氣，使建筑物
降溫，以減輕白天的冷負荷。
2 自然通風的主要途徑和設計方法
2．1 單側通風
單側通風的開I=1在房間的同一側，另一側是關閉的門，它是
自然通風中的一種形式，局限于房間的通風。空氣的交換
是通過風的湍流、外部的洞口和外部氣流的相互作用來完成的。
因此，單側式局部通風的驅動力甚小，而且變化大。
2．2 穿堂風
3 管網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對管內水質的影響，減輕管道內
壁的腐蝕，應盡量采取一些措施：1)新管線投產和舊管線檢修或
換管后的沖洗、消毒制度。2)管內“死水區”和管線終端等部位的
定期放水，沖洗制度。3)管內定期進行清管、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
宅的老管還應進行全面檢查和規劃更新改造工作。更新時應采
用新產品、高質量的管材。6)為確保居住區居民用水水質要求，
如果二次污染細菌等指標問題較嚴重，小區加壓站應采用二次消
毒措施。
參考文獻：
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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，河北工程大學建筑學院，河北邯鄲056038
白梅(1969一)，女，副教授，河北工程大學建筑學院，河北邯鄲056038
王首-(1980一)，男，助教，河北工程大學建筑學院，河北邯鄲056038
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2第 03 03 7卷年第13 21期月 席暉等：低能耗建筑設計中的自然通風 ·199 ·
2．2．1 原理
當空氣從房間一側開口進入，從另一側開口流出時形成穿堂
風。穿堂風取決于建筑相對面開口是否充分打開。進氣窗和出
氣窗之間的風壓差大，房屋內部空氣流動阻力小，才能保證通風
流暢。房屋在通風方向的進深不能太大，一般有效進深大約
為層高的5倍。此時驅動力主要是風壓，但只要在進風口和出風
口間有明顯的高差，熱壓也有較明顯的作用。大進深建筑的通風
效果受內部隔斷和障礙物的影響，阻礙氣流的運動。
2．2．2 設計方法
1)總體規劃中的通風設計。
間距與通風的關系如下：
為使建筑群每一幢房屋都能較好地獲得自然通風，建筑物宜
與主導風向呈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、屋頂坡度都對風向和漩渦風的產生及正負風
壓值的大小有著直接的影響。建筑物越長、越高，進深越小，其背
風面產生的渦流區越大，流場越紊亂，對減少風速、風壓有利。建
筑的迎風面產生正壓，側面產生負壓，背面產生渦流，有氣壓差存
在就會產生空氣流動，根據地區的主導風向設計合理的間距，為
建筑組織良好的自然通風提供了可行性。
2)開口的設計。自然通風通過建筑物的開口流入或者流出，
則建筑物開口的優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計，直接影響著建筑物內部的空氣流動
以及通風效果。
a．開口的大小存在一個優化組合的問題。房間開口尺寸的
大小，直接影響著風速和進氣量，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。根據測定，當開口寬
度為開間寬度的1／3～2／3，開口面積為地板面積的15％～20％
時，通風佳。b．開口的開啟方式應靈活。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來，這樣就會因該空
間內的熱量的分層作用給室內空氣流動提供動力。氣流的方向
可以通過對中懸窗、豎轉窗及平開窗窗扇角度的改變來調節。C．
開口的相對位置也會直接影響氣流路線。建議將進風口設置于
地面上方1 m～2 m處，可以確保氣流經過使用者頭部區域。
還可以通過固定在墻體上的構件或窗戶上的百葉來控制氣
流的強度和流場分布。
2．3 煙囪效應與反煙囪效應
2．3．1 原理
煙囪效應與反煙囪效應的實質是熱壓產生的通風。煙囪效
應是煙囪內的空氣被加熱，溫度高于外界溫度，用室外的冷空氣
代替原來的熱空氣。而反煙囪效應是從室外吸入熱空氣，與煙囪
內的冷空氣交換，通常應用在炎熱地區無風的早晨。
煙囪越高，頂部與底部之間的溫度、壓力差越大，頂部通風口
周圍的空氣速度就越大，這就增大了煙囪內空氣的流動速度。
2．3．2 設計方法
1)拔風煙囪。主要功能是為了通風，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，則可以把入風口放置在遠離噪聲和污染源的地方，
而把煙囪放置在靠近街道側。太陽煙囪是吸收太陽的熱來增強
熱壓。通常使太陽煙囪外表面(結合玻璃成分)位于建筑向陽面，
這樣易于得到太陽輻射產生自然對流，使空氣從建筑內流人煙囪
底部，而由煙囪頂部排出，外界空氣進入建筑中替換滯留的空氣。
為了用風壓來加強煙囪效應，煙囪的出口應位于負壓區，這樣可
以避免產生倒灌氣流。
2)雙層圍護結構。對于高層建筑，直接開窗通風容易造成紊
流，不易控制，可以利用兩層玻璃作為圍護結構，玻璃之間留有一
定寬度的通風道并配有可調節的百葉。冬季，雙層玻璃之間形成
陽光溫室，增加了建筑內表面的溫度，有利于節約采暖。夏季，中
午利用煙囪效應對通風道進行通風，使玻璃之間的熱空氣不斷被
排走，達到降溫的目的；早晨利用反煙囪效應，使室內獲得舒適的
空氣流動。
2．4 其他設計方法 ，
2．4．1 太陽能的應用
被動式太陽能技術與建筑通風是密不可分的，它的原理類似
于機械輔助式自然通風。冬季利用機械裝置將位于屋頂太陽能
集熱器中的熱空氣引至地板處，并通過氣孔進入室內，利用熱壓
原理在房間內的循環，實現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，達到夜間通風降溫的目的。
2．4．2 地冷的應用
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路吸取來自外部或內部花園的空氣使它穿
過深埋的水井，或者只是穿過地表，則來自環路的空氣至少比周
圍的空氣低5℃。
3 結語
與其他相對復雜、昂貴的技術相比，自然通風是當今生態建
筑所普遍采取的比較容易接受而且廉價的技術措施，它具有節
能、清潔的優點，體現了可持續發展的理念。但是自然通風的實
現受到多種因素的影響，而且自然通風系統只是建筑設計中的一
部分，單靠它很難達到舒適的目的，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
達到減少能耗的目的。
參考文獻：
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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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