一、自然通風(fēng)的理論機(jī)理
1、利用熱壓實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)
空氣在受熱時(shí)變輕因而所受重力減小向上運(yùn)動(dòng)，在熱空氣向上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)冷空氣會(huì)對(duì)熱空氣移動(dòng)的空間進(jìn)行補(bǔ)充，就造成了空氣的流動(dòng)。在住宅建筑設(shè)計(jì)中也可以采用這種原理實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，當(dāng)室內(nèi)外溫度有溫差時(shí)，我們可以采用天井、煙囪、通風(fēng)塔等設(shè)施為熱空氣的上升提供通道，從而促使室內(nèi)外空氣交換活動(dòng)發(fā)生。這種利用熱壓實(shí)現(xiàn)住宅建筑自然通風(fēng)也是比較常見(jiàn)的，比方說(shuō)我國(guó)古代的徽派建筑，普遍都設(shè)有天井，其主要目的就是能夠?qū)崿F(xiàn)自然通風(fēng)。
2、熱壓和風(fēng)壓共同作用實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)
在實(shí)際的住宅建筑設(shè)計(jì)中，以上兩種自然通風(fēng)方式的使用是互相結(jié)合的，比方說(shuō)在冬季外界空氣比較寒冷的時(shí)候，住宅建筑一般會(huì)通過(guò)排風(fēng)口實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外空氣的交換，另外布局較大的住宅建筑，通常都會(huì)采用熱壓和風(fēng)壓共同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。值得注意的是，在使用風(fēng)壓和熱壓共同作用的時(shí)候，要避免風(fēng)壓和熱壓相互抵消而降低通風(fēng)效率問(wèn)題。
二、自然通風(fēng)對(duì)住宅建筑室內(nèi)環(huán)境的影響
1、自然通風(fēng)對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的影響
住宅作為提供給人居住和生活的密閉空間，人60%-90%的時(shí)間都需要在其中度過(guò)，因此住宅的空氣質(zhì)量對(duì)于人的健康有著十分重要的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析我們可以得出結(jié)論，影響室內(nèi)空氣質(zhì)量的主要因素有可吸入顆粒懸浮物、二氧化碳、甲醛、苯、揮發(fā)性有機(jī)物等，這些污染因素不但會(huì)影響室內(nèi)空氣的質(zhì)量，而且對(duì)人們的健康有很大的威脅。地球的大氣環(huán)境由于其系統(tǒng)龐大，因此對(duì)各種空氣污染物有很大的稀釋作用，采用自然通風(fēng)措施的住宅建筑，往往都會(huì)有更好的空氣質(zhì)量，這種好的空氣質(zhì)量會(huì)給我們的生活帶來(lái)健康和快樂(lè)。美國(guó)ASHRAE62-1989R標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于可接受的室內(nèi)空氣標(biāo)準(zhǔn)定義為：在空調(diào)房間內(nèi)，絕大多數(shù)人沒(méi)有對(duì)空氣品質(zhì)感到不滿，空氣中沒(méi)有已知污染物可能會(huì)對(duì)人體健康造成威脅的濃度。而自然通風(fēng)措施，正是改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的重要措施。隨著我國(guó)住宅建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，住宅建筑行業(yè)卻出現(xiàn)一些亂相，有很多得的建筑設(shè)計(jì)師只考慮到了住宅的居住屬性和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，忽視了自然通風(fēng)的作用。這就導(dǎo)致住宅投入使用時(shí)產(chǎn)生空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)從而采用機(jī)械通風(fēng)的方法，機(jī)械通風(fēng)不僅會(huì)浪費(fèi)能源，而且通風(fēng)效果往往比不上自然通風(fēng)措施。
2、自然通風(fēng)對(duì)室內(nèi)舒適度的影響
住宅舒適度包含空氣舒適度、溫度舒適度、環(huán)境舒適度幾個(gè)方面，提高空氣舒適度主要就是指提高空氣質(zhì)量，自然通風(fēng)能夠提高空氣質(zhì)量，并且增加室內(nèi)空氣中氧氣的含量從而提高人的舒適性。住宅室內(nèi)無(wú)論是制冷還是供暖，都需要有一定的冷熱源，這些冷熱源都有大小的局限性。溫差會(huì)產(chǎn)生空氣對(duì)流交換，雖然在室內(nèi)小環(huán)境里也會(huì)有一定的溫度交換，但這種交換往往是不徹底的，也就是說(shuō)住宅室內(nèi)的冷熱源都會(huì)產(chǎn)生制冷供熱的區(qū)域性，比方說(shuō)在空調(diào)二米以內(nèi)的范圍里，空氣溫度更低；在供熱設(shè)備的附近更暖和等。這種情況直接導(dǎo)致室內(nèi)的冷熱不均，不僅會(huì)降低環(huán)境的舒適度，還可能會(huì)引起感冒等問(wèn)題。如果我們采用一定的自然通風(fēng)措施，就能更好的為環(huán)境提供舒適的溫度。我們可以在使用空調(diào)或者供暖設(shè)備時(shí)利用自然通風(fēng)手段加速室內(nèi)空氣的流動(dòng)帶動(dòng)室內(nèi)冷熱空氣的交替，從而減少由于制冷設(shè)備和供熱設(shè)備的局限性產(chǎn)生的冷熱分布不均現(xiàn)象。合理的自然通風(fēng)措施不但能夠增加室內(nèi)舒適度，還能達(dá)到節(jié)約能源的目的，通過(guò)統(tǒng)計(jì)表明，在夏季通風(fēng)條件比較好的住宅小區(qū)中一般裝空調(diào)或者空調(diào)使用的頻率是很低的，也就是說(shuō)在非特殊天氣中，自然通風(fēng)完全能夠減少甚至取代空調(diào)的使用。
三、如何在住宅建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用自然通風(fēng)
1、住宅建筑的合理布局
我們?cè)趯?duì)住宅建筑進(jìn)行布局設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到周圍環(huán)境對(duì)住宅建筑的整體影響。比方說(shuō)周圍建筑會(huì)不會(huì)擋住風(fēng)向，或者建筑主體在區(qū)域建筑環(huán)境的風(fēng)動(dòng)力學(xué)中處于什么位置。只有充分考慮這些因素，確定環(huán)境建筑對(duì)住宅建筑風(fēng)力風(fēng)向的影響，才能做好建筑布局工作，為自然通風(fēng)創(chuàng)造有利條件。
2、建設(shè)朝向的選擇
由于我國(guó)冷空氣主要是從北向南移動(dòng)，因此風(fēng)一般都為南北向。為了組織好自然通風(fēng)，應(yīng)使房屋盡量靠近夏季主導(dǎo)風(fēng)向，即偏東南或南。其實(shí)從夏季減少接收太陽(yáng)輻射這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，南北向也是最合理的。
3、合理設(shè)計(jì)建筑間距
在對(duì)小區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不能為了追求高建筑密度縮小建筑間距，因?yàn)樵诮ㄖ锉筹L(fēng)面和高層建筑下部迎風(fēng)面都會(huì)形成渦流區(qū)，若另一幢房處在這個(gè)區(qū)域，則很難形成有效自然通風(fēng)。因此首先要控制房屋間距，可采用錯(cuò)列式和自由式布局做到有較好的日照和通風(fēng)。
4、房間開(kāi)口和平面布置
有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口才能組織穿堂風(fēng)。進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口錯(cuò)口一些，對(duì)流面積大些；開(kāi)口大小宜為地板面積的15-25%，進(jìn)風(fēng)口宜比出風(fēng)口大。另外在室內(nèi)布局設(shè)計(jì)時(shí)盡量在風(fēng)行進(jìn)的過(guò)程中減少阻擋墻面的設(shè)計(jì)，從而得到更好的通風(fēng)效果，另外主要用房應(yīng)該安排在迎風(fēng)面，另外還可以利用樓梯間等輔助空間增加開(kāi)口面積。
5、利用環(huán)境組織通風(fēng)
利用綠化，坡地，水景等可顯著減低房屋周圍空氣溫度，減少太陽(yáng)輻射，對(duì)周圍風(fēng)場(chǎng)也可起到導(dǎo)流和阻擋的作用。同時(shí)綠植水景還有凈化空氣的作用，對(duì)綠化、坡地、水景的使用可以使室內(nèi)與室外交換到質(zhì)量更好的空氣，從而增加人居住其中的舒適度。
綜上所述，在住宅建筑設(shè)計(jì)中對(duì)自然通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，自然通風(fēng)不但能夠起到改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，平衡室內(nèi)溫度的作用，還能進(jìn)一步減少制冷、供熱設(shè)備的能耗。在綠色住宅概念越來(lái)越深入人心的今天，住宅建筑中關(guān)于自然風(fēng)的應(yīng)用和設(shè)計(jì)變得越來(lái)越重要，我們?cè)谠O(shè)計(jì)住宅建筑時(shí)一定要綜合住宅建筑的周圍環(huán)境、氣候等因素，做好對(duì)住宅建筑設(shè)計(jì)中自然通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用。
