有关房屋建筑的通风散热设计探讨

随着科学技术的发展以及人们对家居生活质量要求的提高，建筑通风技术已然成为当今建筑界的热门话题。很多人习惯一早起来就打开窗户，就是在进行通风换气，这对室内空气的流动和人体健康都有很大益处。我们都希望呼吸到新鲜的空气，而闷在屋子里空气得不到更新流通，所以时间久了我们就会觉得压抑胸闷。因此，建筑的通风散热对人们的生产生活十分重要。建筑通风的设计应在自然通风的基础上进行，即对风压通风和热压通风的原理进行分析。自然通风是一种非常节能的通风方式，具有节能，舒适，环保三大优点。它的原理是利用建筑物内外不同的气压差，而使空气流动于建筑物之内。自然通风通过利用气压差、热压差以及建筑结构特点来实现。通过对自然通风散热机理、作用和意义的了解，并对当下热门的式辅助通风和结构通风技术的剖析，为今后建筑通风技术设计打下良好基础。

一、自然通风散热技术的原理与实例

1.1、自然通风散热技术的原理

众所周知，冷热空气由于密度差异，冷空气较重而向下沉；热空气较轻而上升。气流的流动路线是从高压区流向低压区，如果中途遇到障碍物则形成气流聚集区，使迎风侧形成正压区，背风侧则形成负压区。气流受压力差异的影响便会流动。而且此时，气流的方向和速度受障碍物的形状和气压差大小的直接影响。我们给建筑物进行通风散热当然希望通过自然风自动流动，带走陈旧空气带来新鲜空气，从而达到通风的目的。

1.2、对比自然通风散热技术的实例

自然通风是借助大气压和热压的差异使空气流动，是室内空气与大自然空气的交流，而不需要利用机械致热源。如果能在平面布置、建筑构造、地形和建筑物走向方面利用好自然通风，将取得很好的通风效果。下面就是几种自然通风散热的常见的方式。

第一，采用热压方式实现自然通风散热。当室内外温度有明显高低差异时，室内外便会形成热压力差异，因此室内外冷热空气便会流通。这就是众所周知的“热岛效应”。室内空气热，形成上升气流，即高压区；室外空气冷，形成低压区，此时，高压区的气流便会流向低压区，即室内热空气流向室外，室外冷空气流进室内。因此，室内外热压差越大，内外流动的气流越大，自然通风的效果越好。

这种热压作用下的自然通风在亚热带地区、热带地区以及温带地区的夏季利用较为普遍。比如，我国湖北省武汉市的建筑通风散热风格主要就是采取自然通风。

第二，采取风压实现自然通风。它的原理是利用建筑物的迎风面和背风面之间的风速差来促使空气实现流通与交换。但建筑物周围的环境和风向会造成一定的影响：（1）建筑物的迎风面与背风面的压力差越大，就会有越快速的空气流通，则自然通风的效果就越好；（2）建筑物周围越空旷，空气流通速度就越快，自然通风的效果就越好。

如果建筑物位于沿海地带，有良好的海风作为基础，则室内外的风压差异明显，有利于室内外两种气流的对换。这可以有效的改善室内的空气质量，保持室内空气的清新。

第三，采用热压与风压相结合的方式实现自然通风。大部分建筑是单独采取热压或者风压方式来实现自然通风，然而，某些特殊地区的建筑需要同时采取热压和风压的方式，因此，二者之间有着密切的关系。一般而言，建筑的深度决定着采取何种方式来实现自然通风。建筑较高的部分多采取风压直接通风，而较低的部分采取热压的方式是比较好的选择。

美国麻省理工大学的图书馆整体就是由各个小部分组成，既与周围的环境相协调，又不失其独特魅力。如图中间及右部位置较高，主要依靠“热岛效应”来实现自然通风；而左半部分，位置较低，则是利用风压来通风。

二、自然通风散热技术的意义和作用

2.1、自然通风散热的意义

自然通风提供新鲜、清洁的自然空气，不仅保持室内空气清新，还能够除去室内潮湿，从而使人们的家居生活质量显著提高。新鲜空气有助于身体的健康，多通风、多换气才能保证新鲜空气的充足。而且在保温方面，当室外温度低于室内温度时，自然通风通过空气的流动又会起到降低室内温度，提高室内清凉感的作用，着实是我们舒适生活的好帮手。

2.2自然通风散热的作用

在科学技术的不断进步下，我们研制了一系列通风散热的工具，厨房里安装吸油烟机、排风扇，室内安装风扇、空谈等等。这些工具虽给我们带来一定的便利与舒适，但我们绝不能忽视它们的使用对能源的消耗和对空气的污染。相反，节能通风，自然通风利用自然界的物质为产热源，无需耗费任何其他能源，使通风效果达到最佳。它不同于空调、风扇等工具，它产生的风不会对周围环境产生任何负面影响，是人类最环保的通风方式。舒适通风，自然通风是通过大气压和热压的差异使气流流动，从而产生通风。可以说，这一切过程都来自于大自然，因此，它大大提高了人们的室内舒适度。

三、实现建筑通风散热技术的设计与施工

现实生活中，实现建筑的通风散热需要综合考虑各种因素。建筑物周围环境，建筑物的形状以及当地的气候类型都值得注意。此外，热压差和风压差的大小直接决定了自然通风散热的效果。下面我将在几个方面具体阐述实现通风散热的科学设计方法与施工。

3.1、改善建筑物的周围环境

建筑物的周围环境是影响建筑通风散热的重要因素之一。在风压作用下的通风散热，需要与周围环境的密切配合。建筑周围有着密度很大的建筑群体会给通风散热带来很大的阻碍，不会有良好的通风效果。因此，在规划建筑的整体布局时，我们应选取开旷的地区，尽量避免建筑密度大的区域。

3.2、改造建筑物内部格局

通风散热的实现，离不开建筑物内部格局的改造。这体现在建筑物的窗户设计上。试想一下，若实现通风散热的各种因素都已具备，而建筑本身却没有大而敞亮的窗户，则实现通风散热是空谈。因此，在建筑构造时，应以大而敞亮的窗户设计为佳，如此，不管是热压作用下通风还是风压作用下的通风，都能使室外冷空气迅速地流向室内，以保持室内空气清新，提高室内舒适度。

3.3、了解当地气候类型

气候因素也是影响建筑通风效果的因素之一。在采用风压方式进行通风散热时，我们就有十分注意当地的气候环境。实时监测室外的环境，做好准备及时反映。必要时，还可以利用科学技术来辅助自然通风。

3.4、监测室内外热压与风压

建筑物室内外的热压力差直接影响着建筑通风散热效果。在施工过程中，首先应进行实时测量，明确室内外的热压力差。同时，在室内外安装监测热压的压力器，要实时监测热压差的大小。然后，在建筑构造上，应着重考虑立体式构造，这样有利于室内热气流的上升；而且，应整体性改造建筑物的窗户，利于空气流通，以使室外冷空气向室内的流通更加便捷。

若采取风压的方式来实现建筑通风散热，那么，实时了解室内外风压差异的大小是其关键所在。若没有周围良好的风环境，则室内外风压差异不明显，因此，自然通风散热的效果也不明显。这就要实时监测风压。必要时亦可采取机械辅助通风散热。

四、总结

目前，据不完全统计，利用自然通风来实现建筑通风散热的方法已成为当下建筑界的主流。自然通风的方法节能、环保、便捷，为多数客户所认可，更符合我国可持续发展观。因此，与其它复杂、昂贵的通风技术相比，自然通风方式极具优势，定会迎来更加明亮的发展前景。然而，自然通风设计只是建筑规划中的一部分，单凭这一部分来满足人们的要求，来提高室内人们的舒适度，是很难成功的。因此，还应采取先进技术，探索新理念，钻研新方法，来保持室内的清新。当室外温度高于室内时，应积极采取措施阻止室外热空气流注室内。我相信，在不久的将来，自然通风技术会更加的先进与完善，并应用到越来越多的各类建筑中，为可持续发展做出更大的贡献。