一、自然通風的理論機理

1、利用熱壓實現(xiàn)自然通風

空氣在受熱時變輕因而所受重力減小向上運動，在熱空氣向上運動的同時冷空氣會對熱空氣移動的空間進行補充，就造成了空氣的流動。在住宅建筑設計中也可以采用這種原理實現(xiàn)自然通風，當室內(nèi)外溫度有溫差時，我們可以采用天井、煙囪、通風塔等設施為熱空氣的上升提供通道，從而促使室內(nèi)外空氣交換活動發(fā)生。這種利用熱壓實現(xiàn)住宅建筑自然通風也是比較常見的，比方說我國古代的徽派建筑，普遍都設有天井，其主要目的就是能夠?qū)崿F(xiàn)自然通風。

2、熱壓和風壓共同作用實現(xiàn)自然通風

在實際的住宅建筑設計中，以上兩種自然通風方式的使用是互相結(jié)合的，比方說在冬季外界空氣比較寒冷的時候，住宅建筑一般會通過排風口實現(xiàn)室內(nèi)外空氣的交換，另外布局較大的住宅建筑，通常都會采用熱壓和風壓共同作用來實現(xiàn)自然通風。值得注意的是，在使用風壓和熱壓共同作用的時候，要避免風壓和熱壓相互抵消而降低通風效率問題。

二、自然通風對住宅建筑室內(nèi)環(huán)境的影響

1、自然通風對室內(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%的時間都需要在其中度過，因此住宅的空氣質(zhì)量對于人的健康有著十分重要的影響。通過實驗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)性有機物等，這些污染因素不但會影響室內(nèi)空氣的質(zhì)量，而且對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，因此對各種空氣污染物有很大的稀釋作用，采用自然通風措施的住宅建筑，往往都會有更好的空氣質(zhì)量，這種好的空氣質(zhì)量會給我們的生活帶來健康和快樂。美國ASHRAE62-1989R標準對于可接受的室內(nèi)空氣標準定義為：在空調(diào)房間內(nèi)，絕大多數(shù)人沒有對空氣品質(zhì)感到不滿，空氣中沒有已知污染物可能會對人體健康造成威脅的濃度。而自然通風措施，正是改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，達到標準的重要措施。隨著我國住宅建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，住宅建筑行業(yè)卻出現(xiàn)一些亂相，有很多得的建筑設計師只考慮到了住宅的居住屬性和經(jīng)濟價值，忽視了自然通風的作用。這就導致住宅投入使用時產(chǎn)生空氣質(zhì)量不達標從而采用機械通風的方法，機械通風不僅會浪費能源，而且通風效果往往比不上自然通風措施。

2、自然通風對室內(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。溫差會產(chǎn)生空氣對流交換，雖然在室內(nèi)小環(huán)境里也會有一定的溫度交換，但這種交換往往是不徹底的，也就是說住宅室內(nèi)的冷熱源都會產(chǎn)生制冷供熱的區(qū)域性，比方說在空調(diào)二米以內(nèi)的范圍里，空氣溫度更低；在供熱設備的附近更暖和等。這種情況直接導致室內(nèi)的冷熱不均，不僅會降低環(huán)境的舒適度，還可能會引起感冒等問題。如果我們采用一定的自然通風措施，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)或者供暖設備時利用自然通風手段加速室內(nèi)空氣的流動帶動室內(nèi)冷熱空氣的交替，從而減少由于制冷設備和供熱設備的局限性產(chǎn)生的冷熱分布不均現(xiàn)象。合理的自然通風措施不但能夠增加室內(nèi)舒適度，還能達到節(jié)約能源的目的，通過統(tǒng)計表明，在夏季通風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，也就是說在非特殊天氣中，自然通風完全能夠減少甚至取代空調(diào)的使用。

三、如何在住宅建筑設計中應用自然通風

1、住宅建筑的合理布局

我們在對住宅建筑進行布局設計時，要充分考慮到周圍環(huán)境對住宅建筑的整體影響。比方說周圍建筑會不會擋住風向，或者建筑主體在區(qū)域建筑環(huán)境的風動力學中處于什么位置。只有充分考慮這些因素，確定環(huán)境建筑對住宅建筑風力風向的影響，才能做好建筑布局工作，為自然通風創(chuàng)造有利條件。

2、建設朝向的選擇

由于我國冷空氣主要是從北向南移動，因此風一般都為南北向。為了組織好自然通風，應使房屋盡量靠近夏季主導風向，即偏東南或南。其實從夏季減少接收太陽輻射這個角度來說，南北向也是最合理的。

3、合理設計建筑間距

在對小區(qū)進行設計時，不能為了追求高建筑密度縮小建筑間距，因為在建筑物背風面和高層建筑下部迎風面都會形成渦流區(qū)，若另一幢房處在這個區(qū)域，則很難形成有效自然通風。因此首先要控制房屋間距，可采用錯列式和自由式布局做到有較好的日照和通風。

4、房間開口和平面布置

有進風口和出風口才能組織穿堂風。進風口與出風口錯口一些，對流面積大些；開口大小宜為地板面積的15-25%，進風口宜比出風口大。另外在室內(nèi)布局設計時盡量在風行進的過程中減少阻擋墻面的設計，從而得到更好的通風效果，另外主要用房應該安排在迎風面，另外還可以利用樓梯間等輔助空間增加開口面積。

5、利用環(huán)境組織通風

利用綠化，坡地，水景等可顯著減低房屋周圍空氣溫度，減少太陽輻射，對周圍風場也可起到導流和阻擋的作用。同時綠植水景還有凈化空氣的作用，對綠化、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，在住宅建筑設計中對自然通風技術(shù)的應用十分廣泛，自然通風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，還能進一步減少制冷、供熱設備的能耗。在綠色住宅概念越來越深入人心的今天，住宅建筑中關(guān)于自然風的應用和設計變得越來越重要，我們在設計住宅建筑時一定要綜合住宅建筑的周圍環(huán)境、氣候等因素，做好對住宅建筑設計中自然通風技術(shù)的應用。