建筑物自然通风的物理原理和实现模式

　　1 自然通风目的及相关概述

　　通常情况下,我们可以将建筑通风的目的分为两个方面,一是建筑通风的设计主要考虑的人的主观因素.即居住者可以通过全新的建筑手法的设计,让人在房子里就会感受到建筑物的自然通风,给人以舒适宜居的环境体验;二是通过全新的科学设计使得居住环境有随着季节变化而改变的自然效果,通常意义上就是指让人在夏季可以感受到自然通风带来的凉爽快感,在冬季通过自然通风又使人觉得室内不会感到潮湿,我国地域国土面积辽阔,南北跨度较大,尤其是南方地区到了冬季又不会供暖,但是南方地区冬季又显得极为潮湿,所以说这一点对于南方建筑是极为重要的.

　　通常情况下,当这两个目的提出来的时候,人们自然而然的就会想到空调技术的应用,很多人会认为现在空调技术已经非常成熟,并且趋于更加科技智能化的方向发展,人们完全可以利用空调技术在一个相对封闭甚至完全封闭的环境中制造出一个相对宜人的环境或是区别于自然界的小气候,但是空调技术在现在建筑中的运用并不是百利而无一害的,现在我们可以肯定的是空调技术在现代建筑物中的运用所带来的自然危害和负面效应已经引起了业内和业外所有人士的共鸣.许多业内专家及非盈利机构的环境保护者已经开始一起研究相关的应对措施.有一点我们可以肯定的是,用科学的设计来使得建筑物可以实现良好的通风,力求达到冬暖夏凉的目的,从而减少对空调的依赖和使用时目前业界所有专家和学者的共鸣.建筑物实现自然通风虽然不能说是减少空调使用带来负面影响的唯一措施,但是科学的建筑所达到的自然通风可以使得大气环境在一定程度上得以改善.这是因为建筑物如若能够实现自然通风,在很大程度上会降低人们对于空调的使用率,从而降低家庭用电的消耗量,进而便会节约发电的各类资源,如水利、煤炭等.这样就减少了大气中二氧化碳的排放量,从而缓解了"温室效应"的加速.同时,从对人体自身的健康来考虑,减少对空调的使用和依赖可以大大降低现在所谓的"空调病"的发生.另一方面,由于时常的通风换气,也在很大程度上改善了室内的空气环境,降低了各种呼吸道疾病的发生概率.

　　通过以上的介绍,我们可以很清楚的知道自然通风的作用与意义,那么如何实现自然通风就显得尤为重要、也更值得我们去研究.我们清楚任何事情都不会是无本之源,所以要在建筑中实现自然通风我们就必须明白自然通风的原理和我们在设计中达到自然通风所应该采取的一些模式.接下来,我们来简单的谈谈自然通风的基本物理原理与实现自然通风的理论模式.

　　2 自然通风的物理原理和实现模式

　　从物理学动力方面来研究解释的话,建筑物自然通风的来源主要有两个方式,即:完全自然通风和利用机械进行辅助的人文通风.接下里我们先来解释完全自然通风的形成原因,完全自然通风主要涉及到两个物理学概念,即"压力差".说的详细一点,就是说风速流动形成"压力差"和建筑物表面凹进去的位置以及墙壁温度不同造成的室内外"温差",从而引发了室内外空气的流动.从物理学热力学方面的知识来解释,建筑物内部的室内温度的变化特点是沿着室内的空间高度逐渐上升,室温与空间高度成正比,即空间高度越高,同层次高度的室温就越高.热力学的这一特性是各类建筑物因为层高不同而温差不同的主要原因之一,在认清楚这一点之后,现在我们的房屋设计师经常研究学习和利用这一点来开发建筑物自然通风的能力和自身的潜能.除此之外,随着科技日新月异的进步发展,如果建筑物中由于受到部分主客观因素的制约而无法百分之百通过认为设计而实现自然通风的话,通常我们会想到利用机械辅助的方法与人工设计相结合来实现良好的通风性.可能大家对机械辅助自然通风这个概念并不是很清楚,其实机械辅助自然通风就是利用上文中我们提到的室内外的温差所带来的热气压与人为设置的相关机械动力相互结合而形成的室内外空气流动,人为设置的机械辅助自然通风是利用室内外温度不同所造成的温差带来的热压和相关机械动力相互结合而形成的室内外空气的对流,进而产生机械辅助自然通风.我们将机械辅助自然通风和完全的自然通风进行相互对比可以看出,前者机械辅助自然通风虽然利用了一定的机械,这就注定它在某种意义上必然要浪费一定的能源,但是通过人为的设置是气流得以从新组织,产生了更为强劲有利的气流,并且可以使得部分气流得以强制性的改变,这就使得它会比自然通风有更好的效果.但不管何种形式的通风,都离不开屋顶这一重要的环节.在两种通风方式中,屋顶都扮演着重要角色,尤其是温差的形成和气流的组织都有着至关重要的作用.

　　3 屋顶在完全自然通风和机械辅助自然通风中所起的作用

　　首先,我们来谈屋顶结构在自然通风中所产生的作用.现在我们假设所有的室内存在,即建筑物自上而下的整体纵向处于空间的一个"竖井"结构中时,结合上文我们提到的随着空间高度上升温度越低的温差理论,就可以使得建筑物内部上下两端温差加速运动来带动气流的加速运动.从而达到整个室内通风的效果,其实用简单的物理学术语概括就是"温差产生热压,热压带动气流,气流引发通风".我们业界在学术上定义的"中庭"其实就可以扮演"竖井"这个角色,一般情况下,中庭所占的整个建筑物的比例以不到1/3或者正好1/3为宜.作为中庭,它同样肩负了两项重要的职能.即它们可以直对阳光,让阳光直接照射进来,从而使得其内部气温上升产生上下温差,带动气流的运动.另外一点重要的职能就是它们的操作具有一定的智能化,可以全部开启或者部分开始,在我们室内需要利用其来达到通风的效果时它能很快的找到通风口,提高了工作效率.接下来,我们来看看屋顶在机械辅助自然通风中所扮演的橘色和产生的作用.上文中已经提到我国南北差异大,所以说在我国很多地区,由于南北纬度跨越大,所以对不同地区的建筑物来说,其通风情况往往会受到自然条件的制约,这就需要人为的加以干涉.所以说,此时不管是建筑的屋顶或是建筑的其他部分都必须严格的花费心思去设计,以适应当地气候的考验.

　　4 结 语

　　综上所述,随着经济的快速发展人们的物质生活水平越来越高,伴随着物质生活水平的提高,人们对于住宅健康舒适性也变得尤为挑剔.这对我们房建从业人员来说既是机遇又是挑战,一方面我们应该主动接触一些新的观念,学习新的知识,对社会的进步发展有自己新的认知,从而更好的为自己的专业服务;另一方面也应该在学习的基础上尽可能的多走走多看看,把自己的所学与现有的前人实践经验相互对比和借鉴,从而发现自己的不足,为自己做出更好的设计提供切实可行的理论依据和现实参照.同时,在以后的学习工作中更要树立端正的从业观,以道德的标尺衡量自己,力求为社会留下自己最完美的房建设计.

　　参考文献:

　　[1] 刘丽娜.建筑的自然通风设计浅析[J].城市建设理论研究,2011,(4).