寒冷地区住宅自然通风换气策略
摘要：自然通风换气可以减小建筑能耗，排除室内污染空气，提高空气品质及人体舒适度，建筑设计时应该充分予以考虑，本文对寒冷地区住宅利用自然通风换气提出了相关设计策略。
关键词：寒冷地区住宅；自然通风换气；设计
引言
随着全球能源紧张、节能压力增大，人们对住宅空气品质恶化的担忧，及对空调综合征的厌恶等，人们开始重新审视传统的气候适宜性技术--自然通风换气。自然通风换气能够有效的降低能源消耗，也使人们体感更加舒适，更加有利于人的生理和心理健康。
1、自然通风换气概念及原理
建筑通风的目的是提供人们呼吸用的新鲜空气或在夏季降低室内温度，换气的目的是维护生命安全而必须达到的空气量要求。自然通风换气是利用室内外风压和热压引起空气流动，进行室内外空气交换。对于风的利用来说，住宅通风主要依靠“风压”，换气主要依靠“热压”。
2、寒冷地区自然通风换气设计策略
我国寒冷地区冬寒夏热，冬季以换气为主，夏季则以通风降温为主，在风的利用上应予以区分。
2.1 平面规划设计
2.1.1地形利用
地形是风土自然形成的形态，是一种潜在的力量。地形对小气候很有影响，如风经过山谷时，风向和风速都会变化；大面积的河流和湖泊存在时，会形成“海陆风”，住宅的规划设计时要充分考虑到地形对风的影响，正确导入自然风。
2.1.2总平面布局
住宅总平面布局对室内外风环境影响很大，建筑的背风面会形成风影区，形成涡流，风速、风向变化很大。一般来说，自由式和错落式布局的小区的自然通风效果较好；另外体量大的住宅间的距离较小时，将会在宅间形成“峡谷风”，导致风速过大，影响室外活动舒适性，冬季能耗增加。
2.1.3 绿化设计
住宅小区内的绿化设计对小区通风环境的改善有着很重要的作用，通常可以利用绿化的遮阳降温、蒸发降温、防风引风等方式来实现改善小区的热环境，使夏季的风引入室内时，空气温度已经降低，如对于住宅附近有树林的地带，完全可以利用从树林里吹来的风。
2.2 住宅平面设计及自然换气组织设计
2.2.1住宅的平面设计
住宅的平面设计与室内通风组织的关系密切，住宅平面设计的好坏直接关系到室内自然通风的效果。
1 平面选型
（1）单元式住宅
单元式（板式）住宅，一般一梯两至四户，通常面阔而进深小。特别是一梯两户，可以做到南北通透，“穿堂风”对住宅的通风极为有利。对于一梯三至四户，中间户北侧为交通核，不能够南北通透，在通风方面存在着先天不足，通常只能通过开启户门进行有效通风，设计时可在户门上方设置百叶或通风窗。
（2）塔式住宅
塔式住宅进深大面宽小，一栋楼只有一个交通核，独立成栋，环绕着交通核每层布置6～10户住宅。对其他楼栋住户的通风、采光影响较小，但塔式住宅自身多数房间不能够实现南北通透，在组织穿堂风方面存在先天的不足。
2 平面布局设计
住宅平面布局合理，可以提高夏季室内通风的空气质量，避免二次污染。从自然通风的角度，在住宅平面布局中，宜将起居室及卧室设置在夏季主导风向的上风段，并将卫生间、厨房等产生污染气体的功能空间布置在下风段。
3 窗洞设计
窗户位置决定了室内风场的分布，为使室内得到良好的气流环境，住宅的设计经常通过调整门窗洞口的位置。房间的开口位置，无论开口的平面位置，还是剖面高低，都影响着气流路线，对室内气流的分布影响很大。窗户开口布置应尽量使室内气流分布均匀，并吹过房间中主要使用部位，气流在房间内流通区域越大，室内的风场就越均匀，通风效果越好，对室内生活影响越小。另外，窗户的开启大小和开启方式、方向，可以对空气流量及方向进行控制。
2.2.2住宅自然换气组织设计
寒冷地区的住宅需要采取专门的防寒措施，理想的住宅是室内空间采取密闭化和气密化。但气密化导致居室内的空气污浊，为获取清新空气，即使牺牲室内一些温暖也必须进行换气。
目前，多数住宅无针对性的自然换气设计，住宅的换气量通常是通过窗户等的缝隙渗透，或通过开窗来实现。由于节能对窗户的气密性进行了规定，单纯靠窗户缝隙等进行空气渗透实现自然换气越来越困难。但是，从建筑节能方面考虑，并不建议住户通过无任何计划性窗户缝隙，以及开窗和空调进行换气。
如自然通风采用“穿堂风”一样，自然换气主要通过“烟囱效应”来实现。据说欧洲传统住宅中用于采暖的壁炉，一般是因为空气污浊起来了才要点燃。我国寒冷地区冬季采暖，室内外由足够的温差，故实现室内自然换气是可行的，在住宅设计中，在单元中心位置增设换气风井，在住宅地下室增设补风风管，通过烟囱效应将室内空气吸出，补风风管设置在小区地下管网以下，通过吸收地温增加气流温度，从而提高新风口的舒适度，抵消部分换气热损耗，为更好的控制热损耗及新风量，户内新风口和出风口都应设置可调节控制措施。另外，白天还可以通过“烟囱”吸收太阳辐射来增加屋顶换气口内的温度，从而增加气流的上升能力。也可利用季风流过“烟囱”对换气口产生的负压，将更多的空气吸出。
住宅室内自然换气示意图
需要说明的是，目前我国华北等地区冬季雾霾情况严重，开窗或不开窗都不可取。因此，可根据需要在自然换气新风口增加空气过滤装置及机械加压送风装置。
3、结语
住宅自然通风换气可以减少建筑耗能，克服人们对空调的依赖，提高了住宅室内空气品质，有利于人的身体和心理健康，设计师在住宅设计时，应予以充分考虑，并贯穿设计始终，通过不断的探索和实践，制造出更加舒适、健康、绿色的住宅。
参考文献：
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[2]万鑫，苏亚欣.现代建筑中自然通风技术的应用[J].建筑节能.2007
