一、自然通风的理论机理

1、利用热压实现自然通风

空气在受热时变轻因而所受重力减小向上运动，在热空气向上运动的同时冷空气会对热空气移动的空间进行补充，就造成了空气的流动。在住宅建筑设计中也可以采用这种原理实现自然通风，当室内外温度有温差时，我们可以采用天井、烟囱、通风塔等设施为热空气的上升提供通道，从而促使室内外空气交换活动发生。这种利用热压实现住宅建筑自然通风也是比较常见的，比方说我国古代的徽派建筑，普遍都设有天井，其主要目的就是能够实现自然通风。

2、热压和风压共同作用实现自然通风

在实际的住宅建筑设计中，以上两种自然通风方式的使用是互相结合的，比方说在冬季外界空气比较寒冷的时候，住宅建筑一般会通过排风口实现室内外空气的交换，另外布局较大的住宅建筑，通常都会采用热压和风压共同作用来实现自然通风。值得注意的是，在使用风压和热压共同作用的时候，要避免风压和热压相互抵消而降低通风效率问题。

二、自然通风对住宅建筑室内环境的影响

1、自然通风对室内空气质量的影响

住宅作为提供给人居住和生活的密闭空间，人60%-90%的时间都需要在其中度过，因此住宅的空气质量对于人的健康有着十分重要的影响。通过实验分析我们可以得出结论，影响室内空气质量的主要因素有可吸入颗粒悬浮物、二氧化碳、甲醛、苯、挥发性有机物等，这些污染因素不但会影响室内空气的质量，而且对人们的健康有很大的威胁。地球的大气环境由于其系统庞大，因此对各种空气污染物有很大的稀释作用，采用自然通风措施的住宅建筑，往往都会有更好的空气质量，这种好的空气质量会给我们的生活带来健康和快乐。美国ASHRAE62-1989R标准对于可接受的室内空气标准定义为：在空调房间内，绝大多数人没有对空气品质感到不满，空气中没有已知污染物可能会对人体健康造成威胁的浓度。而自然通风措施，正是改善室内空气质量，达到标准的重要措施。随着我国住宅建筑行业的蓬勃发展，住宅建筑行业却出现一些乱相，有很多得的建筑设计师只考虑到了住宅的居住属性和经济价值，忽视了自然通风的作用。这就导致住宅投入使用时产生空气质量不达标从而采用机械通风的方法，机械通风不仅会浪费能源，而且通风效果往往比不上自然通风措施。

2、自然通风对室内舒适度的影响

住宅舒适度包含空气舒适度、温度舒适度、环境舒适度几个方面，提高空气舒适度主要就是指提高空气质量，自然通风能够提高空气质量，并且增加室内空气中氧气的含量从而提高人的舒适性。住宅室内无论是制冷还是供暖，都需要有一定的冷热源，这些冷热源都有大小的局限性。温差会产生空气对流交换，虽然在室内小环境里也会有一定的温度交换，但这种交换往往是不彻底的，也就是说住宅室内的冷热源都会产生制冷供热的区域性，比方说在空调二米以内的范围里，空气温度更低；在供热设备的附近更暖和等。这种情况直接导致室内的冷热不均，不仅会降低环境的舒适度，还可能会引起感冒等问题。如果我们采用一定的自然通风措施，就能更好的为环境提供舒适的温度。我们可以在使用空调或者供暖设备时利用自然通风手段加速室内空气的流动带动室内冷热空气的交替，从而减少由于制冷设备和供热设备的局限性产生的冷热分布不均现象。合理的自然通风措施不但能够增加室内舒适度，还能达到节约能源的目的，通过统计表明，在夏季通风条件比较好的住宅小区中一般装空调或者空调使用的频率是很低的，也就是说在非特殊天气中，自然通风完全能够减少甚至取代空调的使用。

三、如何在住宅建筑设计中应用自然通风

1、住宅建筑的合理布局

我们在对住宅建筑进行布局设计时，要充分考虑到周围环境对住宅建筑的整体影响。比方说周围建筑会不会挡住风向，或者建筑主体在区域建筑环境的风动力学中处于什么位置。只有充分考虑这些因素，确定环境建筑对住宅建筑风力风向的影响，才能做好建筑布局工作，为自然通风创造有利条件。

2、建设朝向的选择

由于我国冷空气主要是从北向南移动，因此风一般都为南北向。为了组织好自然通风，应使房屋尽量靠近夏季主导风向，即偏东南或南。其实从夏季减少接收太阳辐射这个角度来说，南北向也是最合理的。

3、合理设计建筑间距

在对小区进行设计时，不能为了追求高建筑密度缩小建筑间距，因为在建筑物背风面和高层建筑下部迎风面都会形成涡流区，若另一幢房处在这个区域，则很难形成有效自然通风。因此首先要控制房屋间距，可采用错列式和自由式布局做到有较好的日照和通风。

4、房间开口和平面布置

有进风口和出风口才能组织穿堂风。进风口与出风口错口一些，对流面积大些；开口大小宜为地板面积的15-25%，进风口宜比出风口大。另外在室内布局设计时尽量在风行进的过程中减少阻挡墙面的设计，从而得到更好的通风效果，另外主要用房应该安排在迎风面，另外还可以利用楼梯间等辅助空间增加开口面积。

5、利用环境组织通风

利用绿化，坡地，水景等可显著减低房屋周围空气温度，减少太阳辐射，对周围风场也可起到导流和阻挡的作用。同时绿植水景还有净化空气的作用，对绿化、坡地、水景的使用可以使室内与室外交换到质量更好的空气，从而增加人居住其中的舒适度。

综上所述，在住宅建筑设计中对自然通风技术的应用十分广泛，自然通风不但能够起到改善室内空气质量，平衡室内温度的作用，还能进一步减少制冷、供热设备的能耗。在绿色住宅概念越来越深入人心的今天，住宅建筑中关于自然风的应用和设计变得越来越重要，我们在设计住宅建筑时一定要综合住宅建筑的周围环境、气候等因素，做好对住宅建筑设计中自然通风技术的应用。