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摘要：良好的建筑室内布局，可以达到好的室内通风效果。本文对常见的室内自然通风模式进行了分析，然后就两种典型布局下的室内自然通风状况进行了研究，通过实验分析得出，当采用穿堂风布局时可以达到更好的通风效果。
关键词：室内布局；自然通风
1.引言
随着我国建筑行业的不断发展，人们对于居住的室内环境越来越高，为了改善室内热环境，人们往往选择使用各种空调设备对室内温度进行调节，特别是在气温比较高的夏天，这不仅消耗了大量的能源，同时还造成了一定的环境问题。近年来建筑设计的节能问题正逐渐被人们重视，在进行建筑室内设计时，必须考虑到室内的通风问题。良好的建筑室内布局，可以实现室内的自然通风，在保证舒适的室内环境的同时，也减少能源消耗。因此对典型布局下的室内自然通风进行研究，对改善居民生活环境和促进经济可持续发展有重要作用。
2.常见的室内自然通风模式分析
相对于空调系统而言，自然通风既能满足人体对环境的舒适度要求，同时能降低建筑物能源消耗。目前室内常见的自然通风模式主要有：风压自然通风、热压自然通风、风压热压混合式自然通风、机械辅助式自然通风。
（1）风压式自然通风。目前一种常见的室内通风方式是风压式自然通，这种通风方式适用于外部通风环境好的地区。其原理是利用风压实现室内气体的流通，从而达到改善室内空气质量的目的。根据研究调查发现，因为建筑物的遮挡，所以当建筑物来风时会在建筑物迎风方向上形成正面压力，另外由于气流可以绕过建筑物正面，从而在其侧面后建筑物后方形成相应的负压力。风压式自然通风正是利用这种建筑物前后方的压力差来实现室内空气的自然流通的。影响建筑物前后面压力差的因素很多，包括建筑的室内布局、建筑物与风向的相对关系，还有建筑物自身的周边环境因素等。。
（2）热压式自然通风。热压式自然通风是利用建筑内部空气的热压差来实现建筑的自然通风。利用热空气上升原理，为了排出室内的污浊热空气，可以通过在建筑上方加装排风口等措施，将室外的新鲜空气从建筑物底部吸入室内。这种通风方式受室内外的温差以及进、出风口的高差影响较大，当室内外温差较大或者是建筑物的进出风口高差较大时，通风效果月明显。相比风压式自然通风，热压式自然通风对外部环境的适应性更强。
（3）风压与热压混合式通风。风压、热压混合式自然通风，综合利用了风压和热压两种通风方式的优势进行通风。在建筑进深较小的部位利用风压直接通风，而当进深较大的部位多采用热压进行通风。
（4）机械辅助式自然通风。该系统包含完整的空气循环通道，借助一定的机械方式并辅以其他手段实现室内的自然通风。当建筑物内部空气流动阻力较大时，其通风效果往往会不明显，所以对于一些通风路径较长的大型建筑，仅仅依靠风压和热压通风方式很难满足室内的通风要求。加上其他因素的影响，比如建筑所在城市的空气和噪音问题，当采用自然通风时会使室内空气质量严重下降，从而对人体的健康造成严重的危害。通常在这种情况下，为了满足室内的通风效果且保证室内的通风质量，经常会采用这种机械辅助式自然通风方式。
3.典型布局下的建筑室内自然通风研究
建筑物的室内布局直接影响着室内的通风情况。为了研究室内自然通风状况，本文选取了两种典型的室内布局作为模拟对象，通过建立相应的模型进行分析，对两种布局的自然通风效果进行了对比评价。
3.1研究对象的选取
为了使研究更具有价值，所以应选取合适的研究对象，以使研究和分析更具有普遍性。单元式住宅是目前我国大中城市常见的户型设计，通过对其户型室内布局进行调查研究，得到了这些单元式住宅户型设计的一些特点。本文选取了两种典型的户型进行研究，包括穿堂型和错开转折型，这两种户型在实际应用中比较常见，并且拥有当代单元式住宅户型设计的优点，所以研究具有一定的代表性。选取时两种户型的进深都不大于14m，室内结构基本相同，而且客厅、主卧室的窗地面积比都满足建筑采光标准中对居室的规定，具体介绍如下：
（1）穿堂型户型。穿堂型户型的室内布局卧室大多布置在向阳方向，客厅则布置在北方，二者基本是相对的，其门窗接近错开。这种布局属于典型的穿堂型布局，在这种布局下，室内的气流会先通过卧室然后经客厅排出。如图1为某居住小区中一个出现频率较高的中间户型，建筑面积76.4m2，建筑总高20 m，模拟高度10 m。
图1 穿堂型户型平面布置图 图2 错开转折型户型平面布置图
（2）错开转折型户型。这种户型室内空间基本错开布置，南北方向窗口接近对开，在这种室内布局下，由于有纵向墙体的遮挡，所以会导致气流出现一定的转折。如图2所示，为某居住小区中该户型的平面布置图，建筑面积为103.2m2，建筑总高20 m，模拟高度10 m。两种户型的向阳方向的窗户多设计为落地窗，高度2m左右，其他室内窗户高度多为1.5m左右，室内门的高度为2.1m。
3.2建模过程分析
本文主要研究的是两种室内布局下的风压式自然通风状况，因此为了使建模接近真实环境，所选取的建筑要有较好的通风情况，而且以夏季风为主，房间的进深为14m左右，用3.5m/s风速来模拟10m高处的风速。为了达到实验目的，利用风速沿高度方向上的指数分布函数进行风速模拟。为研究不同布局下室内主要空间的自然通风状况，网格划分全部采用适应性较好的四面体网格。为简化建模过程，本文重点对人的呼吸区即房间高度1.1 m处的流场进行分析。
3.3结果分析
由于两种户型的面积不同，为了比较两种布局的通风效果，对通风量Q进行了无量纲化处理，即Q=Q/S（S为建筑面积）。经计算得到，两种典型户型下的通风量模拟结果如下表1。由表1可以看出，保证风向垂直的条件下，当A、B两种户型的开口率基本相同时，二者的通风量也不同；当调整B户型室内布局，去除卫生间附近餐厅处的部分隔墙后，重新对通风量进行计算，发现此时的通风量有所减少，由此可知室内布局会影响通风效果。
表1 两种典型布局下的室内通风量情况
室内布局 Q/（m3？s-1） Q
穿堂风布局（A） 4.31 0.056
错开转折型布局（B） 5.34 0.052
B（调整后） 5.29 0.051
通过对比A、B两种布局下单位空间的通风量可知，穿堂风布局的通风效果较好。为了进一步研究室内布局对自然通风效果的影响，本文还结合流场的迹线图和压力图等手段进行了分析。通过对流场速度分布图进行分析可知，A型布局在迎风面和背风面开口处形成穿堂风，且气流速度较大，室内的通风效果较好。而B型布局室内流场比较均匀，气流速度相对来说较小。由于错开转折型布局室内的隔墙数量多，气流的通风路径消耗了部分动能，所以风速减小。对B布局进行调整后，餐厅和卧室的通风较好。由此可知，内布局对自然通风有着重要的影响，即在相同的来流情况下，如果室内的布局不同，则其室内压力场也会不同。
4 结语
通过对A、B两种典型布局下的室内自然通风情况进行研究发现，建筑的室内空间布局对室内通风效果有很大影响。具体变现为A布局的通风效果比B布局的通风效果好，即使当来风情况相同时，二者的通风量会有所不同；另外隔墙会影响室内的气流分布和气流方向，影响室内通风状况，当调整室内部分隔墙后发现室内通风有一定改善。
参考文献：
[1] 周荃杨，仕超.广州某住宅小区室内自然通风研究[J].广东土木与建筑，2007，（7）：21-22.
[2] 李慶祥.高层建筑室内自然通风特性模拟研究[J].低温建筑技术，2011（153）：112-115.
[3] 林晨.自然通风条件下传统民居室内外风环境研究[D].西安：西安建筑科技大学环境与市政工程学院，2006.
关键词：室内布局；自然通风
1.引言
随着我国建筑行业的不断发展，人们对于居住的室内环境越来越高，为了改善室内热环境，人们往往选择使用各种空调设备对室内温度进行调节，特别是在气温比较高的夏天，这不仅消耗了大量的能源，同时还造成了一定的环境问题。近年来建筑设计的节能问题正逐渐被人们重视，在进行建筑室内设计时，必须考虑到室内的通风问题。良好的建筑室内布局，可以实现室内的自然通风，在保证舒适的室内环境的同时，也减少能源消耗。因此对典型布局下的室内自然通风进行研究，对改善居民生活环境和促进经济可持续发展有重要作用。
2.常见的室内自然通风模式分析
相对于空调系统而言，自然通风既能满足人体对环境的舒适度要求，同时能降低建筑物能源消耗。目前室内常见的自然通风模式主要有：风压自然通风、热压自然通风、风压热压混合式自然通风、机械辅助式自然通风。
（1）风压式自然通风。目前一种常见的室内通风方式是风压式自然通，这种通风方式适用于外部通风环境好的地区。其原理是利用风压实现室内气体的流通，从而达到改善室内空气质量的目的。根据研究调查发现，因为建筑物的遮挡，所以当建筑物来风时会在建筑物迎风方向上形成正面压力，另外由于气流可以绕过建筑物正面，从而在其侧面后建筑物后方形成相应的负压力。风压式自然通风正是利用这种建筑物前后方的压力差来实现室内空气的自然流通的。影响建筑物前后面压力差的因素很多，包括建筑的室内布局、建筑物与风向的相对关系，还有建筑物自身的周边环境因素等。。
（2）热压式自然通风。热压式自然通风是利用建筑内部空气的热压差来实现建筑的自然通风。利用热空气上升原理，为了排出室内的污浊热空气，可以通过在建筑上方加装排风口等措施，将室外的新鲜空气从建筑物底部吸入室内。这种通风方式受室内外的温差以及进、出风口的高差影响较大，当室内外温差较大或者是建筑物的进出风口高差较大时，通风效果月明显。相比风压式自然通风，热压式自然通风对外部环境的适应性更强。
（3）风压与热压混合式通风。风压、热压混合式自然通风，综合利用了风压和热压两种通风方式的优势进行通风。在建筑进深较小的部位利用风压直接通风，而当进深较大的部位多采用热压进行通风。
（4）机械辅助式自然通风。该系统包含完整的空气循环通道，借助一定的机械方式并辅以其他手段实现室内的自然通风。当建筑物内部空气流动阻力较大时，其通风效果往往会不明显，所以对于一些通风路径较长的大型建筑，仅仅依靠风压和热压通风方式很难满足室内的通风要求。加上其他因素的影响，比如建筑所在城市的空气和噪音问题，当采用自然通风时会使室内空气质量严重下降，从而对人体的健康造成严重的危害。通常在这种情况下，为了满足室内的通风效果且保证室内的通风质量，经常会采用这种机械辅助式自然通风方式。
3.典型布局下的建筑室内自然通风研究
建筑物的室内布局直接影响着室内的通风情况。为了研究室内自然通风状况，本文选取了两种典型的室内布局作为模拟对象，通过建立相应的模型进行分析，对两种布局的自然通风效果进行了对比评价。
3.1研究对象的选取
为了使研究更具有价值，所以应选取合适的研究对象，以使研究和分析更具有普遍性。单元式住宅是目前我国大中城市常见的户型设计，通过对其户型室内布局进行调查研究，得到了这些单元式住宅户型设计的一些特点。本文选取了两种典型的户型进行研究，包括穿堂型和错开转折型，这两种户型在实际应用中比较常见，并且拥有当代单元式住宅户型设计的优点，所以研究具有一定的代表性。选取时两种户型的进深都不大于14m，室内结构基本相同，而且客厅、主卧室的窗地面积比都满足建筑采光标准中对居室的规定，具体介绍如下：
（1）穿堂型户型。穿堂型户型的室内布局卧室大多布置在向阳方向，客厅则布置在北方，二者基本是相对的，其门窗接近错开。这种布局属于典型的穿堂型布局，在这种布局下，室内的气流会先通过卧室然后经客厅排出。如图1为某居住小区中一个出现频率较高的中间户型，建筑面积76.4m2，建筑总高20 m，模拟高度10 m。
图1 穿堂型户型平面布置图 图2 错开转折型户型平面布置图
（2）错开转折型户型。这种户型室内空间基本错开布置，南北方向窗口接近对开，在这种室内布局下，由于有纵向墙体的遮挡，所以会导致气流出现一定的转折。如图2所示，为某居住小区中该户型的平面布置图，建筑面积为103.2m2，建筑总高20 m，模拟高度10 m。两种户型的向阳方向的窗户多设计为落地窗，高度2m左右，其他室内窗户高度多为1.5m左右，室内门的高度为2.1m。
3.2建模过程分析
本文主要研究的是两种室内布局下的风压式自然通风状况，因此为了使建模接近真实环境，所选取的建筑要有较好的通风情况，而且以夏季风为主，房间的进深为14m左右，用3.5m/s风速来模拟10m高处的风速。为了达到实验目的，利用风速沿高度方向上的指数分布函数进行风速模拟。为研究不同布局下室内主要空间的自然通风状况，网格划分全部采用适应性较好的四面体网格。为简化建模过程，本文重点对人的呼吸区即房间高度1.1 m处的流场进行分析。
3.3结果分析
由于两种户型的面积不同，为了比较两种布局的通风效果，对通风量Q进行了无量纲化处理，即Q=Q/S（S为建筑面积）。经计算得到，两种典型户型下的通风量模拟结果如下表1。由表1可以看出，保证风向垂直的条件下，当A、B两种户型的开口率基本相同时，二者的通风量也不同；当调整B户型室内布局，去除卫生间附近餐厅处的部分隔墙后，重新对通风量进行计算，发现此时的通风量有所减少，由此可知室内布局会影响通风效果。
表1 两种典型布局下的室内通风量情况
室内布局 Q/（m3？s-1） Q
穿堂风布局（A） 4.31 0.056
错开转折型布局（B） 5.34 0.052
B（调整后） 5.29 0.051
通过对比A、B两种布局下单位空间的通风量可知，穿堂风布局的通风效果较好。为了进一步研究室内布局对自然通风效果的影响，本文还结合流场的迹线图和压力图等手段进行了分析。通过对流场速度分布图进行分析可知，A型布局在迎风面和背风面开口处形成穿堂风，且气流速度较大，室内的通风效果较好。而B型布局室内流场比较均匀，气流速度相对来说较小。由于错开转折型布局室内的隔墙数量多，气流的通风路径消耗了部分动能，所以风速减小。对B布局进行调整后，餐厅和卧室的通风较好。由此可知，内布局对自然通风有着重要的影响，即在相同的来流情况下，如果室内的布局不同，则其室内压力场也会不同。
4 结语
通过对A、B两种典型布局下的室内自然通风情况进行研究发现，建筑的室内空间布局对室内通风效果有很大影响。具体变现为A布局的通风效果比B布局的通风效果好，即使当来风情况相同时，二者的通风量会有所不同；另外隔墙会影响室内的气流分布和气流方向，影响室内通风状况，当调整室内部分隔墙后发现室内通风有一定改善。
参考文献：
[1] 周荃杨，仕超.广州某住宅小区室内自然通风研究[J].广东土木与建筑，2007，（7）：21-22.
[2] 李慶祥.高层建筑室内自然通风特性模拟研究[J].低温建筑技术，2011（153）：112-115.
[3] 林晨.自然通风条件下传统民居室内外风环境研究[D].西安：西安建筑科技大学环境与市政工程学院，2006.