简述住宅设计中自然通风设计的研究

自然通风是建筑被动式技术重要的组成部分，也一直是从古至今建筑采用的冷却技术之一。从伊朗古代住宅的捕风塔到印度现代的柯里亚设计的管式住宅自然通风一直是建筑师喜爱使用的技术之一。当然，对自然通风的研究也一直是建筑相关专业的研究热点之一。

自然通风的首要研究对象就是自然通风的基本驱动力。自然通风的基本驱动力包括风压驱动和热压驱动。风压是指室外大气运动作用于建筑物时，在迎风面和背风面产生压力差，由此产生驱动室内气流动的力量。热压是由于内外气体温度差产生重力差而驱动气流运动。在建筑中，风压驱动力一般形成水平向的自然通风，而热压则形成垂直向的自然通风。由风压和热压驱动的自然通风流量公式已是经典公式{[46]，在此不再赘述。当然，仍有很多学者在此领域继续进行研究，如Li Yugu。对热压在不同建筑内通风(47,48]以及热压风压共同作用的通风[49]进行了大量研究。

此外，在建筑开口阻力对自然通风的影响[[so-s2]、自然通风影响参数方面[[s‘一，']，己开展了大量的研究，其研究成熟，结果己得到相当程度的应用。

在自然通风设计方面，也有着大量研究。目前，对于建筑自然通风的设计研究，采用的方法基本为两类：计算方法与风洞实验方法。由于计算方法比风洞实验更为简便，设计方案更容易得到改进后的结果，以及经济性较好的原因，成为主流的分析评价方法。自然通风的计算方法主要包括解析解模型、经验模型、多区模型、区域模型和CFD模型等[s6]。随着国际能源组织的项目Annex3 5提出对自然通风与机械通风设计的指导方案[s7]，计算方法被越来越多的应用在自然通风设计上。其中，CFD数值模拟与多区域网络模型应用较广。CFD软件分为自编软件与商业软件，尤以后者最为普遍，包括Fluent, Pheonics, Star-CD等软件。如研究了如何采用CFD技术辅助自然通风设计，Ding W[s9]应用了CFD技术研究了双层幕墙的自然通风效果等。住宅设计中自然通风设计的研究，多区域网络模型也出现了商业软件，如和COMIS等。    此外，在更为宏观的层面上，也有人以气候区域为切入点，研究了自然通风设计。如张国强等[[60]建立了自然通风潜力评估模型，并对不同气候地区的通风潜力进行评估。殷维等人在宏观角度提出了自然通风的设计流程[fb}l。王怡等[62项」提出了地域性气候条件下居住建筑的自然通风有效时数的计算模型。

在自然通风评价方面，一般从通风效果出发，在两个方面进行，即空气品质和热舒适。空气品质主要和室内换气量相关，后者则影响因素广泛。前者如与J. Hummelgaard[ba)分别研究了住宅中和办公建筑中自然通风与空调房间室内空气品质。后者如韩杰[65]根据调查数据，提出了中国夏热冬冷地区自然通风条件下的热舒适性方程。

必须看到，在建筑自然通风设计与评价上，模拟技术得到广泛应用，但也存在不足：首先，模拟过程有赖于专业人员，结果不利于设计师理解，这将对研究成果的应用形成障碍;其次，由于条件的不同，每个项目都必须单独模拟，不利于节约设计时间。因此，对自然通风设计的研究与改进是值得探讨的课题。

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