改革开放以来,随着江南水乡地区村镇经济的快速发展,居民收入水平逐渐提高,居民对住宅舒适度的要求也不断提升,同时受城市住宅的影响,村镇住宅在建筑形式、功能、能源使用方式等方面逐渐向城市住宅靠拢,村镇住宅的能耗越来越大。自然通风可以在不增加能耗的前提下带走室内污浊的空气,提升室内的空气质量,改善室内的热舒适度,作为一种实用的生态技术,自然通风一直在住宅建筑中发挥着重要的作用,在室外风环境较好的江南水乡地区更应该得到广泛的应用。针对江南水乡村镇住宅的自然通风,本文主要从以下几个方面进行了研究：1、从理论上阐述了自然通风的原理,进而探讨了自然通风在住宅建筑中的应用。本文首先从风压通风、热压通风等方面阐述了自然通风的原理,并从热舒适、降温节能、居住健康等方面探讨了自然通风的优越性；然后从传统住宅和现代住宅两个方面分析了自然通风在住宅建筑中的应用经验。2、调研并分析了江南水乡地区村镇住宅及其自然通风的现状。在阐述江南水乡地区地理气候、人文经济的基础上,分析了区域的风环境,得知江南水乡地区风环境良好,有利用自然通风实现建筑节能的条件；然后从建设模式、能耗现状、现存问题、发展趋势四个方面分析了村镇住宅的现状,并调查了大量的村镇聚落的样本案例,通过对样本案例的分析可知,村镇住宅主要存在六种群体布局类型(沿河条式布局、沿河放射式布局、沿水自由式布局、团式布局、行列式布局,密集式布局)和五种单体住宅类型(“一”字型住宅、“L”字住宅、竹筒式住宅、合院式住宅、多院式住宅)。本文从主观和客观两个方面调研了村镇住宅自然通风的现状,通过对江南水乡村镇居民的访谈及问卷调研,从主观方面获知居民对室内的舒适情况满意度不高,需要加强自然通风；通过对江南水乡典型住宅的现场测试,从客观方面获知：河流、巷道在群体建筑中起到了引风、导风作用；庭院、半开敞空间作为室内外的过渡空间,有效的改善了室内的通风；现代住宅在功能空间布置上比较灵活,建筑内部可以获得较好的自然通风,但夏季易把室外的热量带入室内；传统民居夏季利用遮阳、隔热效果较好的天井促进通风,有效的提高了室内的舒适度,但其对外封闭的格局,影响夏季及过渡季节来流风的进入；村镇住宅自然通风的性能有待进一步的提高。在调研的基础上,总结了村镇住宅自然通风存在的问题,并找出了制约自然通风的主要因素：村镇住宅规划布局及单体建筑设计的不合理,然后从不同季节的通风需求及村镇住宅的通风设计两个方面提出了村镇住宅自然通风的设计要求。3、建立了江南水乡地区村镇住宅自然通风的评价方法。在分析现有的评价指标及评价标准的基础上,结合江南水乡地区的气候条件、江南水乡村镇居民的主观感受,提出了江南水乡地区村镇住宅自然通风的评价方法,并在评价方法中引入量化的评价指标(静风区比率、舒适风速区比率),便于建筑方案的对比分析；在本文的评价方法中,室外风环境从风速、风速放大系数、室外舒适风速区比率、室外静风区比率、建筑前后压差五个方面进行评价,室内风环境从风速、空气龄、室内舒适风速区比率三个方面进行评价。4、建立了计算结果准确、计算速度快的自然通风数值模拟方法。在对比分析常用的CFD软件的基础上,优选了计算结果准确、网格功能强大、自定义功能丰富、便于自动化运行的软件(STAR-CCM+)进行数值模拟计算,并对软件的功能进行了扩展,开发了输入条件计算模块(风速剖面)和后处理计算模块(风速放大系数、舒适风速区比率、静风区比率、压强差、空气龄),提高了软件对建筑风环境模拟的适用性。通过对比数值模拟和风洞实验的结果,优选了计算结果准确的湍流模型(可实现的k-Epsilon两层模型)用在以后的研究中,并结合现有的研究成果,确定了数值模拟的解析条件；通过与现场实测数据的对比,验证了数值模拟计算结果的准确性。在数值模拟的过程中,对工作步骤进行分解,找出了不同工况中相同的工作步骤,利用STAR CCM+的“宏”工具,录制了相同工作步骤的Java语言程序文件,在后续的计算中可直接运行文件,实现了相同工作步骤的自动化运行,简化了数值模拟的工作。5、从群体建筑布局方面总结了村镇住宅的自然通风设计策略。本文在对群体建筑的典型案例、相关设计因素分析的基础上,从村镇聚落选址、群体建筑布局、建筑朝向、建筑间距、建筑高度、水体布置、开敞空间分布、植物配置、数值模拟分析等方面总结了群体建筑的自然通风设计策略。村镇住宅宜选择临水或沿河布置。群体建筑的布局可以选择行列式布局；或选择沿河条式布局、沿河放射式布局、临水自由式布局,局部的组团设计采用行列式布局；尽量避免采用密集式的布局。避免出现局部的建筑密集区,特别是在迎风面第一排建筑不宜太密,以免阻挡来流风进入群体建筑内部。村镇住宅的朝向在正南至南偏东22.5度之间,具有良好的日照和通风效果。建筑间距在12～18米之间,建筑密度在31%-36%之间,村镇住宅在夏季、冬季均具有较好的室外风环境。相同建筑高度布局的方式优于高低交错的布置方式,建筑高度为两层的案例在夏季、冬季均具有较好的室外风环境。水体宜布置在建筑的东南向、南向、东向,河流不宜平行夏季主导风向布置。植被的种类、位置、高度应依据季节的变化进行选择、搭配,开敞空间的形状、大小应根据群体建筑的情况布置,以改善建筑周围的风环境状况。6、从单体建筑设计方面总结了村镇住宅自然通风的设计策略。在对单体建筑的典型案例、相关设计因素分析的基础上,从形体优化、平面的通风组织、垂直的通风组织、门窗洞口的布置、辅助式通风设计手法措施(天井、冷巷、通风塔、遮阳板、导风板、屋顶通风、立面通风、地道通风、夜间通风)、数值模拟分析等方面总结了单体建筑的自然通风设计策略。根据建筑基地的风环境和建筑的功能布局,采用设置阳台、内开天井、体型错落等设计措施,在丰富建筑造型的基础上,优化建筑内部的通风廊道,改善室内的风环境。“一”字形住宅易形成穿堂风,利于自然通风；“L”字形住宅的自然通风跟来流风风向及其平面伸出的翼有关；竹筒式住宅的面宽窄、进深大,不利于室内自然通风,但其巷道、天井的组合形成了建筑内部的通风廊道,有效的改善了室内的风环境；合院式住宅对外封闭,室内较难形成贯通的风道,自然通风效果欠佳；在建筑平面布局时,应根据基地的情况对建筑平面进行优选,在合理布局的同时创造贯穿的室内风道；在主要使用房间内组织形成穿堂风,避免形成静风区。在水平通风的基础上,连接垂直方向的贯通空间(楼梯间、天井、通风塔),形成立体交错的通风廊道,提升自然通风的效果。合理的开设门窗洞口,使室内形成良好的贯通风道,避免整个房间只有一个开口,避免进风口和出风口的直通,避免进、出风口都开在负压墙面的同一侧；窗口宽度一般控制在房间宽度的1/3～2/3之间,门窗开口的大小控制在地板面积的15%-25%为宜；根据房间的类型,合理选择门窗的型号及开启方式。根据住宅的情况,利用数值模拟分析的方法,优选辅助式通风设计手法措施,改善室内的自然通风。