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綠色建筑策略:自然通風技術

時間:2014-05-15 14:57:08   作者:tianc   來源:綠建之窗   閱讀:2141  
內容摘要:自然通風是一種具有很大潛力的通風方式,它具有節(jié)能、改善室內熱舒適性和提高室內空氣品質的優(yōu)點,是人類歷史上長期賴以調節(jié)室內環(huán)境的原始手段。在空調技術得以普及,機械通風廣泛應用的今天,迫于節(jié)約能源、保持良好的室內空氣品質的雙重壓力下,全球的科學家開始重新審視倘煌ǚ緙際??!∽勻煌ǚ繚...

   自然通風是一種具有很大潛力的通風方式,它具有節(jié)能、改善室內熱舒適性和提高室內空氣品質的優(yōu)點,是人類歷史上長期賴以調節(jié)室內環(huán)境的原始手段。在空調技術得以普及,機械通風廣泛應用的今天,迫于節(jié)約能源、保持良好的室內空氣品質的雙重壓力下,全球的科學家開始重新審視自然通風技術。


綠色建筑策略:自然通風技術


 自然通風在實現(xiàn)原理上有利用風壓、利用熱壓、風壓與熱壓相結合以及機械輔助通風等幾種形式?,F(xiàn)代人類對自然通風的利用已經(jīng)不同于以前開窗、開門通風,而是綜合利用室內外條件來實現(xiàn)。如根據(jù)建筑周圍環(huán)境、建筑布局、建筑構造、太陽輻射、氣候、室內熱源等,來組織和誘導自然通風。在建筑構造上,通過中庭、雙層幕墻、風塔、門窗、屋頂?shù)葮嫾膬?yōu)化設計,來實現(xiàn)良好的自然通風效果。


  采用自然通風取代空調制冷技術至少具有兩方面的意義:一是實現(xiàn)了被動式制冷。自然通風可在不消耗不可再生能源情況下降低室內溫度,改善室內熱環(huán)境。二是可提供新鮮、清潔的自然空氣,帶走潮濕污濁的空氣,有利于人體的生理和心理健康。


  自然通風的實現(xiàn)方式


  建筑中常用的自然通風實現(xiàn)方式主要有以下幾種:


  1.利用風壓實現(xiàn)自然通風


  自然通風最基本的動力是風壓和熱壓。在具有良好的外部風環(huán)境的地區(qū),風壓可作為實現(xiàn)自然通風的主要手段。在我國大量的非空調建筑中,利用風壓促進建筑的室內空氣流通,改善室內的空氣環(huán)境質量,是一種常用的建筑處理手段。風洞試驗表明: 風吹向建筑時,因受到建筑的阻擋,會在建筑的迎風面產(chǎn)生正壓力。同時,氣流繞過建筑的各個側面及背面,會在相應位置產(chǎn)生負壓力。風壓通風就是利用建筑的迎風面和背風面之間的壓力差實現(xiàn)空氣的流通。壓力差的大小與建筑的形式、建筑與風的夾角以及建筑周圍的環(huán)境有關。當風垂 吹向建筑的正立面時,迎風面中心處正壓最大,在屋角和屋脊處負壓最大。另外,伯努利流體原理顯示,流動空氣的壓力隨其速度的增加而減小,從而形成低壓區(qū)。依據(jù)這種原理,可以在建筑中局部留出橫向的通風通道,當風從通道吹過時,會在通道中形成負壓區(qū),從而帶動周圍空氣的流 ,這就是管式建筑的通風原理。通風的管式通道要在一定方向上封閉,而在其他方向開敞,從而形成明確的通風方向。這種通風方式可以在大進深的建筑空間中達到較好的通風效果。


  2.利用熱壓實現(xiàn)自然通風


  自然通風的另一原理是利用建筑內部空氣的熱壓差---即通常講的“煙囪效應”---來實現(xiàn)建筑的自然通風。利用熱空氣上升的原理,在l筑上部設排風口可將污濁的熱空氣從室內排出,而室外新鮮的冷空氣則從建筑底部被吸入。熱壓作用與進、出風口的高差和室內外的溫差有關,室內外溫差和進、出風口的高差越大,則熱壓作用越明顯。在建筑設計中,可利用建筑物內部貫穿多層的豎向空腔---如樓梯間、中庭、拔風井等滿足進排風口的高差要求,并在頂部設置可以控制的開口,將建筑各層的熱空氣排出,達到自然通風的目的。與風壓式自然通風不同,熱壓式自然通風更能適應常變的外部風環(huán)境和不良的外部風環(huán)境。


  3.風壓與熱壓相結合實現(xiàn)自然通風


  在建筑的自然通風設計中,風壓通風與熱壓通風往往是互為補充、密不可分的。一般來說,在建筑進深較小的n位多利用風壓來直接通風,而進深較大的部位則多利用熱壓來達到通風效果。位于英國萊徹斯特的蒙特福德大學女王館就是這方面的一個優(yōu)秀實例。建筑師肖特和福特將龐大的建筑分成一系列小體塊,既在尺度上與周圍古老的街區(qū)相協(xié)調,又能形成一種有節(jié)奏的韻律感,同時小的體量使得n然通風成為可能。位于指狀分支部分的實驗室、辦公室進深較小,可以利用風壓直接通風;而位于中間部分的報告廳、大廳及其它用房則更多地依靠“煙囪效應”進行自然通風 。同時,建筑的外維護結構采用厚重的蓄熱材料,使得建筑內部的得熱量降到最低。


  4.機械輔助式自然通風


  在一些大型建筑中,由于通風路徑較長,流動阻力較大,單r依靠自然風壓與熱壓往往不足于實現(xiàn)自然通風。而對于空氣污染和噪聲污染比較嚴重的城市,直接的自然通風還會將室外污濁的空氣和噪聲帶入室內,不利于人體健康。在這種情況下,常常采用一種機械輔助式的自然通風系統(tǒng)。該系統(tǒng)有一套完整的空氣循環(huán)通道,輔以符合生態(tài)思想的空氣r理手段(如土壤預冷、預熱、深井水換熱等),并借助一定的機械方式加速室內通風。


  5.雙層維護結構


  雙層維護結構是當今生態(tài)建筑中所普遍采用的一項先進技術,被譽為“可呼吸的皮膚”。雙層維護結構一般由雙層玻璃或三層玻璃組成,在兩層玻璃之間留有一定寬度的空隙形成空氣夾層,并配有可調節(jié)的深色百頁。在冬季,空氣夾層和百;可以形成一個利用太陽能加熱空氣的裝置,提高建筑外墻表面溫度,有利于建筑的保溫采暖;在夏季,則可以利用熱壓原理將熱空氣不斷從夾層上部排出,達到降溫的目的。對于高層建筑來說,直接對外開窗容易造成紊流,不易控制,而雙層維護結構則能夠很好的解決這一問題。


標簽:現(xiàn)代人類  科學家  建筑  機械  技術  

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