建筑為什么要自然通風(fēng)呢?

建筑物采用自然通風(fēng)取代空調(diào)制冷技術(shù)至少具有兩方面的意義:一是實(shí)現(xiàn)了被動式制冷。自然通風(fēng)可在不消耗不可再生能源情況下降低室內(nèi)溫度,帶走潮濕污濁的空氣,改善室內(nèi)熱環(huán)境。二是可提供新鮮、清潔的自然空氣,有利于人體的生理和心理健康。建筑中常用的自然通風(fēng)實(shí)現(xiàn)方式主要有以下幾種:

利用風(fēng)壓實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)

自然通風(fēng)最基本的動力是風(fēng)壓和熱壓。在具有良好的外部風(fēng)環(huán)境的地區(qū),風(fēng)壓可作為實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的主要手段。在我國大量的非空調(diào)建筑中,利用風(fēng)壓促進(jìn)建筑的室內(nèi)空氣流通,改善室內(nèi)的空氣環(huán)境質(zhì)量,是一種常用的建筑處理手段。風(fēng)洞試驗(yàn)表明:當(dāng)風(fēng)吹向建筑時,因受到建筑的阻擋,會在建筑的迎風(fēng)面產(chǎn)生正壓力。同時,氣流繞過建筑的各個側(cè)面及背面,會在相應(yīng)位置產(chǎn)生負(fù)壓力。風(fēng)壓通風(fēng)就是利用建筑的迎風(fēng)面和背風(fēng)面之間的壓力差實(shí)現(xiàn)空氣的流通。壓力差的大小與建筑的形式、建筑與風(fēng)的夾角以及建筑周圍的環(huán)境有關(guān)。當(dāng)風(fēng)垂直吹向建筑的正立面時,迎風(fēng)面中心處正壓最大,在屋角和屋脊處負(fù)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(fēng)通道,當(dāng)風(fēng)從通道吹過時,會在通道中形成負(fù)壓區(qū),從而帶動周圍空氣的流動,這就是管式建筑的通風(fēng)原理。通風(fēng)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(fēng)方向。這種通風(fēng)方式可以在大進(jìn)深的建筑空間中達(dá)到較好的通風(fēng)效果。

利用熱壓實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)

自然通風(fēng)的另一原理是利用建筑內(nèi)部空氣的熱壓差——即通常講的“煙囪效應(yīng)”來實(shí)現(xiàn)建筑的自然通風(fēng)。利用熱空氣上升的原理,在建筑上部設(shè)排風(fēng)口可將污濁的熱空氣從室內(nèi)排出,而室外新鮮的冷空氣則從建筑底部被吸人。熱壓作用與進(jìn)、出風(fēng)口的高差和室內(nèi)外的溫差有關(guān),室內(nèi)外溫差和進(jìn)、出風(fēng)口的高差越大,則熱壓作用越明顯。在建筑設(shè)計(jì)中,可利用建筑物內(nèi)部貫穿多層的豎向空腔-在夏季,可將擋板滑向上方,就像是大型的上下推拉窗。這樣,經(jīng)過水面冷卻的冷空氣便可從玻璃墻面下部吹人“拱廊”內(nèi)部,而室內(nèi)的熱空氣則由玻璃墻面與屋頂?shù)慕雍咸幙p隙中排出。除此以外,地板下還設(shè)有調(diào)節(jié)室溫的水冷系統(tǒng),調(diào)節(jié)過程中被熱空氣加熱的水在晚間則可向室內(nèi)補(bǔ)充熱能。

機(jī)械輔助式自然通風(fēng)

在一些大型建筑中,由于通風(fēng)路徑較長,流動阻力較大,

單純依靠自然風(fēng)壓與熱壓往往不足于實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。而對于空氣污染和噪聲污染比較嚴(yán)重的城市,直接的自然通風(fēng)還會將室外污濁的空氣和噪聲帶人室內(nèi),不利于人體健康。在這種情況下,常常采用一種機(jī)械輔助式的自然通風(fēng)系統(tǒng)(藍(lán)昊負(fù)壓風(fēng)機(jī)就屬于這類自然通風(fēng))。

(作者單位:山東宇泰光電科技有限公司)