(西安三建建设有限公司,陕西,西安,710001)
【摘 要】随着科技的进步,工业的飞速发展,不可再生能源的枯竭,环境的日益恶化,人们对社会、经济的可持续发展越来越重视。为了贯彻节约能源、保护环境的政策,实现可持续发展的目标,国家颁布并实施了一系列建筑节能的法规和方针政策,而自然通风在建筑设计中最大的优势就是能耗极低,同时在提高空间利用率和提高舒适度方面也优势明显。通风按照动力的不同,分为机械通风与自然通风。机械通风主要是靠通风设施提供动力实现空气流动,是进行有组织通风的主要技术手段;自然通风完全依靠自然力来实现,与机械通风相比,自然通风消耗的能源可以忽略不计,不仅如此,自然通风的初期投资也远低于机械通风。
【关键词】自然通风;气流;建筑;风压;环境
1、自然通风的理论机理
1.1 由热压造成的自然通风
风压和热压是促进自然通风的力量,通常而言,当室内与室外的气压形成差异的时候,气流就会随着这种差异进行流动,从而实现自然通风,促进室内空气的流通,使居住者感到居住适宜,通风气爽。自然通风五一是相对于电器的通风更加健康、更加经济、更加舒适的通风方式。有时候通风口的设置对于促进通风也具有重要的作用,有助于加强自然通风的实施效果。影响热压通风的因素有很多种:窗孔位置、两窗孔的高差和室内空气密度差都是重要的因素。在建筑设计实施的过程中,使用的方法有很多,例如建筑物内部贯穿多层的竖向井洞也是一种重要的方法,通过合理有效的通风方法实现空气的流通。实现建筑隔层空气的流通将热空气通过流通排除室外,达到自然通风,促进空气的交换。和较风压式自然通风对比而言,热压式自然通风对于外部环境的适应性也是很高的。
1.2 由风压造成的自然通风
在很多地方,风能比较丰富,风压对于促进自然通风的作用是非常大的,风压手段是促进自然通风的重要手段,在促进自然通风的时候,只有注意到通风的各种注意事项,才能够促进通风的顺畅,保障通风的实际效果。当风向面向建筑物的时候,自然会受到大型建筑物的阻挡,建筑物外面的风力会向四周分散,受到建筑物的阻碍,在风力的作用下,建筑物产生压力也是一种必然的现象。同时,风力不被阻挡的几个侧面积通过风力会产生不同程度的负面压力,也有利于空气的流通。风压通风也是通过正面和负面的压力差异来实现流通的。通过室外风力促成的风压和室内空气的不同造成气流差异形成力量,以促进室内空气的流动,减少室内污染物的排放,以达到减少室内余热、余湿的最终效果。自然通风根据基本的要求有几个方面:由于热压造成的自然通风、由于风压造成的自然通风、由于热压风压共同力量的结合造成的自然通风,纯自然通风和外力协助的自然通风都是通风的重要方式。风压造成的自然通风不仅有利于居民的室内居住环境的适宜,同时也有利于环保节能工作的落实。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这是一种自然环保的通风方式,也在很多的建筑施工领域得到了广泛的应用。
1.3 风压与热压共同作用实现自然通风
自然通风也有一种通过风压和热压共同作用来实现自然通风,建筑物受到风、热压同时作用时,建筑物会在压力的作用下受风力的各种作用,风压通风与热压通风相互交织,相互促进,实现通风。一般来说,在建筑物比较隐蔽的地方,对于通风的实现也是必要的,这种风向的流向是在风压和热压的相互作用下进行的。
1.4 机械辅助式自然通风
现代化的建筑楼层越来越高,面积越来越大,实现通风的必要性更大,同时也必然面对的一个问题是这也使得通风路径更长,这样空气就会受到建筑物的阻碍,因此,不得不面对的现实是简单的依靠自然风压及热风无法实现优质的通风效果。但是,对于自然通风需要注意的一个问题是,由于社会发展造成的自然环境恶化,对于城市环境比较恶劣的地区,自然通风会把恶劣的空气带入室内,造成室内空气的污染,危害到居住者的身体健康,这时就需要辅助的自然通风,这有利于室内空气的净化,不仅实现室内的通风,也不将影响身体健康的恶劣空气带入室内。
2、绿色建筑中自然通风的应用分析
2.1 由热压造成的自然通风
风压和热压是促进自然通风的力量,通常而言,当室内与室外的气压形成差异的时候,气流就会随着这种差异进行流动,从而实现自然通风,促进室内空气的流通,使居住者感到居住适宜,通风气爽。自然通风五一是相对于电器的通风更加健康、更加经济、更加舒适的通风方式。有时候通风口的设置对于促进通风也具有重要的作用,有助于加强自然通风的实施效果。
影响热压通风的因素有很多种:窗孔位置、两窗孔的高差和室内空气密度差都是重要的因素。在建筑设计实施的过程中,使用的方法有很多,例如建筑物内部贯穿多层的竖向井洞也是一种重要的方法,通过合理有效的通风方法实现空气的流通。实现建筑隔层空气的流通将热空气通过流通排除室外,达到自然通风,促进空气的交换。和较风压式自然通风对比而言,热压式自然通风对于外部环境的适应性也是很高的。
2.2中庭及风井通风
中庭及风井通风属于热压通风,利用空气的相对密度差加强通风,中庭及风井上部空气温度高导致密度较小,而下部空气从外墙进入后温度相对较低,密度较大,这种由于气温不同产生的压力差使室内热空气升起,通过中庭及风井上部的开口逸散到室外,形成自然通风过程,俗称“烟窗效应”。中庭上部空气被太阳加热,随着中庭垂直高度的增加,温度升高,因此,中庭上部和下部的温度梯度较大。一般中庭上部均设有通风天窗,通风天窗的启闭对中庭内的温度分布影响很大,相较于天窗关闭状态,开启天窗后,中庭顶部室内温度会明显降低,其室内外空气温差可以下降4℃以上,甚至达到7.74℃。在冬季,阳光透过中庭玻璃屋顶直射进来,中庭上部窗孔关闭,使中庭成为一个巨大的“玻璃阳光房”,中庭内热空气扩散到温度较低的房间,减少室内采暖负荷;而夏季,中庭屋顶的窗孔开启,中庭内的“烟窗效应”将强化自然通风效果,热空气排出室外,降低室内空调能耗。风井通风是利用风井顶部的可控制开口,排出建筑物内的热量。在实际工程应用中,为了增加自然通风效果,一般风井会结合太阳能光热技术,即太阳能烟囱。太阳能烟囱是利用室外太阳辐射热通过透明材料进入烟囱通道后被吸热壁面上的蓄热材料吸收,加热风井上部的空气,从而增加太阳能烟囱上部空气与底部空气温差,致使空气密度差增大,加强空气流动的浮升力,推动热气流上升,达到加强自然通风的目的。太阳辐射强度增加,则太阳能烟囱的壁面热流密度增加,太阳能烟囱的壁面吸收的热量增大,其内外密度差越大,热压越大,“烟囱效应”越明显。
3、结语
良好、合理地利用自然通风,不仅从根本上实现了绿色建筑的基本理念———减少建筑能耗,还降低了对环境的不良影响。实现绿色建筑的“人—建筑—自然”三者和谐共生,最终达到经济效益、社会效益和环境效益的统一,是实现建筑可持续发展战略的途径。自然通风技术在绿色建筑中的应用应注意以下问题:(1)因地制宜地利用自然通风。自然通风在不同地区应用时,应充分考虑当地环境及气候条件。(2)自然通风与其他方式综合利用。自然通风可以和多种能源利用方式相结合,如太阳能烟囱、自然采光天井、地道风等,自然通风的效果明显得到提高,从而获得更大的经济及社会价值。
参考文献:
[1]凌林.自然通风热舒适探讨[J].建筑节能,2010,38(236):23-25.
[2]彭小云.自然通风与建筑节能[J].工业建筑,2007,37(3):5-9.
论文作者:杨安定
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年1月供稿
论文发表时间:2016/4/22
标签:自然论文; 风压论文; 中庭论文; 空气论文; 建筑物论文; 烟囱论文; 室内论文; 《工程建设标准化》2016年1月供稿论文;