燕窩: 采用自然通風的的經濟效益和環境效益

淺談建筑物自然通風技術的原理

[摘要]本文首先介紹了建筑物自然通風技術的原理,指出了自然通風的經濟效益和環境效益,然后論證了如何在建筑設計中實現自然通風,并提出了傳統的自然通風技術和建設。

對該地區的自然地理和氣候特征進行了調整,并舉例說明了自然通風與區域氣候的完美結 合。它旨在引起區域建筑設計中對自然通風的傳統技術的重視。

自然通風長期以來被用作傳統的建筑物熱保護技術,并已廣泛應用于世界各地的傳統房屋中。在炎熱潮濕的地區,人們看到的傳統民居經常有這樣的外表。:建筑物有開窗;他們使用輕質墻壁;意義深遠的挑釁;高高的天花板和通風口;建筑物經常在頭頂上避開地面上的濕氣和熱空氣,在這張圖片后面收集更多的冷風——,隱藏了勞動人民使用自然通風技術的簡單概念。自然通風是一種潛力巨大的通風,是人類歷史上長期調節室內環境的原始手段。

空調的產生使人們能夠積極地控制生活環境,而不是像過去一樣被動地適應自然;大量使用空調已逐漸淡化了自然通風的應用。如今,隨著空調技術的普及,在節約能源和保持良好室內空氣質量的雙重壓力下,世界各地的科學家們不得不重新審視傳統的自然通風技術。在這種背景下,將傳統的自然通風建筑生態技術重新引入現代建筑中比,以往任何時候都更加重要。

1.自然通風的理論機制

通常意義上的自然通風是指通過有目的的開口產生氣流。該流動直接受到建筑物外表面上的,壓力分布和不同開口的特征的影響。壓力分布是功率,每個開口的特性決定了流動阻力。在自然通風方面,建筑物內空氣流動有兩個主要原因:風壓為:,室內外空氣密度較差。這兩個因素可以單獨使用或一起使用。

1. 1風壓下的自然通風

風的形成是由于大氣中的壓力差。如果風在通道上遇到障礙物,例如樹木和建筑物,則會發生能量轉換。動態壓力變為靜壓,從而在迎風面上產生正壓(約為風速動壓的0.5-0.8倍),并在背風面上產生負壓(約為0.3-0.4倍)風動壓力)。通過建筑物產生的壓力差導致空氣,從窗戶縫隙和迎風側的其他間隙流入房間,而室內空氣從背風面排出,形成完整的風壓自然通風。建筑物周圍的風壓與建筑物的幾何形狀,建筑物相對于風向的方向,風速和建筑物周圍的自然地形有關。

1.2熱壓下的自然通風

熱壓是由室內和室外空氣之間的溫差引起的。這被稱為“煙囪效應”。由于溫度差異,出現室內和室外密度差異,并且沿建筑物墻壁的垂直方向發生壓力梯度。如果室內溫度高于室外溫度,建筑物上部的壓力將會更高,而下部的壓力也會更低。當在這些位置有孔時,空氣通過下部開口進入并從上部流出。如果室溫低于室外溫度,則氣流方向反轉。熱壓的量取決于兩個開口之間的高度差異以及內部和,外部之間的空氣密度差異。在實踐中,建筑師經常使用煙囪,通風塔,庭院中庭等,為使用自然通風提供有利條件,使建筑物具有良好的通風。

1. 3在風壓和熱壓的共同作用下的自然通風。

實際建筑物中的自然通風是風壓和熱壓相結合的結果,但它們各自的作用是強弱的。由于風壓受天氣,室外風向,建筑物形狀和周圍環境的影響,風壓和熱壓不是簡單的線性疊加。因此,建筑師應充分考慮各種因素,使風壓和熱壓相互補充,密切配合,實現建筑物的有效自然通風。

1. 4機械輔助自然通風

在一些大型建筑物中,由于通風路徑長且流動阻力大,僅依靠自然風壓和熱壓通常不足以實現自然通風。對于空氣污染嚴重,噪聲污染嚴重的城市,直接自然通風會給室內帶來室內臟空氣和噪音,不利于人體健康。在這種情況下,經常使用機械輔助的自然通風系統。該系統具有完整的空氣循環通道,并輔以具有生態意識的空氣處理方法(如土壤預冷,預熱,深井水熱傳遞等),并采用一定的機械方法。

加速室內通風

2.自然通風的經濟和環境效益

自然通風是當今建筑中常用的一種技術,用于改造建筑物的熱環境并節省空調能源。自然通風的基本目的是更換(或部分更換)空調制冷系統。更換過程有兩個重要含義。:一個是實現有效的被動冷卻。當室外空氣溫度和濕度較低時,自然通風可降低室內溫度并帶走潮濕氣體而,不消耗不可再生能源。為了達到人體的熱舒適性,即使室外空氣溫度和濕度超過舒適區,冷卻和除濕處理也需要能量消耗,自然通風可用于運輸處理過的新鮮空氣,從而消除風扇能耗沒有噪音。這有利于降低能耗,減少污染,實現可持續發展的理念。其次,它可以提供清新,干凈的自然空氣(新風),有利于人們的身心健康。室內空氣質量較差主要是由于缺乏足夠的新鮮空氣。由空調引起的恒溫環境也會降低人體的抵抗力,導致各種“空調”。自然通風可以消除室內臟空氣,也有利于滿足人與自然的心理需求。

3.建筑設計中自然通風的實現和案例分析。

傳統建筑有許多方法可以學習自然通風。在我們的現代建筑設計中,我們積極考慮自然通風,注重與區域建筑的有效結合,這對合理利用自然通風和節能具有實際意義。

3.1建筑類型的設計和建筑 的布局。

綜合體的布局對自然通風有很大影響。考慮到單個建筑物的加熱和防止過多的太陽輻射,建筑物的正常應盡可能與夏季的主導風向一致;然而,對于建筑 而言,如果風沿著建筑物的法線吹來,它將在背風面形成一個大的。漩渦區域不適合后面的建筑通風。在建筑設計中,應綜合考慮這兩個方面的優缺點。根據風向投影角度(風向與房屋外墻法線之間的夾角)對室內風速的影響,可以確定合理的建筑物間距,建筑 的布局可以也可以合并。改變以達到減少間距的目的。由于前建筑物對后部建筑物通風的影響,整體設計也應結合整體情況來控制建筑物的大小,包括高度,深度,寬度甚至形狀。

3.2維護結構開放設計

建筑物開口的 配置和開口的大小,窗戶的類型和開口,窗戶面積比的合理設計等,直接影響建筑物內的氣流和通風效果。根據測量,當開口寬度為開口寬度的1/3~2/3時,當開口尺寸為總建筑面積的15%-25%時,開口效果 。開口的相對位置在氣流路徑中起決定性作用。進風口和出風口應以相對交錯的方式排列,使氣流可以在室內改變,室內氣流更均勻,通風效果更好。

3.3注意“穿風”的組織

“乘風”是實現自然通風的 方式。所謂的“通風”意味著風從建筑物的迎風側的空氣入口吹過房間,并從背風側的空氣出口吹出。顯然,進氣口和出氣口之間的風壓差越大,房屋內的氣流阻力越小,通風越平穩。此時,房屋在通風方向上的深度不宜過大,否則通風會很差。

3.4在建筑設計中形成豎井空間,以加速氣流并實現自然通風。

建筑設計中軸空間的主要形式是:

(1)純凈開放空間——目前,大量建筑物設計有中庭,主要用于過度建造的建筑物,用于照明。另一方面,我們可以利用建筑中庭的熱壓來創造自然通風。由福斯特設計的法蘭克福商業銀行,是使用中庭進行自然通風的成功范例。在這種情況下,設計師使用計算機模擬和風洞測試來分析60層中庭空間的通風。為了避免中庭內部過度紊亂,每12層作為一個獨立的單元,每個都使用自然熱量來實現自然通風,并取得良好的效果。

(2)“煙囪”空間,也稱為風塔——,由豎井和幾個風口組成。太陽能空氣加熱器安裝在房間的出風口的末端,以泵送從塔頂進入的空氣。該系統類似于管道空氣供應系統。風塔由垂直軸和風斗組成。在通風不良的區域,屋頂上方的氣流可用于將上部氣流引入建筑物內部,以加速建筑物內的空氣流通。鏟斗的開口應面向主導風向。在主導風向不固定的區域,可以設計多個面對的風斗。

或設計為隨風旋轉。例如,在英國的Budington零能源開發項目中,設計了一個可以隨風向旋轉的風洞。通過其他措施,自然風壓用于實現建筑物內的通風。

3.5屋頂的自然通風

通風和隔熱屋頂通常可以通過以下兩種方式完成。: 1)在結構層的上部安裝頂部絕緣層。這樣,通風層放置在屋頂結構層上,中間空氣層用于帶走熱量以達到冷卻屋頂的目的。此外,頂板還可以保護屋頂防水層。

2)利用傾斜屋頂本身的結構,在結構層的中間設置通風隔熱層,也可以獲得更好的隔熱效果。

灣被動自然通風實施效果一

C。被動自然通風實施效果二

一個。指出了自然通風的原理

在云南省永仁縣扶貧搬遷的規劃和實施中,大多數人在冬季從較冷的山區遷移到夏季較熱的山區。土著居民的住房形式在寒冷地區發展和持續,他們的夏季通風問題不是主要的空間限制。新搬遷的土地夏季較熱,室外有較大的區域風,但室內風速相對較小。由于后墻和山墻沒有窗戶,室內通風不是很好。新搬遷的居民對室內熱環境表示極大不滿。因此,提高建筑物的通風效果是克服住宅建筑缺陷的主要途徑。在新農舍的設計中,二樓的正面建有窗戶和一百頁,后面增加了可打開的窗戶,以確保第二層作物的自然干燥功能。為了應對夏季炎熱的氣候,挑戰的設計得到了加強,大廳,臥室和閣樓的通風設計得到了精心設計。通過簡單的施工措施,房屋的熱環境得到了積極的改善和引導(圖a,b,c)

)。在這個項目中,傳統的自然通風,一種綠色適用的技術,有效地應用于傳統民居的更新,不僅符合經濟要求,而且符合生態效益。

3.6雙層玻璃幕墻維護結構

雙層(或三層)幕墻是當今生態建筑中常用的先進技術。它被稱為“呼吸皮膚”,由兩個內外幕墻組成。通風原理是在兩個玻璃幕墻之間留下空腔,并且在空腔的兩端有可控的空氣入口和空氣出口。在冬季,入口和出口關閉,在雙層玻璃之間形成“日光溫室”,以提高外殼表面的溫度;在夏季,入口和出口都打開,“煙囪效應”用于實現空腔內的自然通風,使玻璃在兩者之間。連續排出熱空氣以達到冷卻的目的。為了實現更好的隔熱,通常在通道中提供可調節的暗百葉窗。雙層玻璃幕墻可以解決高層建筑風壓過大,熱壓過大引起的湍流不易控制,解決夜窗通風問題的問題。無需擔心安全問題,可以提高信封結構的保溫性能,降低室內噪音。在節能方面,由于通風層的功能,雙層通風幕墻與單層幕墻相比節能42%-52%,冷卻時節能38%-60%,這是解決建筑節能的新方向。

3.7太陽能增強自然通風

太陽能增強了自然通風,并充分利用了太陽能,這是一種可通風的可持續能源。太陽能增強型自然通風結構包括:屋頂太陽能煙囪,Trombe墻壁和太陽能空氣收集器。上述三種結構可以單獨設置以增強通風,但為了在夏季實現更好的冷卻,這些實踐通常與其他建筑結構組合成有組織的自然通風系統。

4.結論

通風是建筑最基本的功能之一,是一個新舊主題。降低建筑物的能耗,實現人造環境與建筑自然環境之間的動態平衡,是建筑在滿足基本功能和美學要求后應追求的更高目標。

在我們目前的建筑設計中,特別是一些建筑物的翻新,如新住宅的設計,我們不僅要注意自然通風技術,還要注意它。

旨在將這一傳統技術與當地的地理氣候特征和氣候因素相結合,提出多層次,全面,適宜的施工技術,體現“氣候決定建筑”的設計理念。

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