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自然通風(fēng),不可忽視的綠色能量
閱讀：2074發(fā)布時(shí)間：2015-7-30
近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展，各類型活動(dòng)對(duì)于能源消耗亦迅速增加。節(jié)能環(huán)保由此上升為社會(huì)性話題。而作為占據(jù)社會(huì)總能耗近半的建筑能耗，如何讓建筑利用自然的可再生能源、節(jié)約建筑能耗，已成為未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)期我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展之重點(diǎn)。建筑的自然通風(fēng)是指依靠室內(nèi)外風(fēng)力和氣溫差異造成風(fēng)壓和熱壓，促使空氣流動(dòng)，從而使得建筑室內(nèi)外的空氣進(jìn)行交換。自然通風(fēng)不需要消耗任何動(dòng)力，便可使建筑室內(nèi)獲得新鮮空氣，帶走多余熱量，起到降溫、通風(fēng)和節(jié)能的顯著效果。
建筑自然通風(fēng)是當(dāng)前行業(yè)*的經(jīng)濟(jì)、節(jié)能和環(huán)保的通風(fēng)方法。無(wú)論是公共建筑還是住宅，自然通風(fēng)多有利于室內(nèi)環(huán)境改善和保障民眾健康。隨著城市人口密度增長(zhǎng)以及建筑體量和規(guī)模的逐漸膨脹，多數(shù)老舊建筑自然通風(fēng)能力差，單純依靠機(jī)械通風(fēng)效果不好。風(fēng)扇、空調(diào)的機(jī)械通風(fēng)甚至容易引發(fā)各類疾病。同時(shí)，自然通風(fēng)可節(jié)省機(jī)械通風(fēng)所帶來(lái)的能量消耗，有效節(jié)約資源，符合節(jié)能環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展的理念。此外從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)考慮，自然通風(fēng)更可以節(jié)約機(jī)械通風(fēng)的電費(fèi)。
自然通風(fēng)存三種原理
自然通風(fēng)與建筑室外氣候條件關(guān)系密切，根據(jù)其形成主要分為三類：
一是風(fēng)壓產(chǎn)生的自然通風(fēng)。我國(guó)許多非空調(diào)建筑中，大部分都是利用風(fēng)壓來(lái)促進(jìn)室內(nèi)外空氣流通，從而改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。利用風(fēng)壓實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的首要條件是建筑外部有良好的風(fēng)環(huán)境。當(dāng)建筑外部的風(fēng)吹及建筑時(shí)，由于受到阻擋會(huì)在建筑的迎風(fēng)一面上產(chǎn)生正壓力。同時(shí)，氣流繞過(guò)建筑背面及各個(gè)側(cè)面時(shí)，會(huì)在相應(yīng)的位置產(chǎn)生負(fù)壓力。風(fēng)壓正是在這正負(fù)壓力差下產(chǎn)生的，從而實(shí)現(xiàn)空氣流通。壓力差的大小與建筑外形、風(fēng)吹向建筑時(shí)的夾角和建筑周圍的環(huán)境等都有關(guān)系。例如，當(dāng)風(fēng)垂直吹向建筑的正立面時(shí)，迎風(fēng)面中心處產(chǎn)生的正壓力zui大，而屋角和屋脊處產(chǎn)生的負(fù)壓zui大，從而形成zui大的壓差。
二是熱壓產(chǎn)生的自然通風(fēng)。這種形式是利用建筑內(nèi)部空氣的熱壓差形成的自然通風(fēng)，也稱“煙囪效應(yīng)"。它利用熱空氣上升的原理，在建筑的上部設(shè)置排風(fēng)口，將室內(nèi)的污濁熱空氣從高處排風(fēng)口排出，室外的新鮮冷空氣則從建筑底部被吸入室內(nèi)，形成風(fēng)力循環(huán)。熱壓通風(fēng)作用與室內(nèi)外的溫差以及進(jìn)出風(fēng)口的高度差有關(guān)。通常情況下，室內(nèi)外溫差越大、進(jìn)出風(fēng)口高度差越大，熱壓產(chǎn)生的自然通風(fēng)效果越明顯。
三是風(fēng)壓與熱壓綜合作用通風(fēng)。實(shí)際的建筑案例利用風(fēng)壓與熱壓共同作用的情形亦不少見，并能很好地形成互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，來(lái)對(duì)建筑進(jìn)行自然通風(fēng)設(shè)計(jì)。通常，在建筑某部位進(jìn)深較小時(shí)，多采用風(fēng)壓來(lái)直接通風(fēng)，而當(dāng)建筑進(jìn)深較大時(shí)則多采用熱壓來(lái)提高自然通風(fēng)的效果。但是，在實(shí)際利用二者共同組織通風(fēng)時(shí)，要特別注意避免風(fēng)壓和熱壓相互產(chǎn)生抵消作用，從而降低通風(fēng)效果。
影響自然通風(fēng)因素須重視
影響自然通風(fēng)因素較多，在進(jìn)行規(guī)劃和建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要注重以下四個(gè)方面：
一是建筑朝向?qū)τ谧匀煌L(fēng)節(jié)能的影響至關(guān)重要。節(jié)能型建筑必須首先考慮朝向?qū)τ诠?jié)能的影響。我國(guó)多數(shù)地區(qū)尤其是北方地區(qū)建筑以“坐北朝南"為正向，正是考慮到太陽(yáng)方位對(duì)于建筑節(jié)能的直接影響。冬季陽(yáng)光直射入室內(nèi)及主墻面，可以節(jié)省因采暖而消耗的能量，提高室內(nèi)溫度及建筑保暖的效果。此外，建筑朝向的設(shè)置還會(huì)直接改變建筑物周邊以及建筑本身的通風(fēng)情況，從而提高建筑的自然通風(fēng)效果。
二是建筑結(jié)構(gòu)形式對(duì)自然通風(fēng)節(jié)能影響很大。建筑的幾何形狀如建筑挑檐、屋頂坡度、女兒墻等都和建筑周邊風(fēng)壓分布有關(guān)。此外，建筑周邊的植被、綠化及建筑密度等也會(huì)改變風(fēng)速和風(fēng)向并影響到自然通風(fēng)。與此同時(shí)，熱壓的影響因素主要來(lái)自于室內(nèi)外溫差以及建筑的開口位置。合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)能夠有效組織通風(fēng)，保持室內(nèi)溫度和空氣質(zhì)量。如將通風(fēng)器安置在屋頂，并在各層都設(shè)置好通風(fēng)格柵，形成良好的煙囪效應(yīng)，這樣能夠?yàn)樽匀煌L(fēng)的余壓創(chuàng)造有利條件。
三是重視圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱慣性的影響。通常來(lái)講，建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)都有一定熱慣性，其熱容量越大，蓄熱能力就越大，相對(duì)衰減和滯后就愈明顯。因此，重型墻體的蓄熱能力要遠(yuǎn)高于輕型墻體，由蓄熱能力強(qiáng)的厚重材料所組成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，建筑室內(nèi)溫度抵抗外擾波動(dòng)的能力就很強(qiáng)。尤其在北方晝夜溫差較大的地區(qū)，在夏季夜晚利用自然通風(fēng)將冷量?jī)?chǔ)存在室內(nèi)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，白天可將室內(nèi)溫度降低約2 3℃，明顯延長(zhǎng)非空調(diào)時(shí)間，起到節(jié)能效果。
四是室內(nèi)氣流組織不可忘。建筑室內(nèi)氣流組織的好壞會(huì)直接影響到建筑物的能耗、室內(nèi)空氣質(zhì)量以及熱環(huán)境，并zui終影響建筑的自然通風(fēng)效果。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，住宅朝向以及內(nèi)部構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)以有利于自然通風(fēng)為原則，不留死角，同時(shí)保證氣流暢通、阻力小、少拐彎，甚至形成“穿堂風(fēng)"。總之，現(xiàn)代建筑的自然通風(fēng)應(yīng)是有組織、有控制的自然通風(fēng)。
利用自然通風(fēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境控制是應(yīng)當(dāng)大力提倡的、節(jié)能環(huán)保的舉措。人們應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)到，僅僅有這些理論基礎(chǔ)是不夠的，更重要的則來(lái)源于行業(yè)基層的決心、探索和實(shí)踐。**提出，不要搞奇奇怪怪的建筑。從通風(fēng)科學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，這一觀點(diǎn)亦不無(wú)道理。通風(fēng)雖然是建筑行業(yè)內(nèi)極微小的環(huán)節(jié)，但作為政府管理部門，亦應(yīng)當(dāng)考慮制定相關(guān)政策法規(guī)，對(duì)自然通風(fēng)所帶來(lái)的綠色感受加以提倡，需要從城鄉(xiāng)規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等多方面來(lái)完善及實(shí)現(xiàn)。所謂“牽一發(fā)而動(dòng)全身"，這是個(gè)長(zhǎng)久和遠(yuǎn)大的命題。
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