淺析建筑暖通空調節(jié)能及新技術

朱瑞奔

摘要：有關研究表明，我國的建筑業(yè)具有很大的發(fā)展?jié)摿?，其在?jié)能方面的潛力也很大 因此，改進暖通空調節(jié)能技術對解決環(huán)保問題具有重要意義。目前，自然風以其獨特的優(yōu)勢已成為建筑節(jié)能中常用的重要方法。根據自然通風的不同實現(xiàn)原理，可將其分為幾種形式：風壓自然通風，熱壓自然通風，風壓和熱壓組合自然通風以及機械輔助通風。本文從自然通風的實現(xiàn)方法入手，分析了其原理，并初步分析了雙層養(yǎng)護結構和高層建筑的自然通風問題。

關鍵詞：建筑暖通;節(jié)能;通風

前言

隨著空調使用量的不斷增加，我國的能源消耗也日益增加，這必將在很大程度上加劇節(jié)能問題的嚴重性。暖通空調的節(jié)能問題與建筑環(huán)境息息相關，建筑環(huán)境對暖通空調的節(jié)能問題影響很大。我們必須從多方面努力，積極采取措施，優(yōu)化建筑環(huán)境設計，選擇高效節(jié)能的建材，合理使用節(jié)能裝置。本文主要分析自然通風的措施。

1自然通風的實現(xiàn)方法

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，帶走潮濕污濁的空氣，改善室內熱環(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實現(xiàn)方式主要有以下幾種：

1.1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：當風吹向建筑時，因受到建筑的阻擋，會在建筑的迎風面產生正壓力。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。當風垂直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動，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。

1.2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，在建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人。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。在冬季，可將低處的擋板關閉，這樣，拱廊便成為一個溫室，有利于節(jié)約采暖能耗;在夏季，可將擋板滑向上方，就像是大型的上下推拉窗。這樣，經過水面冷卻的冷空氣便可從玻璃墻面下部吹人“拱廊”內部，而室內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，地板下還設有調節(jié)室溫的水冷系統(tǒng)，調節(jié)過程中被熱空氣加熱的水在晚間則可向室內補充熱能。

1.3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，在建筑進深較小的部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。

1.4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， 單純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人室內，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)。

1.5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，空氣夾層和百頁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.

2結束語

與同緯度許多發(fā)達國家相比，我國冬天氣候更冷，夏天氣候更熱，南方空氣濕度還很高。在這種濕熱環(huán)境下，我國房屋的保溫隔熱性能卻要比發(fā)達國家差得多，相當于發(fā)達國家在同等條件下采暖耗能的2至3倍。自然開窗通風更是大量的浪費建筑熱能。沒有高效建筑節(jié)能的解決方案，不可再生的化石能源是不可能支撐我國這樣的大國全面實現(xiàn)現(xiàn)代化的！采暖耗能的節(jié)能是個根本性問題。雖然我國目前對此研究不多，但隨著可持續(xù)發(fā)展的設計理念的不斷發(fā)展，建筑自然通風必將受到越來越多的關注。

參考文獻：

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（作者單位：江蘇盛德量行建設咨詢有限公司）