淺析建筑暖通空調(diào)工程節(jié)能及新技術(shù)

王朋飛 池浩

摘 要：暖通空調(diào)系統(tǒng)是民用建筑的一個(gè)重要系統(tǒng)。 其設(shè)計(jì)水平直接影響到民用建筑的內(nèi)部空氣環(huán)境和舒適度。近年來(lái)，隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的深入實(shí)施和節(jié)能環(huán)保政策的大力實(shí)施，對(duì)民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)提出了更高的要求。因此，在現(xiàn)代民用建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，既要注意其功能設(shè)計(jì)，又要充分考慮其節(jié)能設(shè)計(jì)。從自然通風(fēng)的實(shí)現(xiàn)方法入手，分析了自然通風(fēng)的原理，并對(duì)雙層養(yǎng)護(hù)結(jié)構(gòu)和高層建筑的自然通風(fēng)進(jìn)行了初步分析。

關(guān)鍵詞：建筑暖通;節(jié)能;通風(fēng)

前言：

建筑節(jié)能環(huán)保是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展對(duì)建筑節(jié)能有著至關(guān)重要的作用，暖通空調(diào)的發(fā)展應(yīng)遵循節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的原則，保障建筑環(huán)境的健康與安全，適應(yīng)國(guó)家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略，實(shí)行冷熱計(jì)量政策，創(chuàng)造不同地域特色的暖通空調(diào)發(fā)展技術(shù)。

一.建筑暖通設(shè)計(jì)中應(yīng)采取的節(jié)能措施

1.自然通風(fēng)的實(shí)現(xiàn)方法

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(dòng)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：

1.1利用風(fēng)壓實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)

自然通風(fēng)最基本的動(dòng)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(guó)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(shí)，因受到建筑的阻擋，會(huì)在建筑的迎風(fēng)面產(chǎn)生正壓力。同時(shí)，氣流繞過(guò)建筑的各個(gè)側(cè)面及背面，會(huì)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?chē)沫h(huán)境有關(guān)。當(dāng)風(fēng)垂直吹向建筑的正立面時(shí)，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(dòng)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(guò)時(shí)，會(huì)在通道中形成負(fù)壓區(qū)，從而帶動(dòng)周?chē)諝獾牧鲃?dòng)，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(kāi)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。

1.2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(lái)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- 如樓梯間、中庭、拔風(fēng)井等滿(mǎn)足進(jìn)排風(fēng)口的高差要求，并在頂部設(shè)置可以控制的開(kāi)口，將建筑各層的熱空氣排出，達(dá)到自然通風(fēng)的目的。在冬季，可將低處的擋板關(guān)閉，這樣，拱廊便成為一個(gè)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(jīng)過(guò)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(guò)程中被熱空氣加熱的水在晚間則可向室內(nèi)補(bǔ)充熱能。

1.3風(fēng)壓與熱壓相結(jié)合實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)

在建筑的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)中，風(fēng)壓通風(fēng)與熱壓通風(fēng)往往是互為補(bǔ)充、密不可分的。一般來(lái)說(shuō)，在建筑進(jìn)深較小的部位多利用風(fēng)壓來(lái)直接通風(fēng)，而進(jìn)深較大的部位則多利用熱壓來(lái)達(dá)到通風(fēng)效果。

1.4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(zhǎng)，流動(dòng)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(duì)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(huì)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)。

1.5雙層維護(hù)結(jié)構(gòu)

雙層維護(hù)結(jié)構(gòu)是當(dāng)今生態(tài)建筑中所普遍采用的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，被譽(yù)為“可呼吸的皮膚”。雙層維護(hù)結(jié)構(gòu)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(diào)節(jié)的深色百頁(yè)。在冬季，空氣夾層和百頁(yè)可以形成一個(gè)利用太陽(yáng)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(dá)到降溫的目的。對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，直接對(duì)外開(kāi)窗容易造成紊流，不易控制，而雙層維護(hù)結(jié)構(gòu)則能夠很好的解決這一問(wèn)題.

二.結(jié)束語(yǔ)

與同緯度許多發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)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(guó)房屋的保溫隔熱性能卻要比發(fā)達(dá)國(guó)家差得多，相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家在同等條件下采暖耗能的2至3倍。自然開(kāi)窗通風(fēng)更是大量的浪費(fèi)建筑熱能。沒(méi)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(guó)這樣的大國(guó)全面實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的！采暖耗能的節(jié)能是個(gè)根本性問(wèn)題。雖然我國(guó)目前對(duì)此研究不多，但隨著可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念的不斷發(fā)展，建筑自然通風(fēng)必將受到越來(lái)越多的關(guān)注。

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