蟻穴在建筑中的應用

趙沛略

青島農業(yè)大學 山東 青島 266000

引言

自然通風是一種古老的技術,主要的能量來源是氣壓和熱壓。傳統(tǒng)建筑中的空氣,道路,中庭和山谷風都是地理上自然產生的空氣。本文重點介紹現(xiàn)代建筑通風中螞蟻的使用,應當指出的是,在當今工業(yè)發(fā)展和人口增長的大城市中,城市環(huán)境的空氣污染最嚴重。當使用充足的自然空氣時,污濁的室外空氣和噪音會直接合并到房屋中,這種情況經常發(fā)生,對人類的身體健康存在一定的問題。我們可以使用機械設備的方法,來對空氣進行處理后進行傳輸,因此,這是處理空氣并將其傳遞給螞蟻通風系統(tǒng)的最有效方法,我們將在下面的許多方面進行討論。

1 蟻穴式通風系統(tǒng)原理分析

非洲和澳洲之間的道路上擁有世界上一些宏偉的沙丘—白蟻丘。這些土墩通常高3 m,按照人類的比例,白蟻丘的高度約為1500 m。該建筑幾乎是迪拜塔(818米)的兩倍,它是當今世界上最高的建筑,并且與白蟻路和柏油路相比,兩旁都是白蟻和固體唾液。圖1顯示了山丘的外觀。令科學家印象最深的不是白蟻丘的大小,而是它可以在非洲維持28攝氏度的恒定溫度,晝夜溫差為40至50度的事實。生物學家稱土墩為“超級有機體”。天氣炎熱時,人流汗而涼爽;寒冷時,身體會搖晃,白蟻將這種平衡行為從身體轉移到它們居住的蟻丘,允許蟻穴發(fā)揮平衡作用。

圖1

一個英美研究人員小組對非洲撒哈拉沙漠中的大型白蟻丘進行了為期三年的研究,發(fā)現(xiàn)無論外界溫度變化多長時間,螞蟻的溫度都保持非常穩(wěn)定(見圖2)。研究表明,白蟻丘通常在地上有一個丘,中間有一個“真菌花園”,還有一個地基。

圖2 白蟻丘內外溫度測量數(shù)據(jù)

白天和晚上之間溫度的顯著差異使白蟻丘能夠解決散熱和保溫問題,并始終保持空氣新鮮。在夏季,白蟻從地下水位以下的深層土壤中吸取冷濕的泥漿,作為冷源。同時,河流下部的一個洞吸收新鮮空氣,并通過許多邊界空間下降。冷空氣通過中央通道上升,從孔中吸收熱量,高高的山丘變成了“煙囪”,起到了導流板的作用,最終,熱空氣穿過其中。在晚上,當外部溫度下降并且需要對巢穴進行加熱時,圣丘食好的保溫能力可以在沙丘內部提供足夠的熱量。在這段時間里,白蟻阻擋了土墩的開口,只留下了周圍的通風區(qū)域。通過不斷挖掘和堵塞坑和地面表面的通風孔,蟻丘可以適應外界自然節(jié)奏的變化,并控制自然進出的空氣。這種巧妙的局部結構和自我調節(jié)行為極大地增強了控制內部氣流的能力,不僅提供氧氣,還起到維持熱量和封閉熱量的作用,從而將蟻丘變成了真正的空氣塔。螞蟻的巢穴具有疏通空氣的功能,這是不可思議的,因為許多螞蟻的巢穴都具有類似的功能。出乎意料的是,土墩看起來像一個巨大的肺部,具有神奇的呼吸功能。在蟻穴中,空氣的循環(huán)和進入與肺呼吸非常相似。

實際上,兩個“器官”系統(tǒng)之間的主要區(qū)別在于,蟻冢為起伏提供動能,但肺部可以充分利用自然條件來保持蟻穴內的空氣。如圖3所示。比較蟻穴與肺構造的對比。

圖3

在上面的討論中,解釋了通風白蟻的原理。可以看出,室內通風系統(tǒng)的好處非常明顯。如果人們可以建立一個類似或類似的通風系統(tǒng),那么節(jié)能就很重要,這一功能可能是我們研究的指標之一。

2 問題分析

(1)造價高。像許多現(xiàn)代綠色建筑一樣,由于所有類型的新設備在價格方面都要求高價格,因此存在初始投資高的問題。并且由于目前這種類型的屬性很少,這種類型的建筑個性化很強,工業(yè)生產水平不足,這在某種程度上決定了其高成本。

(2)環(huán)保意識不足。當用戶對環(huán)境保護的關注度不足時,建筑商將不采取建造此類建筑物,因為將花費高昂的建造成本。隨著人們對環(huán)保意識的增強,即使綠色建筑更加昂貴,人們仍然更喜歡綠色建筑,這可以在一定程度上降低綠色建筑的成本。

(3)地理條件限制。在這種通風系統(tǒng)中,空氣非常重要,因此在濕度低的地區(qū),該通風系統(tǒng)非常難以操作,并且這種系統(tǒng)非常適合大風環(huán)境。

3 創(chuàng)新應用

在以上對螞蟻通風系統(tǒng)的分析中,據(jù)指出,用于螞蟻巢的空氣冷卻的冷源來自地下水位。在未來的研究中,有可能將土壤用作冷源,而不是先進行冷卻。然后將其放置在一個房間中,盡管地下空間的開發(fā)會大大增加成本,但是隨著地下空間的不斷發(fā)展,我們可以在地下開采地下水時創(chuàng)建一個冷地下源,因此無需單獨地下開采可以大大降低成本。

結語

這個星球上只有一件事可以保存,那就是生命本身。它已經存在于地球上4億年,而可持續(xù)建筑必須是能夠生存的建筑。大自然告訴我們,經過數(shù)億年進化而選擇的生命智慧遠勝于進化觀念的創(chuàng)造。我們需要更多地了解自然界,并將其應用于改善人類所需的技術問題。盡管并不理想,但墨爾本東門中心和新市政廳的建設仍在為可持續(xù)建筑開辟新的方向,并在面臨重大環(huán)境危機的社會中探索可持續(xù)發(fā)展的新平穩(wěn)道路。