建筑节能——浅析热压作用下的自然通风

建筑节能——浅析热压作用下的自然通风

摘要：建筑的自然通风对人类健康和建筑节能及城市的可持续发展都起着不可替代的作用。在建筑节能设计中，可利用建筑物内部贯穿多层的竖向空腔—如楼梯间、中庭、拔风井等满足进排风口的高差要求，并在顶部设置可以控制的开口，将建筑各层的热空气排出，达到自然通风的目的。热压式自然通风更能适应常变和不良的外部风环境，通过建筑竖井、烟囱、屋顶、双层维护结构等手段实现和加强建筑内部自然通风，有效改善室内空气品质。建筑内部自然通风设计是与气候、环境、建筑融为一体的整体式设计。

关键词：自然通风; 生态; 热压; 漏斗效应; 热舒适性

Abstract: the construction of the natural ventilation to human health and energy conservation of the building and the sustainable development of the city plays an irreplaceable role. In building energy saving design, can use building interior layers of vertical throughout cavity-such as, stair rooms, in the atrium, pull out the wind well meet the requirements of the ventilation system in elevation, and set at the top can control the mouth, and building of each layer will be hot air eduction, achieve the purpose of natural ventilation. Hot pressing natural ventilation type more can adapt often change and poor external wind environment, through the building vertical shaft, chimney, roof, double maintenance structure and strengthen building internal means of natural ventilation, effectively improve the indoor air quality. Building interior design is natural ventilation and climate, environment, construction of an integral design.

Keywords: natural ventilation; Ecological; Hot pressing; Funnel effect; Thermal comfort

风是人类生存空间中的生态因子，它降低了能耗，减少了污染，提高了室内空气品质和人体的舒适感觉，为居住者和使用者提供了良好的生活与工作环境。在炎热地区的建筑中，自然通风降低室温，驱除异味，保持房间空气新鲜，是实现生态建筑的重要手段。

一．自然通风的原理：

在建筑中，自然通风主要是靠建筑物的一些开口(门，窗等)和空间组织〔过道，中庭，天井等)来实现的，如果建筑物的开口两侧存在压力差⊿p，空气就会在这个压力差的作用下产生流动，空气流过此开口时所受到的动力也就等于⊿p。

⊿p＝ξv²ρ/2

其中：v一空气流过窗孔时的流速; ρ一空气的密度；ξ一窗孔的局部阻力系数。

形成这种压力差主要有风压和热压两种方式，两种作用都有着不同的机理与作用方式，建筑物的通风效果却往往是两者综合作用的结果。

二．热压作用下自然通风的应用

人们利用自然通风主要是利用其两大功能：一是通风换气，改善室内空气品质；一是利用自然通风解决夏季或过渡季节的热舒适性问题，取代或部分取代空调。目前热压作用下自然通风在一些建筑物中的应用如下：

1. 利用”竖井”实现自然通风，改变建筑物内部气候

一般来说作为共享空间的中庭就能起到”竖井”的职能，这种中庭一般具备两种功能：一是让太阳射入中庭，加热中庭内的空气，使上下空气形成温差；二是这种中庭一般是可开启的，在需要通风时可使空气流出。冬天，阳光透过玻璃屋顶直射进来，中庭屋顶的侧窗关闭，使中庭成为一个巨大的”暖房”，到了夜晚，白天中庭储存的热量又可以向两侧的房间辐射；夏天，中庭屋顶的侧窗开启，将从门厅引进的自然风带着热量一并排出，使建筑在夜间能冷却下来。可作为”竖井”空间的，除了中庭外还可以利用建筑的楼梯间。

2.利用烟囱实现自然通风

这种烟囱是自然通风和太阳能相结合的产物——太阳能烟囱。在太阳能烟囱的上部一般安装有太阳能集热器，集热器吸收的太阳能可加热烟囱内的空气，产生抽吸作用，使冷空气从建筑物的下部进入，热空气从上部排出。这样在建筑物内形成空气流动，达到室内通风降温的目的，这种系统类似于风管系统。这种利用太阳能强化自然通风的烟囱还可做成风塔或风帽的形式，但如何使那些突出屋面的部分在外观上和屋顶协调，甚至使其成为整个建筑造型的亮点，对每个建筑师来说既是挑战，更是机遇。

3.利用屋顶强化自然通风

屋顶除了作为整个建筑自然通风系统的一个组成部分，利用天窗、烟囱、风斗等构造为气流提供进出口外，本身也可以成为一个独立的通风系统。这种通风屋顶内部一般有一个空气间层，利用热压通风的原理使气流在空气间层中流动，以提高或降低屋顶内表面的温度，进而影响到室内空气的温度。

4.利用双层维护结构强化自然通风

在一些时尚的现代建筑中，其立面构造常常为在绝热双层玻璃内墙和一层单层玻璃之间形成一个通风的外部空腔，空腔中装有智能动力系统控制的百页(有利吸热及调光)，空气通过外层玻璃底部的连续狭缝进入空腔。当室内不需热空气时，可将其通过立面借助顶层的风扇排出，当室内需要热空气时，可将其大量“吸入”室内以维持室温。采用这种可呼吸的玻璃表皮用作建筑外墙，由于具有良