建筑暖通空調節能及新技術研究

劉剛

摘要：相關研究表明，我國建筑行業具有較大的發展潛力，其在節能方面的潛能也是巨大的。所以，提高暖通空調節能技術對環保問題的解決具有重要意義，當前自然風已經以其獨特的優勢成為建筑節能中普遍采用的一項重要手段。又根據自然通風的實現原理的不同可分為：依靠風壓實現的自然通風、依靠熱壓實現的自然通風、將風壓與熱壓相結合的自然通風以及機械輔助通風等幾種形式，本文從自然通風的實現方法著手，分析其原理，并對雙層維護結構和高層建筑的自然通風問題進行了初步的分析。

關鍵詞：建筑暖通；節能；通風

前言：

隨著空調使用量的不斷增加，我國的能源消耗量也在日漸增長，這必定會在很大程度上加劇節能問題的嚴重性。對于暖通空調的節能問題，與其建筑環境是有密切聯系的，建筑環境對暖通空調的節能問題具有很大的影響。我們要從多方面努力，積極采取措施，優化建筑環境的設計，選取高效節能的建筑材料，合理使用節能裝置，本文主要對自然通風這一措施進行了分析。

1.自然通風的實現方法

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方式主要有以下幾種：

1.1利用風壓實現自然通風

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境的地區，風壓可作為實現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。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，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的接合處縫隙中排出。除此以外，地板下還設有調節室溫的水冷系統，調節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。

1.5雙層維護結構

雙層維護結構是當今生態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。在這種濕熱環境下，我國房屋的保溫隔熱性能卻要比發達國家差得多，相當于發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現代化的！采暖耗能的節能是個根本性問題。雖然我國目前對此研究不多，但隨著可持續發展的設計理念的不斷發展，建筑自然通風必將受到越來越多的關注。

參考文獻

[1]暖通空調的節能問題分析及對策[J].陳飛來.建材與裝飾.2016（14）

[2]淺析暖通空調節能技術對策[J].黃幼心.民營科技.2015（08）

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