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被动式热压自然通风研究综述
建环130X班姓名 130111111建环零林冠婧 000110
摘要:近年来,能耗问题成为社会关注的焦点。总能耗中建筑能耗占了三分之一左右,而建筑能耗的相当一大部分用于室温调节。太阳能是一种清洁方便的新型能源。利用太阳能的被动式热压自然通风应时而生。本文综合介绍并分析了被动式热压自然通风的三种主要方式及其相应研究成果。
关键词:自然通风换气量被动式热压自然通风

自然通风是一种最常见的通风换气方式,主要由风压或热压引起。与机械通风相比,自然通风的最大好处在于它不消耗动力,获得适当的通风换气量。此外,自然通风对提高室内空气质量、改善人体热舒适性也有明显的好处。当室内气温高于室外的气温时,自然通风还能使建筑构件降温。
以上三种功能的相对重要性取决于不同季节与地区的主导气候条件。其中通风效果的好坏可以用单位时间内的气体流量来表示。
在炎热干旱地区,夏季室外气温高达四十多度,太阳辐射是建筑的主要得热。这么大的热负荷若全采用机械通风,能耗巨大且不经济。另外,随着太阳能采暖的普及,被动式太阳能住宅(passive solar house)夏季过热成了太阳能利用中的一个新问题。如何解决以上问题,更好地利用太阳能??如果采用穿堂风,则有时换气量较大,会带入不必要的热量。解决这些问题的一个行之有效的办法是利用被动式热压自然通风,主要方式包括太阳烟囱(solar chimney)、太阳能屋顶集热器(roof solar collector)、特隆布墙(tromble wall)。
被动式热压自然通风的主要原理是热压通风。所谓热压通风,就是利用建筑内部由于空气密度不同,热空气趋向于上升,而冷空气则趋向于下降的特点,促进自然通风。
热压作用与进风和出风的风口高度差,以及室内外空气温度差存在着密切的关系:高度差愈大,温度差愈大,则热压通风的效果愈明显。
被动式热压自然通风主要应用双层夹壁,玻璃外壁用于透过太阳照射,内壁是蓄热墙,通常含有绝热材料,内外壁之间有一定间隔,分别有开口与外界或室内相通。内壁吸收太阳能,可以达到相当高的温度。从而使内外壁出现较大温差,导致气体的密度差,在夹壁内形成自然对流,浮力作用使气流上升,与外界形成循环,促进室内的自然通风(烟囱效应)。这种室内外的气体循环不仅带进新风,增加换气量,还带走了室内多余的热量和湿气。同时,内壁含有绝热材料,可以减少外界对室内的传热量,这就有效降低了室内热负荷,改善人体热舒适性。
被动式热压自然通风的另一显著优点表现在它的自调节性。室外气温越高,太阳集热系统吸收的太阳辐射也越大,其中空气温度也越高,从而产生更大的通风换气量。因为热压作用与进风和出风的风口高度差,以及室内外空气温度差存在着密切的关系:高度差愈大,温度差愈大,则热压通风的效果愈明显。如果室内温度小于室外温度,则通风状况为由上向下通风(沉降),如果室内温度高于室外温度,则通风状况为由下向上通风(拔风)。所以随外界条件的改变,被动式太阳能冷却会自动调节进风量与出风量。此外,这种冷却方式均是在建筑物结构上加以简单改进,能与建筑设计较好地融合,体现了生态建筑优化设计的思想。
被动式热压自然通风到底具有多大应用潜力,太阳烟囱、太阳能屋顶集热器、特隆布墙的通风能力孰强孰弱,如何运用其达到最好效果,