暖通工程師解析自然通風(fēng)散熱技術(shù)的原理與實(shí)例
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自然通風(fēng)散熱技術(shù)的原理
眾所周知，冷熱空氣由于密度差異，冷空氣較重而向下沉;熱空氣較輕而上升。氣流的流動(dòng)路線是從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，如果中途遇到障礙物則形成氣流聚集區(qū)，使迎風(fēng)側(cè)形成正壓區(qū)，背風(fēng)側(cè)則形成負(fù)壓區(qū)。氣流受壓力差異的影響便會(huì)流動(dòng)。而且此時(shí)，氣流的方向和速度受障礙物的形狀和氣壓差大小的直接影響。我們給建筑物進(jìn)行通風(fēng)散熱當(dāng)然希望通過自然風(fēng)自動(dòng)流動(dòng)，帶走陳舊空氣帶來新鮮空氣，從而達(dá)到通風(fēng)的目的。
對(duì)比自然通風(fēng)散熱技術(shù)的實(shí)例
自然通風(fēng)是借助大氣壓和熱壓的差異使空氣流動(dòng)，是室內(nèi)空氣與大自然空氣的交流，而不需要利用機(jī)械致熱源。如果能在平面布置、建筑構(gòu)造、地形和建筑物走向方面利用好自然通風(fēng)，將取得很好的通風(fēng)效果。下面就是幾種自然通風(fēng)散熱的常見的方式。
第一，采用熱壓方式實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)散熱。當(dāng)室內(nèi)外溫度有明顯高低差異時(shí)，室內(nèi)外便會(huì)形成熱壓力差異，因此室內(nèi)外冷熱空氣便會(huì)流通。這就是眾所周知的“熱島效應(yīng)”。室內(nèi)空氣熱，形成上升氣流，即高壓區(qū);室外空氣冷，形成低壓區(qū)，此時(shí)，高壓區(qū)的氣流便會(huì)流向低壓區(qū)，即室內(nèi)熱空氣流向室外，室外冷空氣流進(jìn)室內(nèi)。因此，室內(nèi)外熱壓差越大，內(nèi)外流動(dòng)的氣流越大，自然通風(fēng)的效果越好。
這種熱壓作用下的自然通風(fēng)在亞熱帶地區(qū)、熱帶地區(qū)以及溫帶地區(qū)的夏季利用較為普遍。比如，我國(guó)湖北省武漢市的建筑通風(fēng)散熱風(fēng)格主要就是采取自然通風(fēng)。
第二，采取風(fēng)壓實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。它的原理是利用建筑物的迎風(fēng)面和背風(fēng)面之間的風(fēng)速差來促使空氣實(shí)現(xiàn)流通與交換。但建筑物周圍的環(huán)境和風(fēng)向會(huì)造成一定的影響：(1)建筑物的迎風(fēng)面與背風(fēng)面的壓力差越大，就會(huì)有越快速的空氣流通，則自然通風(fēng)的效果就越好;(2)建筑物周圍越空曠，空氣流通速度就越快，自然通風(fēng)的效果就越好。
如果建筑物位于沿海地帶，有良好的海風(fēng)作為基礎(chǔ)，則室內(nèi)外的風(fēng)壓差異明顯，有利于室內(nèi)外兩種氣流的對(duì)換。這可以有效的改善室內(nèi)的空氣質(zhì)量，保持室內(nèi)空氣的清新。
第三，采用熱壓與風(fēng)壓相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。大部分建筑是單獨(dú)采取熱壓或者風(fēng)壓方式來實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，然而，某些特殊地區(qū)的建筑需要同時(shí)采取熱壓和風(fēng)壓的方式，因此，二者之間有著密切的關(guān)系。一般而言，建筑的深度決定著采取何種方式來實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。建筑較高的部分多采取風(fēng)壓直接通風(fēng)，而較低的部分采取熱壓的方式是比較好的選擇。
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