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一种用于建筑单元自然通风的拔风构件及其通风方法技术

技术编号:40961208 阅读:3 留言:0更新日期:2024-04-18 20:39
一种用于建筑单元自然通风的拔风构件及其通风方法,包括拔风单元、主导气通道和集热爬升单元,拔风单元下端入风口连通引风单元;主导气通道包括连通各房间的主进风道和主出风道,主进风道设置在拔风单元内,主出风道连通拔风单元;集热爬升道设置于斜屋顶,集热爬升道入口连通主出风道,出口并联接入拔风单元上部。在中国西北部地区能够代替空调实现夏季通风,具有节约能源的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑通风领域,具体涉及一种用于建筑单元自然通风的拔风构件及其通风方法


技术介绍

1、“自然通风”即利用环境自然形成的气流,通过建筑布局、形体及构件设计等方式引导该气流,利用风压、热压强化该气流可实现建筑的自然通风。在外部环境适宜的前提下,风压可作为建筑通风的主要方式。当建筑物受到风压力时,正面是正压力,侧面背面则是负压力,压力差产生空气流通,实现换气;或者通道入口和出口的风压出现压力差,该压力差也产生空气流通,实现换气。利用热压是自然通风的又一原理。热压差又称为“烟筒效应”。温度高的空气比重小而上升,并从建筑物上部排出,这时会在低密度空气所在处形成负压区,于是建筑物外比重大的新鲜空气被吸入,形成通风换气。机械通风是自然通风的辅助。因建筑进深大,流通路线长而复杂,空间多空气流通阻力大。所以,利用机械来进行自然通风是很有必要的。

2、现有技术中,五花八门的建筑通风设计存在如下技术问题:

3、(1)缺乏通用的拔风构件。

4、日本广岛建设株式会社kajimacorp公开一种通风建筑(公开号:jp2000320031a,公开日:2000年11月21日),为解决办公楼等多层建筑物自然换气替换空调的强制换气的技术问题,建筑1包括4层,每层设有居室4,建筑1正前方有透明玻璃的外壁2,透明外壁2和3层以上建筑物之间形成纵向上贯通建筑物的拔风通道3。拔风通道3底部设有入风口7,在通风孔3的上部配设有排气口6。各居室4隔板19和天花板之间形成连通拔风通道5的开口部20。由于太阳照射外壁2使得拔风通道5内积存热量,热压使得从外壁2进入到拔风通道5的太阳热产生烟囱效应,持续将入风口7的风抽向排气口6。其缺点是透明玻璃的外壁2和各层居室4之间的拔风通道并没有通用性,每个建筑均有其自身建筑设计特点,无法用到其他建筑设计中。

5、(2)中庭向上拔风造成阳面房间的气流由南向北被开门窗由北向南的穿堂风弱化

6、日本积水建筑株式会社(sekisui house kk)公开一种低密住宅自然通风建筑结构(jp2000081237a,2000年03月21日),为解决在低密住宅中二层居室由于温差小或者压差小而换气不足的问题,低密住宅包括至少两层住宅,住宅顶部设有屋脊顶棚,屋脊顶棚内设排气室,低密住宅中间设置地面直通排气室的中庭3,在一楼的各房间外墙底部设置连通室外的供气口1,从各楼层各个房间内墙底部设置连通中庭3的通气口4,在顶楼各房间内墙顶部设置连通屋脊顶棚的通气孔,排气室包括三个阶梯腔,最小截面腔8连通屋顶烟囱7,通过设计相当的烟囱直径能保证充分换气。通过最小截面腔8内设风扇和风量传感器无风时换气量不足得以改善。但是,上述拔风通道主要通过中庭,将风拔至屋脊顶棚然后又释放至大气中。由于中庭位于楼体中部,阳面房间的进出风流路与正常开门窗的穿堂风反向,被该穿堂风弱化,空气流通效果变差。

7、(3)用集热器对持续流过气流产生热压,持续的抽吸力明显不足

8、北京工业大学公开一种太阳能强化自然通风(cn1844788a,公开日:2006年10月11日),其斜屋顶设有连通房间的通风换气道5,通风换气道5的顶壁是蓄热墙12,太阳能集热器4设置在蓄热墙12,太阳能集热器4收集热量传导至蓄热墙12,蓄热墙加热通风换气道5内空气,强化自然通风,将室内的高温、高湿空气排出。通风换气道5内是静止的空气是可以被蓄热墙12加热的,但是,持续的空气流过通风换气道5时,热交换时间非常短,不能持续加热流过的空气至所需温度,所以,因流经的空气不能被加热而膨胀,持续的抽吸力明显不足。

9、(4)轴流风机的设置,至少旋转轴和风机叶片占据烟囱流道,降低烟囱自然通风的抽吸力

10、通常烟囱顶部设置轴流风机,以增加通风流量。轴流风机的至少旋转轴和风机叶片要设置在烟囱流道中,甚至电机也占据烟囱流道,这样烟囱流道就被占据大半,使得自然通风时降低烟囱自然通风的通风截面。

11、因此,本领域迫切需要一种拔风构件以及通风方法,以取代空调的自然通风为目的,能够持续保持热压和风压,从而构建由北向南穿过各房间的穿堂风,在不侵占烟囱流道空间的前提下可选择使用风机,成为传统建筑完全取代空调的自然通风设计的技术突破的关键难题。


技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的缺陷,本专利技术的目的在于提供一种用于建筑单元自然通风的拔风构件及其通风方法,以取代空调的自然通风为目的,能够持续保持热压和风压,从而构建由北向南穿过各房间的穿堂风,在不侵占烟囱流道空间的前提下可选择使用风机,解决“无论低密住宅,还是高层住宅,可完全取代空调的通风设计”的技术问题。

2、本专利技术的目的是这样实现的,一种用于建筑单元自然通风的拔风构件,所述建筑单元包括n层房屋、斜屋顶和通风廊道,n为大于等于2的正整数,每层房屋均包括阳面房间和阴面房间,包括

3、拔风单元,拔风单元下端入风口连通通风廊道,用于由通风廊道垂直向上至其顶部形成拔风通道;

4、主导气通道,主导气通道包括连通各房间的主进风道和主出风道,主进风道设置在拔风单元内,用于持续形成进入各房间的正压进风气流;主出风道连通拔风单元,用于使得主出风道内形成由北向南地穿过各房间的负压出风气流;

5、积热爬升单元,积热爬升单元设置于斜屋顶,积热爬升单元入口连通主出风道,出口并联连通拔风单元,积热爬升单元用于得其内空气累积升温形成热压并将主出风道空气抽吸至拔风单元。

6、进一步地,主进风道设置在拔风单元内且下端连通通风廊道,用于通过各房间底部设置的进风口分别将地面冷空气送入建筑单元的各个房间;主出风道由一层顶部向上垂直延伸至顶层,用于通过各房间顶部设置的出风口将各房间的风抽出,使得各房间通过进风口和出风口形成由由北向南的穿堂风。

7、进一步地,主进风道包括第一进风道和第二进风道,第一进风道用于将建筑单元底部室外空气送入阴面各层对应房间;第二进风道设置在拔风单元内,第二进风道的下端设有第一拢风口,第一拢风口设于拔风单元的下端入风口,第一拢风口的横截面由下而上逐渐减小,用于将建筑底部的室外空气送入阳面各层对应房间内。

8、进一步地,其特征在于,拔风单元包括拔风烟囱和可选择设置的第二拔风烟囱,由通风廊道垂直向上延伸至高出建筑单元顶部至少一个楼层高地设于建筑单元内部;第二拔风烟囱设置在建筑单元背阴面且连通在通风廊道和拔风烟囱之间。

9、进一步地,通风廊道是建筑一层或半地下由背阴面直通阳面的巷道;或者通风廊道为由建筑单元的建筑一层或地下的巷道背阴面封闭,通过降温机构连通建筑背阴面的地上室外。

10、进一步地,第二进风道设置在拔风烟囱内;当选择设置第二拔风烟囱时,第一进风道设置在第二拔风烟囱内,第一进风道下端与第二进风道下端具有相同结构;当不设置第二拔风烟囱时,第一进风道设置在阴面的房间的建筑外墙外,第一进风道下端设有弯头,弯头端部设有第一进风口,弯头通过第一进风口朝向背阴面地设于通风本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于建筑单元自然通风的拔风构件,所述建筑单元包括n层房屋、斜屋顶和通风廊道(11),n为大于等于2的正整数,每层房屋均包括阳面房间和阴面房间,其特征在于,包括

2.如权利要求1所述用于建筑单元自然通风的拔风构件,其特征在于,主进风道(21)设置在拔风单元(10,50)内且下端连通通风廊道(11),用于通过各房间底部设置的进风口(23)分别将地面冷空气送入建筑单元的各个房间;主出风道(22)由一层顶部向上垂直延伸至顶层,用于通过各房间顶部设置的出风口(24)将各房间的风抽出,使得各房间通过进风口和出风口形成由由北向南的穿堂风。

3.如权利要求1所述用于建筑单元自然通风的拔风构件,其特征在于,主进风道(21)包括第一进风道(21.1)和第二进风道(21.2),第一进风道(21.1)用于将建筑单元底部室外空气送入阴面各层对应房间;第二进风道(21.2)设置在拔风单元(10,50)内,第二进风道21.2的下端设有第一拢风口(27),第一拢风口(27)设于拔风单元(10)的下端入风口,第一拢风口(27)的横截面由下而上逐渐减小,用于将建筑底部的室外空气送入阳面各层对应房间内。

4.如权利要求3所述用于建筑单元自然通风的拔风构件,其特征在于,拔风单元(10,50)包括拔风烟囱(10)和可选择设置的第二拔风烟囱(50),由通风廊道(11)垂直向上延伸至高出建筑单元顶部至少一个楼层高地设于建筑单元内部;第二拔风烟囱(50)设置在建筑单元背阴面且连通在通风廊道(11)和拔风烟囱(10)之间。

5.如权利要求4所述用于建筑单元自然通风的拔风构件,其特征在于,所述通风廊道(11)是建筑一层或半地下由背阴面直通阳面的巷道;或者通风廊道(11)由建筑单元的建筑一层或地下的巷道背阴面封闭,通过降温机构(70)连通建筑背阴面地上室外。

6.如权利要求4所述用于建筑单元自然通风的拔风构件,其特征在于,第二进风道(21.2)设置在拔风烟囱(10)内;当选择设置第二拔风烟囱(50)时,第一进风道(21.1)设置在第二拔风烟囱(50)内,第一进风道(21.1)下端与第二进风道(21.2)下端具有相同结构;当不设置第二拔风烟囱(50)时,第一进风道(21.1)设置在阴面的房间的建筑外墙外,第一进风道(21.1)下端设有弯头(25),弯头(25)端部设有第一进风口(26),弯头(25)通过第一进风口(26)朝向背阴面地设于通风廊道内。

7.如权利要求3所述用于建筑单元自然通风的拔风构件,其特征在于,所述并联连通拔风单元(10,50)实现为:拔风烟囱(10)上部设有套筒(12)和间隔设于外周壁的抽吸孔(13),套筒(12)和抽吸烟囱(10)之间形成锥环形的抽吸腔(15),抽吸孔(13)连通抽吸腔(15)和拔风烟囱(10);集热爬升通道(30)的上端出口(35)连通抽吸腔(15)。

8.如权利要求6所述用于建筑单元自然通风的拔风构件,其特征在于,积热爬升单元(30,80)包括第二积热爬升道(80),第二积热爬升道(80)包括积热气道(81)和设置在其两侧的热电单元(82,83),积热气道(81)的两相对侧壁交替且间隔设有多个热交换板(84,,85),以在积热气道81中形成折返通气路(86),热交换板(84,85)分别一体连接该侧的热电单元(82,83)。

9.如权利要求1所述用于建筑单元自然通风的拔风构件,其特征在于,拔风单元(10)在烟囱出口可选地设有变频风机(46),变频风机(46)通过轴径流机构不占据通道空间地设置在拔风烟囱(10)的顶部;轴径流机构(60)包括支撑坑罩(61)、下导流罩(62)和上导流罩(63),下导流罩(62)和上导流罩(63)以中板(64)轴对称叠置设置,中板(64)设有连通孔,下导流罩(62)固定连接在支撑坑罩(61)中,支撑坑罩(61)设有坑罩通孔(61.1);变频风机(46)的输出轴穿过下导流罩(62)顶壁固定且将风机叶片设置在下导流罩的导流腔中。

10.一种利用权利要求1-9任一所述用于建筑单元自然通风的拔风构件且以人体舒适度为优化目标的建筑通风方法,其特征在于,

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【技术特征摘要】

1.一种用于建筑单元自然通风的拔风构件,所述建筑单元包括n层房屋、斜屋顶和通风廊道(11),n为大于等于2的正整数,每层房屋均包括阳面房间和阴面房间,其特征在于,包括

2.如权利要求1所述用于建筑单元自然通风的拔风构件,其特征在于,主进风道(21)设置在拔风单元(10,50)内且下端连通通风廊道(11),用于通过各房间底部设置的进风口(23)分别将地面冷空气送入建筑单元的各个房间;主出风道(22)由一层顶部向上垂直延伸至顶层,用于通过各房间顶部设置的出风口(24)将各房间的风抽出,使得各房间通过进风口和出风口形成由由北向南的穿堂风。

3.如权利要求1所述用于建筑单元自然通风的拔风构件,其特征在于,主进风道(21)包括第一进风道(21.1)和第二进风道(21.2),第一进风道(21.1)用于将建筑单元底部室外空气送入阴面各层对应房间;第二进风道(21.2)设置在拔风单元(10,50)内,第二进风道21.2的下端设有第一拢风口(27),第一拢风口(27)设于拔风单元(10)的下端入风口,第一拢风口(27)的横截面由下而上逐渐减小,用于将建筑底部的室外空气送入阳面各层对应房间内。

4.如权利要求3所述用于建筑单元自然通风的拔风构件,其特征在于,拔风单元(10,50)包括拔风烟囱(10)和可选择设置的第二拔风烟囱(50),由通风廊道(11)垂直向上延伸至高出建筑单元顶部至少一个楼层高地设于建筑单元内部;第二拔风烟囱(50)设置在建筑单元背阴面且连通在通风廊道(11)和拔风烟囱(10)之间。

5.如权利要求4所述用于建筑单元自然通风的拔风构件,其特征在于,所述通风廊道(11)是建筑一层或半地下由背阴面直通阳面的巷道;或者通风廊道(11)由建筑单元的建筑一层或地下的巷道背阴面封闭,通过降温机构(70)连通建筑背阴面地上室外。

6.如权利要求4所述用于建筑单元自然通风的拔风构件,其特征在于,第二进风道(21.2)设置在拔风烟囱(10)内;当选择设置第二拔风烟囱(50)时,第一进风道(21.1...

【专利技术属性】
技术研发人员:张鹏举扎拉根白尔
申请(专利权)人:内蒙古工业大学
类型:发明
国别省市:

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