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王怡

2021-06-03王怡

世界建筑 2021年5期
关键词:室内空气建筑节能通风

我自1987年踏入西安建筑科技大学(原西安冶金建筑学院)的校门,在这里完成了本科阶段的学习,后获得保送研究生资格,师从我国暖通空调领域专家马仁民教授,在马老师细心的引导下开展了建筑置换通风及人体热舒适的硕士阶段研究。1999年入刘加平教授门下,在团队中参加了建筑节能领域的系列项目研究工作,奠定了我对建筑节能和环境质量的系统全面认知,真正开启了对科研的兴趣与追求,并逐步形成了针对于工业建筑的研究方向。

每每填写我的个人简历之时,总是觉得我的求学履历表异常简单,因为只有西安建筑科技大学一所学校。我的知识体系来源于西建大,也一直在争取为西建大的教学和科研工作添砖加瓦。

1 《工业建筑节能》

2 《室内空气品质》

3 《工业建筑节能设计统一标准》

4 《科学通报》杰青专刊封面文章

建筑通风的重要性

在可预见的未来中,建筑使用者和设计者都将会更加注重建筑的“实用、经济、绿色、美观”等内容。无论是 “绿色建筑”,还是以绿色建筑为基础、更加注重人员健康的“健康建筑”,室内空气质量都对其性能优劣具有高权重的影响。而通风则是一门采用自然或机械方法,对建筑空间进行换气,排除余热、余湿及污染物,使室内空气环境满足卫生和安全等要求的技术。因此我们说,通风,是提升建筑品质的关键技术,是建筑物应具备的基本属性。

自然通风 & 机械通风

从能源动力的种类角度来看,通风可分为自然通风和机械通风两大类。其中,自然通风是利用热压、风压等自然的手段来促使空气流动而进行的通风换气方式。在传统建筑的发展过程中,各地都形成了适应当地气候特点的自然通风利用措施。比如江浙传统民居,尽可能地多开窗户、利用阁楼和天井,依水而建,进而达到将室内的热量排除,并将低温空气引入室内的目的。又见徽州传统民居,它们高高的天井空间有利于其自然通风,开敞的堂屋使风畅通无阻地进出,从而使得堂屋与天井组合形成纵向贯通的格局。随着建筑模式从传统到现代的不断发展,相应的自然通风技术亦在不断地推陈出新。太阳能采集器和通风塔,与建筑中庭等结构设计有机地结合,均是高效低耗的自然通风策略。而相对来说,依托机械手段(风机、风扇)的机械通风,虽可控性强,却需要消耗能源。当代多元通风方法中,可将其与可再生能源相结合,例如利用土壤蓄能的地道通风技术,可在夏季代替人工制冷,可以大幅度减少夏季空调能耗,并且获得良好的室内空气质量,并减少氟利昂等温室气体排放。

所以,无论是自然通风,还是机械通风,无论是天然冷源,亦或是人工冷源,都应因地制宜、相互补充,从建筑用能的角度,寻求缩短设备运行时间、降低负荷、提高设备能效的设计策略,不应一味追求零能耗。

建筑通风技术面临的挑战和契机

针对从建筑热湿环境的角度提高人的热舒适性这个课题,传统建筑蕴含了丰富的经验,现代建筑通风技术也形成了比较有效的技术途径,并在不断探索如何进一步降低能耗。然而,室内空气品质问题,相对比较复杂,是通风技术发展面临的挑战。作为专业技术人员,我们应该不断询问自己:

如何获得更加高效的通风,在节约建筑能耗的同时,提高室内空气质量?

怎样才是控制人对颗粒物暴露的有效手段?

通风气流组织对人体暴露的影响规律是什么?

环境浓度能否真正评价对人体健康的危害?

……

幸运的是,快速发展的实验测试技术、数值模拟技术,恰为大幅度提高建筑室内空气环境的认知水平提供了契机,给早期通风领域无法完成的测试分析,提供了有效的手段,让我们可以阶段性回答自己提出的问题。高大建筑空间分区控制方法,可重点保护人员活动区(特别是呼吸区)的环境质量,并重点防控集中排放的污染物。涡环通风和涡旋通风等新型气流组织模式,具有控制能力强、控制距离远等特点,应用在室内污染物通风控制中,则能够改善现有通风系统的不足。呼吸暖体假人的人体微环境实验,可以精确测量污染物吸入至呼吸道部位的有效剂量,有助于提出更加有效的通风方法,并为个体防护措施提供理论基础和依据。我们只有一层一层地揭开这些问题的谜底,才能让建筑通风技术更好地服务社会。

总而言之,广泛推广绿色建筑,优化建筑通风设计,需要建筑行业包括规划师、建筑师、设备工程师等所有专业技术人员的共同努力。

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