绿色建筑:大楼无空调也凉爽
6月16日,来自麻省理工学院网站的一条消息称,该学院的研究人员正在努力开发建筑设计软件,帮助建筑师设计以自然空气流通保持楼内凉爽的商业大楼。关于软件的更详细解释刊登在麻省理工学院的《能源》简报上。
麻省理工学院建筑技术科学系主任、建筑技术程序主管利昂·格利克斯曼认为,正确的楼房设计可以增加空气流通、保持楼内温度,从而减少甚至取消传统空调的使用。
但建筑师们担心这种新理念行不通,因此科学家现正在开发实现这一目标的软件和模型,以帮助建筑师设计能通过自然风制冷的楼房。
事实上,在英格兰卢顿市,麻省理工学院的这一团队已经真正建了一幢利用自然风原理设计的楼房。该楼的中间有一个很大的中心厅堂,一直升到顶层,上面的几层楼都与中心厅堂相通,每层楼都有可操作的窗户,中心厅堂顶上有5个巨大的通风口,且都装有排风扇来加大通风量。这些设计都很好地解决了空气流通问题。
此样板楼运转正常,新鲜空气从窗户进来,进入厅堂,然后上升,通过顶上的排风口排出。在自然风作用下,楼内很凉爽。
研究人员对楼内6个月的温度和空气等指标进行了记录,结果和预想的一样:新鲜空气从窗户进入,穿过庭院,然后从通风口流出。但是厅堂周围的空气测试显示,有些楼层庭院附近的空气向着窗户流去,形成漩涡,而窗户是进来新鲜空气的。
科学家最后通过模型和电脑数据分析发现了问题所在。他们通过建造卢顿楼1/12大的模型,配备发热的家电、人和电脑等,形成居住环境。然后用电脑模拟进风状况、室内的发热情况和其他影响室内温度的因素,计算房间及其之间、厅堂和外面之间的空气流动情况。
在电脑模型的帮助下,空气流通之谜得以揭开,同时科学家也找到了解决方法。这是因为温差和浮力作用使冷空气有时只在厅堂低矮处转动,进入一个办公室。地面上方转动的空气流向窗户,然后迅速上升,撞到天花板后再掉头朝厅堂流来,在局部形成反向旋涡。
格利克斯曼说:“经过样板楼测试,我们发现我们的想法有特别的效果。通过电脑模型测试,首先证实了这有真正的效果,其次解释了为何会有效果的原因。”这些效果可以由楼房的自动控制系统来调节,比如,当需要保证持续不同地有空气进来时,就打开排风扇。
通过这些实验和发现,麻省理工学院的专家将很快研究出一套简单易操作的软件,以帮助建筑师设计自然通风的路径,便于他们发现如何利用楼房的朝向、科学设计的窗户和其他方法最大程度地减少空调的使用。
当然,自然通风降温有限。比如,在炎炎夏日的香港,传统空调还将需要。但在春秋时节,有自然通风就够了。这样一年可以节省一半的电费。
独特设计保证自然通风———
新型大楼无空调也很凉爽
信息来源:北京科技报