千年之前就有空调了是真的吗

现在夏天的温度，动辄高温突破38°，大家都喜欢躲在冷气房内享受舒服的空调。那大家有没有想过一个问题：古代没有冷气，是怎么克服夏天的？今天我们会从10000年前讲到100年前，从西方说到东方，来看看老祖宗们如何发挥大智慧。西方的花式降温：史前时代很简单，人类遇到问题就要迁徙。没东西吃，搬；野兽太多，搬；天气太冷，往南搬；天气太热，往北搬，反正那时地广人稀，没有高房价的问题，有问题搬家就对了。后来，人们逐渐学会了种田和养小动物定居后，有了文明，粮食也可以稳定生产，也不怕野兽侵袭了。面对炎热的夏天，搬也搬不走，怎么办呢？首先住在沙漠边缘的古埃及人，应该最头痛。

古埃及人想到的方法是“水”。古埃及人先把埃及随手可得的芦荟，挂在窗户上并且用水沾湿，借着风吹动沾水的芦荟，达到降温的效果。其实这就是现在水冷扇的原理，利用水分蒸发来散热，在这个过程中，还可以让空气更潮湿，对湿度低又干燥的沙漠气候很有用。同样属于沙漠气候的波斯，也有类似的创造。波斯的传统建筑，风塔与蓄水池是个标配。风塔简单说就是烟囱效应，室外的热空气经过风塔，温度会有一定程度的下降，吹进来的风就不再是热风。而且搭配地下室的蓄水池，加快水分蒸发，让室内更加凉爽，还顺便加湿，简直就是那时代的冷气。波斯的隔壁，阿拉伯地区穆斯林人也是防热高手，面对酷热的沙漠气候，伊斯兰建筑外墙会尽量减少开窗，让太阳无法直射入内。

这边顺便简单介绍一下伊斯兰建筑的特色，庭院和花园是伊斯兰建筑的标配，他们的庭院叫做Sahn，几乎每一座传统清真寺都有Sahn，通常还会配一座喷水池，喷水池不但美观，还可以降温。人们的穿着也尽量宽松，大多穿着浅色的亚麻衫，有钱人就穿丝绸，不但可以保持空气流通，又可以防晒。东方的暴力降温：接着说到东方，财大气粗的东方帝国，比较喜欢的是最原始的方法一一暴力降温。周朝时就会修筑冰窖，冬天时到河中挖取冰块保存，夏天拿出来食用，甚至有专门的管理机关，这方法一直延续到了清朝。

PDCA循环是美国质量管理专家休哈特博士首先提出的，由戴明采纳、宣传，获得普及，所以又称戴明环。PDEC是被动式蒸发冷却下向通风技术。

1、性质不同：PDCA是英语单词Plan(计划)、Do(执行)、Check(检查)和Act(处理)的第一个字母，PDCA循环就是按照这样的顺序进行质量管理，并且循环不止地进行下去的科学程序。PDEC是被动式蒸发冷却下向通风技术。

2、特点不同：PDCA在质量管理活动中，要求把各项工作按照作出计划、计划实施、检查实施效果，然后将成功的纳入标准，不成功的留待下一循环去解决的工作方法。PDEC在当代的研究已有几十年，研究主要围绕气候类型﹑建筑空间形式及相关构造展开。

3、原理不同：PDEC系统将室外空气从风塔的上方引入，利用水的直接蒸发冷却提供冷空气以替代常规空调压缩机制冷，冷空气在重力作用下沿塔下沉，从下部开口进入需要降温的空间。PDCA主要是在计划执行过程之中或执行之后，检查执行情况，看是否符合计划的预期结果效果。

扩展资料：

注意事项：

PDCA循环并不是一次性的，他是爬楼梯式的循环，四个阶段周而复始的转动，每一次运动又会增加新的内容和目标，经过循环解决问题，提高质量水平。推动PDCA循环的关键在于总结阶段，通过总结经验，肯定成绩，发现不足，纠正错误，这是PDCA循环不断前进的关键。

PDSA循环中重视S阶段的挖掘过程，需要解决异于传统并打破常规是PDSA循环的真谛，要懂得创新才能改进，通过循序渐进的学习与改进，达到举一反三的功效，有目的、有步骤前进与开创新局面。

参考资料来源：百度百科-PDCA

参考资料来源：百度百科-PDEC

迪拜是全球性国际金融中心之一，拥有世界上第一家七星级酒店(帆船酒店)、世界最高的摩天大楼(哈利法塔)、全球最大的购物中心、世界最大的室内滑雪场等，以活跃的房地产、赛事、会谈等近乎世界纪录的特色吸引了全世界的目光。迪拜旅游必去景点有哪些，下面就一起来看看吧

一，棕榈岛

被称为“世界新八大奇迹—”，耗资140亿美元，是世界上最大的陆地改造项目之一，它由一个像棕榈树干形状的人工岛、17个棕榈树形状的小岛以及围绕它们的环形防波岛3部分组成。逐年发展建成一座海上城市，全岛将有6万多户居民，5万多名服务人员分布在全岛32家旅馆，数十座商场以及游乐场所为岛民提供各种服务。整体完工后，300多个小岛会按照世界地图的形状形成一个“世界岛”，人们从空中将可以看到这些岛屿勾勒出的一幅世界地图。

二，迪拜国家博物馆

博物馆的前身是Al Fahidi堡垒，建于1799年，主要为了抵御外族入侵。和平年代，迪拜政府将其改建为博物馆，用以介绍阿拉伯人的祖先贝都因人的历史，而那艘保留下来的大帆船也成了博物馆的象征。 进入堡垒的入口，沿着地道往下走，逐渐进入了贝都因人的世界。脚下踩的是绵绵细沙，昏暗的灯光下，一尊尊惟妙惟肖的雕像令人难辨真伪。一刹那间，会让人有一种错觉，仿佛穿越了时空隧道，贝都因人的生活场景在面前逐一展现：男人们劳累了一天，一边抽着水烟，一边闲聊。而女人们正在一边支火做饭，好像在说着什么悄悄话，脸上充满了幸福的笑容。远处的市集上，布匹、香料、手工艺品应有尽有，一个妙龄少女正在为自己精心挑选布料。博物馆虽然不大，但却能让你瞬间回归历史。

三，巴斯塔基亚老城

巴斯塔基亚老城是迪拜最古老的遗址之一，是海湾阿拉伯沿岸仅存的风塔建筑群。巴斯塔基亚这一名称源于伊朗小镇 Bastak，19世纪早期迪拜的首批经商移民大多来自那座小镇。富裕人家居住的毛石墙精美建筑成为巴斯塔基亚老城的标志。墙的顶部建有风塔，能将风引入室内，是行之有效的早期空调的雏形。阴凉又装饰精美的内庭与坚不可摧的外部构造形成鲜明对比。徜徉在巴斯塔基亚老城街头，仿佛置身于往昔岁月。这些老建筑已经改建为咖啡馆、美术馆和离奇古怪的小店——这使得巴斯塔基亚老城成为可以消遣几个钟头的绝佳休闲去处。

四，朱美拉清真寺

美轮美奂的朱美拉清真寺是迪拜著名的地标性建筑，尤其是夜晚华灯初上之时。依照中世纪法蒂玛传统建造的朱美拉清真寺能容纳 1200 人。尽管迪拜处处炫目浮华，但朱美拉清真寺却依然保持古朴的风格。朝拜日是游客揭开朱美拉清真寺神秘面纱、了解这个国家宗教真实面貌的少数机会之一。它也是迪拜惟一一座向非穆斯林开放的清真寺。作为“开放大门、开放思想”政策的一部分，谢赫·穆罕默德文化理解中心 (Sheikh Mohammed Centre for Cultural Understanding) 组织游人观光朱美拉清真寺，旨在促进民族交流。清真寺内允许照相，因此，观光时不要忘记带上相机。通常在朱美拉清真寺里的游览将持续 1 个多小时，游览的最后还有游人提问环节。

五，文化村

这是一个介绍迪拜的历史概况和展示旧时迪拜人的民居和生活及劳动方式的地方。这里有一些永久性的实物展览，展示了村落渔民是怎样编织土布和制作陶器的。也有一些后建的房屋和庭院，展示了从前的民居，都非常简单而朴素。黑白照片和图片展示了迪拜公元前550年就有的深海打捞珍珠的`历史，据说最兴盛的时候拥有300多艘捕捞船。白天这里非常安静，自由进出，沿着运河边走走，几乎看不到什么人，迎面而来的只有阵阵海风。夜晚这里非常热闹，既有现场表演从前人的生活，也有售卖各种仿古粗陶器的，更有一些露天的味美价廉的餐厅和小吃摊，来一顿美味的海鲜大餐，再坐在运河边抽一口水烟，时空顿时失去了痕迹。

六，水族馆与水下动物园

这是全球最大的室内水族馆之一，拥有吉尼斯世界纪录认定的“全世界最大的水族馆观赏幕墙”。迪拜水族馆展出的海底生物数量多达 3.3 万种，包括鲨鱼和黄鱼在内的超过 220 种的物种。水底玻璃通道让游客能够近距离接触这些水下生物。水下动物园拥有 36 个独立的水族展，让游客体验不同的水下环境。水下动物园通过互动形式向游客讲解海洋生物的生态环境和可持续生存的知识。整个参观过程包括3个生态区：热带雨林、礁石海岸和海洋生命，汇集了大量水生动物，包括企鹅、海豹、鳄鱼、食人鱼、蜘蛛蟹、河鼠、巨鲶、蜥蜴、魔鬼鱼等。参加公开举办的“鲨鱼潜游” (Shark Dives) 活动便有机会穿梭在鲨鱼之间，也可以乘玻璃底船在水族馆饱览水下风光。

七，哈利法塔(迪拜塔)

哈利法塔由美国建筑师阿德里安·史密斯设计，整个工程耗资15亿美元，它不仅是世界上最高的高楼，而且也将是世界上最高的建筑物。哈利塔改变了迪拜的天际线，提供世界上任何地方都不曾有的独特生活经历。商业中心、Burj Views、Burj Du大街、住宅、饭馆、旅店、居住设施，这些都坐落在壮观的人造湖边。

建筑通风的目的是提供人们呼吸用的新鲜空气或在夏季降低室内温度。空调技术的产生与成熟,使人们可以在一个完全封闭的空间内创造出一个独立的小气候,使室内的温度和湿度始终控制在相对舒适的范围内。但空调并不是万能的,它在现代建筑

中的广泛使用所带来的负面影响已经引起了人们的警惕,并着手研究相应的解决措施。给建筑以适当的自然通风是减少使用空调负面影响的有效方法之一。自然通风的建筑可以降低空调耗电量,进而降低生产这些电能的不可再生资源的消耗量和CO2 向大气的排放量对人体而言,自然通风可减少“空调病”和各种通过空气传播的疾病的

发病率。

1 　自然通风的原理与模式

建筑的自然通风从动力来源上可分为完全自然通风和机械辅助自然通风两种模式。完全自然通风是由来自室外风速形成的“压差”和建筑表面的洞口间位置及温度造成的“温差”形成的室内外空气流动。按照热力学原理,建筑室内温度有沿高度逐渐向上递增的特点。该特点是建筑随层高增加而使上下之间温差加剧的主要原因,设计师也经常利用这一点,挖掘建筑自然通风的潜力。机械辅助自然通风是利用温差造成的热压和机械动力相结合而形成的室内外空气对流。与完全自然通风相比,虽然建筑内局部作为辅助动力的机械装置要消耗一定的能源,但通过这种装置重新组织气流,甚至在局部“强迫”气流改向,可以使自然通风达到更好的效果。在这两种通风模式中,屋顶都是形成温差,组织气流的重要环节,在整个自然通风系统中起着重要作用[ 1 ] 。

2 　屋顶在完全自然通风中的作用

当室内存在贯穿整幢建筑的“竖井”空间时,就可利用其上下两端的温差来加速气流,以带动室内通风,其实质就是“温差———热压———通风”的原理。作为建筑共享空间的中庭就可以胜任这个“竖井”的职能,一般来说,其所占空间比例以超过整幢建筑的1/ 3 为宜。这种中庭的屋顶一般都具备两项性能:1) 它们能让阳光射入中庭,将中庭内空气加热并产生上下温差2) 它们是全部或局部可开启的,在需要通风时能让气流找到出口。赫尔佐格设计的德国林茨城的HOLZ 大街住宅区,每幢住宅楼的显著特征是带玻璃顶的共享中庭。这个中庭贯穿建筑五层并稍稍高出两侧房间的屋面。冬天,阳光透过玻璃屋顶直射进来,中庭屋顶的侧窗关闭,使中庭成为一个巨大的“暖房”,到了夜晚,白天中庭储存的热量又可以向两侧的房间辐射夏天,中庭屋顶的侧窗开启,将从门厅引进的自然风带着热量一并排出,使建筑在夜间能冷却下来。当建筑体量小,内部的“竖井”空间高度不够形成有效温差时,也可以做成冲出屋面的竖向突兀空间。位于英国中部Solihull的一座办公大楼,以突出屋面的“太阳能烟囱”的自然方式满足办

公空间的照明与通风(见图1) 。这些“太阳能烟囱”的北面为玻璃天窗,天光由此洒向建筑的中心区域。天窗对面为自动控制的活动板,将其打开时,阳光从“烟囱”南侧射入室内加热顶部的空气,在热压的驱动下气流由外墙的窗户引入,上升后由“烟囱”排出。可作为“竖井”空间的,除了中庭外,还可以利用建筑的楼梯间(见图2 考文垂大学新图书馆,其楼梯间兼作通风竖井使用) 。冲出屋面的突兀空间除了做成烟囱外,还可以做成风塔、风帽的形式(见图3 英国贝丁顿零能耗住宅屋顶上的风帽) 。如何使那

些突出屋面的部分在外观上和屋顶协调,甚至使其成为整个建筑造型的亮点,对每个建筑师来说既是挑战,更是机遇[ 2 ] 。

3 　屋顶在机械辅助自然通风中的作用

对于很多地区的建筑来说,完全自然通风并不是每个季节都适宜的有些建筑受特定条件的制约,也不具备低进高出的气流走廊。这时的建筑自然通风就必须借助机械装置的辅助,或者是根据不同时段、不同季节进行完全自然通风和机械通风的轮换。英国诺丁汉大学朱比丽分校的主体建筑具备两套通风措施:在室外气候温和的时候,气流在凹进的中庭入口的引导下,经过大门口上部开启的百叶进入中庭内,再由中庭另一端屋顶上的玻璃百叶排出,这时是完全自然通风模式。在酷热或严寒季节,建筑的门窗关闭,新鲜的空气通过屋顶上风塔的机械抽风和热回收装置被引到风道中,然后进入各层楼板的夹层空间,进而在楼板低压发散装置的辅助下进入室内而废气的排出是通过走道和楼梯间的抽风作用,最终又回到风塔上部,经过热回收和蒸发冷却装置,最终由风斗排出,这时采用的就是机械辅助的自然通风模式。太阳能集热片被集成在中厅屋顶的吸热强化玻璃中,其吸收的热能用于驱动机械抽风装置[ 3 ] 。

4 　屋顶内部的自然通风

屋顶除了作为整个建筑自然通风系统的一个组成部分,利用天窗、烟囱、风斗等构造为气流提供进出口外,本身也可以成为一个独立的通风系统。这种通风屋顶内部一般有一个空气间层,利用热压通风的原理使气流在空气间层中流动,以提高或降低屋顶

内表面的温度,进而影响到室内空气的温度。在日本的OM 阳光体系住宅中,室外空气由屋顶下端被吸入空气间层,并被安装在屋顶上的玻璃集热板加热,受热后上升到屋顶的最高处。屋顶最高处设置了空气处理装置,包括空气阀门、热交换盘管和一个小型风机。这个装置既能将加热过的空气通过管道送到建筑的各个角落,又能将不需要加热的空气由排气管排出[ 4 ] 。在德国慕尼黑的一项将仓库改造成设计工作室的工程中,原有外围护结构的热工性能无法满足新的用途。建筑师赫尔佐格在室内加建了一层包裹住整个屋顶及大部分外墙内表面的薄膜,使薄膜和原有外围护结构间的空气成为一

摘要：结合自然通风的基本原理和国外的一些建筑实例,分析了现代建筑屋顶在建筑各种自然通风系统中的作用,提出了屋顶应采取的相关构造措施,以节约建筑能耗,保护人类身心健康。

关键词：现代建筑 屋顶 自然通风

建筑通风的目的是提供人们呼吸用的新鲜空气或在夏季降低室内温度。空调技术的产生与成熟,使人们可以在一个完全封闭的空间内创造出一个独立的小气候,使室内的温度和湿度始终控制在相对舒适的范围内。但空调并不是万能的,它在现代建筑

中的广泛使用所带来的负面影响已经引起了人们的警惕,并着手研究相应的解决措施。给建筑以适当的自然通风是减少使用空调负面影响的有效方法之一。自然通风的建筑可以降低空调耗电量,进而降低生产这些电能的不可再生资源的消耗量和CO2 向大气的排放量对人体而言,自然通风可减少“空调病”和各种通过空气传播的疾病的

发病率。

1 　自然通风的原理与模式

建筑的自然通风从动力来源上可分为完全自然通风和机械辅助自然通风两种模式。完全自然通风是由来自室外风速形成的“压差”和建筑表面的洞口间位置及温度造成的“温差”形成的室内外空气流动。按照热力学原理,建筑室内温度有沿高度逐渐向上递增的特点。该特点是建筑随层高增加而使上下之间温差加剧的主要原因,设计师也经常利用这一点,挖掘建筑自然通风的潜力。机械辅助自然通风是利用温差造成的热压和机械动力相结合而形成的室内外空气对流。与完全自然通风相比,虽然建筑内局部作为辅助动力的机械装置要消耗一定的能源,但通过这种装置重新组织气流,甚至在局部“强迫”气流改向,可以使自然通风达到更好的效果。在这两种通风模式中,屋顶都是形成温差,组织气流的重要环节,在整个自然通风系统中起着重要作用[ 1 ] 。

2 　屋顶在完全自然通风中的作用

当室内存在贯穿整幢建筑的“竖井”空间时,就可利用其上下两端的温差来加速气流,以带动室内通风,其实质就是“温差———热压———通风”的原理。作为建筑共享空间的中庭就可以胜任这个“竖井”的职能,一般来说,其所占空间比例以超过整幢建筑的1/ 3 为宜。这种中庭的屋顶一般都具备两项性能:1) 它们能让阳光射入中庭,将中庭内空气加热并产生上下温差2) 它们是全部或局部可开启的,在需要通风时能让气流找到出口。赫尔佐格设计的德国林茨城的HOLZ 大街住宅区,每幢住宅楼的显著特征是带玻璃顶的共享中庭。这个中庭贯穿建筑五层并稍稍高出两侧房间的屋面。冬天,阳光透过玻璃屋顶直射进来,中庭屋顶的侧窗关闭,使中庭成为一个巨大的“暖房”,到了夜晚,白天中庭储存的热量又可以向两侧的房间辐射夏天,中庭屋顶的侧窗开启,将从门厅引进的自然风带着热量一并排出,使建筑在夜间能冷却下来。当建筑体量小,内部的“竖井”空间高度不够形成有效温差时,也可以做成冲出屋面的竖向突兀空间。位于英国中部Solihull的一座办公大楼,以突出屋面的“太阳能烟囱”的自然方式满足办

公空间的照明与通风(见图1) 。这些“太阳能烟囱”的北面为玻璃天窗,天光由此洒向建筑的中心区域。天窗对面为自动控制的活动板,将其打开时,阳光从“烟囱”南侧射入室内加热顶部的空气,在热压的驱动下气流由外墙的窗户引入,上升后由“烟囱”排出。可作为“竖井”空间的,除了中庭外,还可以利用建筑的楼梯间(见图2 考文垂大学新图书馆,其楼梯间兼作通风竖井使用) 。冲出屋面的突兀空间除了做成烟囱外,还可以做成风塔、风帽的形式(见图3 英国贝丁顿零能耗住宅屋顶上的风帽) 。如何使那

些突出屋面的部分在外观上和屋顶协调,甚至使其成为整个建筑造型的亮点,对每个建筑师来说既是挑战,更是机遇[ 2 ] 。

3 　屋顶在机械辅助自然通风中的作用

对于很多地区的建筑来说,完全自然通风并不是每个季节都适宜的有些建筑受特定条件的制约,也不具备低进高出的气流走廊。这时的建筑自然通风就必须借助机械装置的辅助,或者是根据不同时段、不同季节进行完全自然通风和机械通风的轮换。英国诺丁汉大学朱比丽分校的主体建筑具备两套通风措施:在室外气候温和的时候,气流在凹进的中庭入口的引导下,经过大门口上部开启的百叶进入中庭内,再由中庭另一端屋顶上的玻璃百叶排出,这时是完全自然通风模式。在酷热或严寒季节,建筑的门窗关闭,新鲜的空气通过屋顶上风塔的机械抽风和热回收装置被引到风道中,然后进入各层楼板的夹层空间,进而在楼板低压发散装置的辅助下进入室内而废气的排出是通过走道和楼梯间的抽风作用,最终又回到风塔上部,经过热回收和蒸发冷却装置,最终由风斗排出,这时采用的就是机械辅助的自然通风模式。太阳能集热片被集成在中厅屋顶的吸热强化玻璃中,其吸收的热能用于驱动机械抽风装置[ 3 ] 。

4 　屋顶内部的自然通风

屋顶除了作为整个建筑自然通风系统的一个组成部分,利用天窗、烟囱、风斗等构造为气流提供进出口外,本身也可以成为一个独立的通风系统。这种通风屋顶内部一般有一个空气间层,利用热压通风的原理使气流在空气间层中流动,以提高或降低屋顶

内表面的温度,进而影响到室内空气的温度。在日本的OM 阳光体系住宅中,室外空气由屋顶下端被吸入空气间层,并被安装在屋顶上的玻璃集热板加热,受热后上升到屋顶的最高处。屋顶最高处设置了空气处理装置,包括空气阀门、热交换盘管和一个小型风机。这个装置既能将加热过的空气通过管道送到建筑的各个角落,又能将不需要加热的空气由排气管排出[ 4 ] 。在德国慕尼黑的一项将仓库改造成设计工作室的工程中,原有外围护结构的热工性能无法满足新的用途。建筑师赫尔佐格在室内加建了一层包裹住整个屋顶及大部分外墙内表面的薄膜,使薄膜和原有外围护结构间的空气成为一道阻热层,起到了保温和热缓冲的作用。在屋顶上分别设置了连通空气阻热层和室内空气的风帽,使这个简单的小建筑可自由地选择机械通风,通过室内自然通风或空气阻热层内通风中的某一种或多种通风模式,来调节室内气候[ 5 ] 。

5 　结语

利用热压进行自然通风的原理虽然简单,但选择具体构造或技术措施时还需要根据建筑的功能和地理位置考虑仅有定性的设计还不够,为了使通风起到实质性的制冷或采暖效果,需要对进出风口的气流量、进出风口开关的时间、中庭屋顶的采光量、机械抽风装置的运转时间等参数进行定量的计算。这时往往需要借助风洞模型或计算机模拟实验等方法才能得到精确的数值。21 世纪是环保的世纪,是可持续发展的世纪。降低建筑能耗,使建筑的人工环境与自然环境达到动态的平衡,将是建筑在满足了基本的使用功能和美学要求后应追求的更高目标。屋顶的相关构造和设备配合建筑的其他围护结构体系创造的自然通风的条件,使建筑在实现以上几个目标方面具有更大的潜力。

参考文献:

[1 ]宋德萱. 节能建筑设计与技术[M] .上海:同济大学出版社,2003.

[2 ] (德) 英格伯格·弗拉格. 托马斯·赫尔佐格. 建筑+ 技术[M] .北京:中国建筑工业出版社,2003.

[3 ]Solihull 办公大楼[J ] . DETAL (中文版) ,2004 (1) :67271.

[4 ]窦　强. 生态校园———英国诺丁汉大学朱比丽分校[J ] . 世界建筑,2004 (8) :64269.

[5 ]张　弘. 日本OM 阳光体系住宅[J ] . 住区,2001 (2) :24228.

本论文转载于论文天下：http://www.lunwentianxia.com/product.free.3654593.1/

06K105《屋顶自然通风器选用与安装》国家建筑标准设计

（一）图集编制的意义

自然通风是根据空气热力学原理，靠室内外热压差，辅之以自然风，在无需电力驱动的情况下持续不断地将室内空气排出室外，同时使室外新鲜空气不断流入，从而促进和改善室内温、湿度状况。由于这是一种节能的通风方式，因此，《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003中第5.2.1条规定：消除建筑物余热、余湿的通风设计，应优先利用自然通风。

目前在工业大型厂房中常见的自然通风器有流线型屋顶自然通风器、旋流型屋顶自然通风器及各种屋顶排风帽等。标准所在90年代分别编制过96K105-1～3《筒形风帽及附件》、《圆伞形风帽》和《圆锥形风帽》。国内许多企业生产的各类通风器，材质上根据使用要求不同，分不锈钢、普通碳钢和无机玻璃钢。根据建设部建质函［2006］第71号“关于印发《二OO六年国家建筑标准设计编制工作计划》的通知”，核工业第二研究设计院承担了《屋顶自然通风器选用与安装》国标图集的主编工作。

（二）图集内容

1、适用范围：本图集适用于工业大型厂房和民用建筑高大空间利用自然通风经济合理的场所，且应充分考虑当地的室外气象条件。

2、自然通风器类型：包括流线型屋顶自然通风器和旋流型屋顶自然通风器两种。不包含各类屋顶排风帽。

流线型屋顶自然通风器是安装在屋顶上，利用室内外温差形成的热压作用达到置换室内空气的装置。在锅炉间、汽机间等有大量余热的车间常用此装置。

旋流型屋顶自然通风器是利用室外大气流动的风压和室内外温差形成的热压共同作用达到置换室内空气的装置。此通风器由于特殊的结构设计，使其具有牢固、美观、不倒风、不溅雨雪、安装简单等特点，有数据表明其各项排风性能均优于筒形风帽，水平风时排风能力高出筒形风帽30%，上斜风时高出200%,,

3、主要内容：包括设计选用说明、性能选用表和施工安装三部分。内容涵盖两种自然通风器选型的一般原则、自然通风进、排风口计算、选用步骤及选用注意事项，各种不同参数下的风量估算值及其在混凝土和钢结构屋脊、屋面和斜屋面上的安装详图。

本图集是适应节能新形势要求的产物，对更好地贯彻节能方针、引导和规范自然通风技术的推广和应用，将起到积极作用。

1.利用风压实现自然通风节能,自然通风最基本的动力是风压和热压。在具有良好的外部风环境的地区,风压可作为实现自然通风的主要手段。在我国大量的非空调建筑中,利用风压促进建筑的室内空气流通,改善室内的空气环境质量,是一种常用的建筑处理手段。风洞试验表明:当风吹向建筑时,因受到建筑的阻挡,会在建筑的迎风面产生正压力。同时,气流绕过建筑的各个侧面及背面,会在相应位置产生负压力。风压通风就是利用建筑的迎风面和背风面之间的压力差实现空气的流通。压力差的大小与建筑的形式、建筑与风的夹角以及建筑周围的环境有关。当风垂直吹向建筑的正立面时,迎风面中心处正压最大,在屋角和屋脊处负压最大。另外,伯努利流体原理显示,流动空气的压力随其速度的增加而减小,从而形成低压区。依据这种原理,可以在建筑中局部留出横向的通风通道,当风从通道吹过时,会在通道中形成负压区,从而带动周围空气的流动,这就是管式建筑的通风原理。通风的管式通道要在一定方向上封闭,而在其他方向开敞,从而形成明确的通风方向。这种通风方式可以在大进深的建筑空间中达到较好的通风效果。

2.利用热压实现自然通风

自然通风的另一原理是利用建筑内部空气的热压差———即通常讲的“烟囱效应”———来实现建筑的自然通风。利用热空气上升的原理,在建筑上部设排风口可将污浊的热空气从室内排出,而室外新鲜的冷空气则从建筑底部被吸入。热压作用与进、出风口的高差和室内外的温差有关,室内外温差和进、出风口的高差越大,则热压作用越明显。在建筑设计中,可利用建筑物内部贯穿多层的竖向空腔———如楼梯间、中庭、拔风井等满足进排风口的高差要求,并在顶部设置可以控制的开口,将建筑各层的热空气排出,达到自然通风的目的。与风压式自然通风不同,热压式自然通风更能适应常变的外部风环境和不良的外部风环境。

3.风压与热压相结合实现自然通风

在建筑的自然通风设计中,风压通风与热压通风往往是互为补充、密不可分的。一般来说,在建筑进深较小的部位多利用风压来直接通风,而进深较大的部位则多利用热压来达到通风效果。位于英国莱彻斯特的蒙特福德大学女王馆就是这方面的一个优秀实例。建筑师肖特和福特将庞大的建筑分成一系列小体块,既在尺度上与周围古老的街区相协调,又能形成一种有节奏的韵律感,同时小的体量使得自然通风成为可能。位于指状分支部分的实验室、办公室进深较小,可以利用风压直接通风而位于中间部分的报告厅、大厅及其它用房则更多地依靠“烟囱效应”进行自然通风 。同时,建筑的外维护结构采用厚重的蓄热材料,使得建筑内部的得热量降到最低。)

4.机械辅助式自然通风

在一些大型建筑中,由于通风路径较长,流动阻力较大,单纯依靠自然风压与热压往往不足于实现自然通风。而对于空气污染和噪声污染比较严重的城市,直接的自然通风还会将室外污浊的空气和噪声带入室内,不利于人体健康。在这种情况下,常常采用一种机械辅助式的自然通风系统。该系统有一套完整的空气循环通道,辅以符合生态思想的空气处理手段(如土壤预冷、预热、深井水换热等) ,并借助一定的机械方式加速室内通风。

5.双层维护结构

双层维护结构是当今生态建筑中所普遍采用的一项先进技术,被誉为“可呼吸的皮肤”。双层维护结构一般由双层玻璃或三层玻璃组成,在两层玻璃之间留有一定宽度的空隙形成空气夹层,并配有可调节的深色百页。在冬季,空气夹层和百页可以形成一个利用太阳能加热空气的装置,提高建筑外墙表面温度,有利于建筑的保温采暖在夏季,则可以利用热压原理将热空气不断从夹层上部排出,达到降温的目的。对于高层建筑来说,直接对外开窗容易造成紊流,不易控制,而双层维护结构则能够很好的解决这一问题。

建筑设计与自然通风

自然通风效果与建筑构件(窗、门、墙体等) 有着密切关系。我们在建筑结构设计时应考虑充分利用自然通风。

1.双层玻璃幕墙

在欧洲,采用玻璃幕墙的建筑很流行,为减少夏季空调的冷负荷,需要遮阳设备。研究表明,采用外遮阳设备比内遮阳设备节能效果更佳,但外遮阳设备投资大且影响美观。于是发展了双层玻璃幕墙,双层玻璃之间留有较大的空间,常被称为“会呼吸的皮肤”。有时可将房间的窗户开向墙穴。在冬季,双层玻璃间层形成阳光温室,提高建筑围护结构表面温度在夏季,可利用烟囱效应在间层内通风。玻璃幕墙间层内气流和温度分布受双层墙及建筑的几何、热物理、光和空气动力特性等因素的影响。CFD和network 方法的模拟结果表明,该结构可大大减少建筑冷负荷,提高自然通风效率 。双层玻璃幕墙具有如下优点:避免开窗带来的对室内气候的干扰使室内免受室外交通噪声的干扰夜间可安全通风。然而由于大量使用玻璃,夏季会增加太阳辐射得热而使夹层内的温度很高,引起能耗增加,甚至导致办公室过热。所以为减少其带来的不利影响,内层可采用浅色玻璃,间层内设置窗檐, 但应注意窗檐、风口、窗户的合理安装 。

2.窗户

大多数情况下,自然通风系统中以窗户来充当风口,窗户的形式、面积大小及安装位置影响通风效率、室内气流组织和室内热舒适。Per Heiselberg 等人研究了不同类型窗户的通风特性,认为对于单侧自然通风、贯流通风或热压驱动的自然通风来说,在冬季最好选择底悬式窗户,在夏季最好选择侧悬式窗户。窗户的通风系数Cd 随着开口面积、窗户类型和室内外温差的变化而变化,不能认为是常数,仅当开口面积较大时,通风系数才近似等于0. 6 。

3.中庭绿色建筑、高层建筑可利用中庭的热压作用实现自然通风,德国法兰克福商业银行总部大楼便是成功的一例 。有中庭的建筑越来越多,但大多为封闭式,设计的目的主要是采光。

4.风塔

由垂直竖井和几个风口组成,在房间的排风口末端安装太阳能空气加热器以对从风塔顶部进入的空气产生抽吸作用。该系统类似于风管供风系统。

5.屋顶

屋顶的形状影响室外风压,从而影响自然通风效果。可采用翼形屋顶以便形成高压区和低压区。用CFD 方法和实验方法研究了自然通风建筑中,屋顶形状和屋顶高度对自然通风情况下的室内气流分布和室内气流流速的影响。

自然通风研究方法

1.1风洞模型实验法,风洞实验的原理是相似性原理,它应用于自然通风中主要是模拟建筑表面及建筑周围的压力场和速度场,以及确定风压系数,预测自然通风性能 。

1.2示踪气体测量法

示踪气体测量法可以预测建筑通风量和气流分布。有两种测量方法:定浓度法和衰减法。所谓定浓度法,就是在测试期间,保持所有测试房间的示踪气体浓度不变,而改变示踪气体注射量,它可用来处理驱动力发生改变的通风问题,如渗透问题和自然通风。而衰减法指向测试房间注入一定量的示踪气体,随着示踪气体在测试房间的扩散,示踪气体的浓度呈衰减趋势。在自然通风中可用该方法来预测自然通风量。

1.3热浮力实验模型技术

用热浮力实验模型技术模拟热压驱动的自然通风的物理过程比较直观。目前主要有4 种技术:带有加热装置的气体模拟法(the gas modeling system ,以空气或其他气体作为流动介质,热浮力由固定的加热装置产生) 带有加热装置的水模型系统( the water modeling system ,以水作为介质,有固定的加热装置) 盐水模拟法( the brine2water modeling ,利用盐水的浓度差产生类似于热羽的流动,已被广泛接受,但需大蓄水池和不断补充盐水) 气泡技术(a fine bubble technique ,由电路的阴极产生气泡以模拟热羽运动,可以模拟点源、线源及垂直热源的情况) 。其缺点为:不能模拟建筑热特性对自然通风的影响。对风压与热压共同驱动的自然通风的实验模拟较复杂,可以通过改进这4 种模拟法或综合这4 种模拟法使之能模拟二力共同驱动的自然通风。图9b是将盐水模拟技术加以改进而得出的一种模拟风压辅助热压式自然通风。装有盐水的水箱悬挂在装有纯净水的大水箱中,盐水箱上部接一直径很小的管道与一补水箱相连,其两侧开有许多孔口且可通过调节其上的插栓来调节每个孔口面积。用小水箱与大水箱间的盐水浓度差以模拟热压,通过泵来调节盐水箱的水流出速度及盐水箱两侧的压差(可由压差计测量) 以模拟风力 。

2.数值模拟法

CFD 方法应用相当广泛,该方法就是将房间划分为小的控制体,把控制空气流动的连续的微分方程组通过有限差分或有限元方法离散为非连续的代数方程组,并结合实际的边界条件在计算机上求解离散所得的代数方程组,只要划分的控制体足够小,就可认为离散区域的离散值代表整个房间内空气分布情况。由于分割的控制体可以很小,所以它可详细描述流场,但由于求解的问题往往是非线性的,需进行多次迭代,故较耗时。它可与建筑能源模拟软件如EnergyPlus 进行耦合。

2.2多区模型方法(multi2zone model 或single2flow element model)

假设每个房间的特征参数分布均匀,则可将建筑的一个房间看作一个节点,通过窗户、门、缝隙等与其他房间连接。其优点是简单,可以预测通过整个建筑的风量,但不能提供房间的温度与气流分布信息。该方法是利用伯努利方程求解开口两侧的压差,根据压差与流量的关系就可求出流量。它只适用于预测每个房间参数分布较均匀的多区建筑的通风量,不适合预测建筑内的气流分布。

2.3区域模型方法(zonal model 或multi2flow elements model)

许多文献中介绍的区域模型方法与多区模型方法相同。实际上,多区模型方法过分简化了系统,产生很大误差,尤其在处理热压驱动的自然通风等室内温度产生明显分层的情况时误差很大方法的基本思想是:将房间划分为一些有限的宏观区域,认为每个区域的相关参数如温度、浓度等相等,而区域间存在热质交换建立质量和能量守恒方程,并充分考虑区域间压差和流动的关系来研究房间内的温度分布及流动情况。可见该方法比多区模型方法复杂和精确,但比CFD 简单。它可嵌套在多区建筑能源和气流分析软件,如SPARK,COMIS 和CONTAM 中预测气流及温度分布。

设计与研究工具

在自然通风的研究与设计过程中,需借助于现有的分析流体流动和能量的一些软件,并应开发出适用于自然通风的软件。目前可应用于分析自然通风系统的通风特性和热特性的常见软件分别有:CONTAMW ,COMIS ,Lesocool ,NatVent , Fluent , Flovent , MIX , CHEMIX , BREEZE 与NewQUICK, TRNSYS ,BLAST , EnergyPlus , DOE22 , ESP2r等 。

由于每个软件其本身的局限性及自然通风与热传递的相互影响,为了全面地预测建筑热特性和自然通风之间的关系,有必要将通风模拟软件与热模拟软件进行耦合

常见的耦合方法有四种 。

1.顺序耦合(sequential coupling)

给定一室内温度由流动模型方程计算通风量,然后将计算出的流量代入热模型方程中计算温度。计算出的温度并不代入流动模型方程中,而是就此终止计算。该方法会产生很大误差。

2.ping2pong 耦合,在第一个时间步长内,给定一初始室内温度,由流动模型方程计算出通风量,然后将计算结果代入热模型方程中,计算出的温度再代入流动模型方程中,计算出第二个时间步长的通风量,依次类推。该方法计算速度快,但产生的误差较大。

3.onions 耦合

与ping2pong 方法不同,它是在每个时间步长内对两个模型方程进行多次迭代直到得出的结果收敛为止,然后才转入下一个时间步长再进行迭代。该方法计算速度慢,但产生的误差较小。

4.直接耦合TopEnergy将流动模型方程和热模型方程合并成热传递过程控制方程组后同时解出两个方程。该方法比前3 种方法更精确,但需更多的时间。

节能建自然通风整体设计

自然通风与机械通风不同,它受气候、建筑周围的微环境、建筑结构及建筑内部热源分布情况的强烈影响,所以它的设计是与气候、环境、建筑融为一体的整体设计。其整体设计步骤如下。

1.确定气候的自然通风潜力

自然通风潜力(NVP) ,指仅依靠自然通风就可确保可接受的室内空气品质和室内热舒适性的潜力。根据建筑所在地区的宏观气候条件,如宏观风速分布和风向(风玫瑰图) 、宏观气温分布、太阳辐射照度、室外空气湿度等来确定该地区气候的自然通风潜力。在确定自然通风方案之前,有必要收集建筑所在地区的气象参数逐时变化情况资料并进行分析。

2.确定建筑微环境的自然通风潜力TopEnergy

根据建筑微环境如建筑周围风速分布及气温分布、城市地形与布局(建筑平均高度、建筑分布情况、街道的布局、植被分布等) 、建筑内部布置、建筑高度、室外噪声水平、室外污染等来确定建筑微环境的自然通风潜力。建筑微环境对自然通风的影响很复杂,目前这方面的研究较少。

3.预测自然通风驱动力,确定自然通风方案

根据建筑周围微环境和建筑内部情况(如热源分布、房间大小、房间的布置、内隔断、房间的位置等) 预测自然通风驱动力,确定自然通风方案和设计气流路径。一般情况下,自然通风驱动力是很小的,自然通风系统中风口两侧的压差一般小于10 Pa ,而机械通风系统风口两侧压差为100Pa 。当预测的自然通风驱动力很小时,就需考虑是否可以通过改变建筑设计方案,如用双层玻璃墙,或设计为中庭式建筑,或改变窗户形式、位置及大小等,或采用风机辅助式自然通风。文献[41 ]从房间的进深( d) 与高度( h) 的关系考虑,认为当d = 2 h 时,采用单风口单侧通风较好当d = 2. 5 h 时,采用两风口单侧通风较好当d = 5 h 时,采用贯流通风较好。

4.根据设计要求和设计参数选择通风设备和确定通风设备的安装位置与大小 g H!Y(m i M

自然通风的设计要求和设计参数与机械通风有很大的差别,因为在自然通风环境中,人们能够忍受较大的温度波动范围,而这个温度范围已超出了ASHRAE 55 1992 标准的规定值,所以应制定适合于自然通风的设计标准。目前还没有较完整的自然通风设计指南或手册,而且目前的研究成果还远远不能满足自然通风设计的要求。自然通风设备主要指户、风口、排风竖井、天窗、门及风机等。窗户、风口的形式和安装位置是影响自然通风效率的关键因素。目前已研究出了适合于自然通风的自控型通风口。

5.控制系统的设计

因为影响自然通风的各种因素是动态变化的,所以自然通风是一个动态变化过程,如何在自然通风的动态变化过程中保证室内的热舒适性呢? 控制系统应起关键作用。自然通风控制系统一般包括手动控制和自动控制。手动控制以保证不同人的实际需要,增强了人控制环境的自主能动性。自然通风的控制主要是对风口的控制。但如果是风机辅助式自然通风(混合通风) ,则还须控制风机的启停,控制问题变得复杂。

6.评估设计方案并作修改

评价一个设计方案的优劣,首先应确立一个评价标准。自然通风系统评估标准应与机械通风系统评估标准有所不同。在评价一个机械通风方案时,通常确定一些指标,如通风效率、空气龄,那么在评价一个自然通风方案时,应确立什么样的评价指标呢? 这有待于进一步的探讨。总之,自然通风系统的设计应从动态和整体的观念出发,与建筑结构设计密切配合,需建筑师、土木工程师、建筑设备工程师及电力控制师甚至房主的参与,未来建筑物的整体设计将越来越重要。另外,自然通风系统的两个重要设计参数,即通风量与室内温度相互影响,故其设计还需借助于一些设计和分析工具。

高层建筑中的自然通风问题

与多层建筑的自然通风相比,高层建筑的自然通风有其特殊性。风压在垂直方向的分布有利于高层建筑的自然通风,但过高的风压却会使建筑的门窗难于开启,也给建筑室内的使用带来不便,而且在冬季会带走大量的热能,不利于保温要求。而太高的中庭空间则会形成过大的热压,如不能有效控制,则会产生强烈的紊流,甚至在底层进气口产生令人不安的啸叫。根据凡丘里现象:当流动的空气暂时遇到压缩时,例如空气进入一个漏斗型的通风井口时,受压缩的气流速度加快,气压降低。当建筑中设有导风墙时,导风墙可以在平面上被看作是一个漏斗,门窗则被视为进风口。

杨经文设计的马来西亚槟榔屿州Menara Umno 是第一个利用自然通风来创造舒适室内环境的高层建筑。由于气候湿热,为了获得舒适的内部环境,需要一个较高的空气交换率。因此,为了引入自然风,在开口处采用了“风墙”体系。将“风墙”安排在有通高推拉门的阳台部位,两道风墙形成了喇叭状的口袋,将风捕捉到阳台。阳台内的推拉门可以根据所需风量控制开口的大小,也可完全关闭,形成“空气锁”。这一构思来自建筑师对当地风向资料的分析,实践证明这种“风墙”与“空气锁”的设置效果很好。

在法兰克福商业银行的设计过程中,针对塔楼60 层高度中庭空间的自然通风状况,福斯特及其合作者进项了无数次计算机模拟和风洞试验。结果显示,如果整个中庭从上到下不加分隔,在很多情况下中庭内部将产生令人无法忍受的紊流。因此福斯特只得将每12 层作为一个单元,在每个单元内部利用热压来进行自然通风,各个单元之间通过透明玻璃相分隔。这样,整个中庭便成为一个个自然通风单元,而不再是一个通高的“大烟囱”。

为了减少过高的风压和热压对高层建筑自然通风的不利影响,1990 年英恩霍文在波恩电话大楼的设计中发展了双层玻璃幕墙,这一革命性的设想,在埃森RWE 办公大楼得以实现。幕墙内外层玻璃间隔50 mm ,即形成可蓄热的空腔,提供了节能的可能性,又可以通过内层可开启的玻璃窗实现室内各层间的自然通风。由于外层的玻璃阻挡了高空的风力,人们第一次可以在高层建筑中打开窗户,让室外的新鲜空气流入室内。这一新异的构想使大楼基本上放弃了昂贵的机械空调,使自然通风率达到70 % ,节能30 % 。

DDC控制器配置原则

一．DDC控制器配置原则主要有以下几点：

1．  设备台数集中的场所

冷站、锅炉房、换热站、变电所均为设备集中场所，均应选择大容量DDC控制器。

例如：Honeywell、 XL-500、Airtek DPC、Siemens。

XL-500：I／O点为128；

Airtek DPCU8U8B 可带8个I/O模块，每个模块8个点，共计I／O点为80。

例如，某工程投标书：XL-500模拟和数字输入输出混合用时650元／点。XL-50模拟和数字输入输出混合用时850元／点，Airtek DPC模拟和数字输入输出混合用时不足400元／点。(上述只考虑控制器的单价，不包括传感器和执行器)。

从经济条件下考虑由上述可见，有条件选用大容量的DDC控制器是合理的，Airtek DPC的优势尤为突出，当然性能质量与Honeywell是同等的。

2． 系统出现2条及以上通讯总线时的配置

2．1 无网络控制器

有的产品中央工作站与现场控制器DDC通讯中的只加转换器无有网络控制器，例如：Excel500中央工作站通过xpc-500或Q7055转换器后，可以连接3条C—Bus总线，每条可接29台DDC控制器。SiemensS600中央工作站通过538-675换器可接4条BLN总线，每条可接100台DDC控制器，控制器之间工作中需要通信的，在无条件安置在一台控制器时，要尽量安置同一条C-Bus或同一条BLN总线上，这样可以确保通信不受工作站故障影响，仍然能满足通信的工艺要求。例如：冷站控制器与膨胀水箱、冷却风塔的控制器不在同一控制器上，但两台控制器应下挂在同一总线上。

2．2 有网络控制器

有的产品中央工作站与现场控制器DDC通讯中间需安装网络控制器。例如：台湾著名品牌Airtek产品中央站BACsoft与DDC控制器之间需要安装网络控制器GC-RB11，这样就存在不同网络控制器下挂的DDC控制器在任何1个网络控制器故障情况下不能通讯，因此，这样的系统工作中有通讯要求的应安置在同一网络控制器GC-RB11下挂总线上，图示1

图见 最下方!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

3． 流程相关的设备需求，应配置同一控制器

按流程相关的设备需求应配置同一控制器，这样便于调试和运行(监视)维修。

例如：同一冷站控制器监视、控制、管理除冷水机组、冷冻泵、冷却泵、补水泵外，还应包括距冷站安装距离较远的冷却塔、膨胀水箱。热源系统中的锅炉、锅炉一次循环泵、锅炉给水泵、热交换器、二次采暖循环泵及与锅炉有关的交换器、循环泵、补水泵、膨胀水箱(其中包括各不同安装位置)也应放同一控制器。

4．  按运行时间和季节配置控制器

按上述配置，有的设备是属于夏季运行、冬季停机，有的冬季运行、夏季停机，有的全年运行。下面分析一般工程设备的运行季节。

夏季运行设备：冷水机组、冷冻泵、冷却泵、冷却风塔、专用供冷站的变配电设备。

冬季运行设备：采暖用热水燃油锅炉、采暖用热交换器、锅炉热水循环泵(一次)、采暖循环泵(二次)、燃油锅炉供油泵、锅炉给水泵(除工程中的生活热水用蒸汽燃油锅炉换热时为四季用外，其余为冬季运行)、地热、热风幕用热交换器及相关的循环泵、补水泵、膨胀水箱等。

全年运行设备：生活热水用蒸汽燃油锅炉及蒸汽锅炉补水泵、软化器、软化水箱、凝结水箱、凝结水泵、空调补水泵、空调膨胀水箱、空调机、新风机、风机盘管行)、生活热水用热交换器及循环泵、游泳池用的加热器、循环过滤泵、加药器、给排水设备、送排风机、电梯、照明、供配电设备、分水器、集水器，供回水旁通阀(指供暖地区)、水池、生活与消防合用的水箱等。

可将全年运行安置在一个控制器上，这样便于按季节维修控制器时，系统运行不受影响。

5．  按监控对象的安装地点进行配置

当监控对象安装较集中，同一房间相邻房间和相邻楼层时，又是相互无关互相独立应充分运用DDC控制器容量布置在一台控制器上，如果有富裕I／0点，布线长度又在产品允许范围内，而且是独立的不需要与其它DDC通讯的点都可以布置在一个控制器上。

(Airtek GC-RB11  MS/TP通讯线最长1000米，DI／DO/AI／AO：20AWG-22AWG ；

Siemens I／O线最长230米，DI／DO：14AWG-22AWG、AI／AO：18AWG-20AWG)。

6．  DDC控制器不同的配置比较后，再做推荐方案

对工程中根据监视、控制、管理设备的使用功能和分布地点，现场需求，采用不同的控制器配置不同方案，需要综合比较才能决策推荐方案。例如，某工程设备分布、功能、监控内容管理需求己确定可以考虑DDC配置条件，采用XL-500集中配置，还是采用XL-500通过Lon-Bus总线扩展方案，或者采用XL-500和XL-100组合方案。当采用MBC扩展方案还是采用MBC和MEC组合方案，甚至于还有MEC扩展与多个MEC配置方案，都需要做一定工作后，从性能价格比，使用维修等综合比较后再做推荐方案。

7.   DDC控制器监控目标为空调机、新风机时的配置

在高层建筑中，有很多相同的功能、相同平面的楼层，空调设备布置为同一平面位置同一设备台数。DDC控制器一般都选择1台中型控制器控制2台空调机或新风机，或设备台数多时应选用大型控制器。此种配置采用不同控制器分别监视、控制、管理朝南和朝北较为合理。这样在编制开机、停机时间上，设定温度上均能按组(朝向)，甚至于按楼层和朝向分组编制时间表运行更加便捷。

二． DDC控制器监视、控制、管理原则

DDC控制器是建筑设备自动化最重要的组成部分，它能编制存储程序，使设备按程序运行，可采集设备各种准备、运行、故障状态传输到工作站，并接受工作站的各种命令及时传输给设备及执行机构去完成命令，由此可以看到DDC控制器在系统中的重要作用。

DDC控制器对建筑物内的空调通风系统，热源和交换系统、冷冻和冷却系统、变配电系统、公共照明系统、电梯和扶梯等系统进行监视、控制、管理。但在设计中要执行国家、各部委规程、规范、规定的要求，下面谈谈笔者学习他人的的看法。

1    与消防设施的界面

1．1 DDC控制器不能监控消防专用设备及设施

属于消防专用设备及设施的有：水灭火用消火栓、喷淋水泵、防排烟用排烟机、正压送风机、防火卷帘、电梯回降首层、消防电梯、消防电梯集水坑污水泵、火灾应急照明、疏散指示标志灯、应急广播、供消防设施供电电源、消防专用贮水池和专用高位水箱。

1．2 DDC控制器监控正常工作与火灾发生用的设备及设施

(1)地下层排烟机：通常设计中在正常工作时兼作排风机。但一种为双速电机单风道系统，低速为正常工作时排风用，DDC控制器应该监控。高速为火灾时用，由火灾控制器监控。另外一种为双电机，两台电机不等容量时，往往小风量电机为正常工作时排风用，DDC控制器应该监控。另一台大风量与小风量风机均在火灾时用，由火灾控制器监控；

(2)地下室送风机：有些工程将地下室送风机兼作火灾时送风用，满足规范要求50％排烟量。这类设备DDC控制器在正常工作时应监控，作为送风机用。在火灾时由火灾控制器监控起、停，并打开专用新风阀，关闭回风阀；

(3)生活与消防合用贮水池或高位水箱；

当生活和消防合用贮水池时，水位下降到稍高于消防水位信号，由DDC控制器检测后发出低水位报警，并且停止生活给水，值班人员查找原因，应向水池内注水，并设稍低于溢流水位时DDC控制器发高水位报警(如果设置给水电动阀，接到高位信号后，应立即关闭给水电动阀)，值班人员查找原因。当水池水位低于消防水位，火灾控制器接收低水位信号并发出低水位报警信号。

当生活和消防合用高位水箱时，水位下降到稍高于消防水位，由DDC控制器检测后，应立即让给水泵输水，但若出现水位降底至消防水位时，不能供生活水 (利用生活给水管安装标高来限止)，此信号由火灾控制器接受信号后发生报警，值班人员查找原因。当高位水箱水位稍低于溢流水位时，DDC控制器发高水位报警的同时，要立即停止给水泵工作。

2    与配套电控设备的界面

2．1 有电梯集中监视盘

在选用电梯集中监控盘工程中，DDC控制器没有必要对电梯监控轿箱位置只监视运行状态和故障。

2．2 不设电梯集中监视盘

不设电梯集中监视盘工程中，一般只监视运行状态和故障报警。若监视轿箱位置时，采用“北京德生国盛信息系统工程有限责任公司”二进制编码器作法，这样可以节约很多DI点。例如，30层建筑可节省25个点。

2．3 污水泵

一般高层建筑工程中均有污水泵，而且配套电控，它是按液位(配套)自动起、停。因此，DDC控制器不应监控起、停，只监视故障报警、手自动状态、运行状态、也不用选择液位传感器。但业主订购污水泵要明确提供液位传感器和外引监视点所用端子排，并要求配套厂家将DDC控制器所需的接点连接到端子排上。

2．4 变频生活给水泵

很多工程采用恒压力变频给水系统。基本上电控设备是配套电控，水泵的起、停根据压力自动运行。因此，DDC控制器只监视故障报警、手、自动状态、运行状态。只需配套厂家将DDC控制器所需的接点连接到端子排上。

国家颁布的《住宅设计规范》（GB50096-2011）规定：

6.9.1 住宅的卧室、起居室（厅）、厨房不应布置在地下室；当布置在半地下室时，必须对采光、通风、日照、防潮、排水及安全防护采取措施。

6.9.6 地下室、半地下室应采取防水、防潮及通风措施，采光井应采取排水措施。

7.2.1 卧室、起居室（厅）、厨房应有自然通风。

7.2.3 每套住宅的自然通风开口面积不应小于地面面积的5%。

8.4.3 燃气设备的设置应符合下列规定：

1. 燃气设备严禁设置在卧室内；

2. 严禁在浴室内安装直接排气式、半密闭式燃气热水器等在使用空间内积聚有害气体的加热设备；

3. 户内燃气灶应安装在通风良好的厨房、阳台内；

4. 燃气热水器等燃气设备应安装在通风良好的厨房、阳台内或其他非居住房间。

8.5.3 无外窗的暗卫生间，应设置防止回流的机械通风设施或预留机械通风设置条件。

建筑中常用的自然通风实现方式主要有以下几种:

1.利用风压实现自然通风节能,自然通风最基本的动力是风压和热压。在具有良好的外部风环境的地区,风压可作为实现自然通风的主要手段。在我国大量的非空调建筑中,利用风压促进建筑的室内空气流通,改善室内的空气环境质量,是一种常用的建筑处理手段。风洞试验表明:当风吹向建筑时,因受到建筑的阻挡,会在建筑的迎风面产生正压力。同时,气流绕过建筑的各个侧面及背面,会在相应位置产生负压力。风压通风就是利用建筑的迎风面和背风面之间的压力差实现空气的流通。压力差的大小与建筑的形式、建筑与风的夹角以及建筑周围的环境有关。当风垂直吹向建筑的正立面时,迎风面中心处正压最大,在屋角和屋脊处负压最大。另外,伯努利流体原理显示,流动空气的压力随其速度的增加而减小,从而形成低压区。依据这种原理,可以在建筑中局部留出横向的通风通道,当风从通道吹过时,会在通道中形成负压区,从而带动周围空气的流动,这就是管式建筑的通风原理。通风的管式通道要在一定方向上封闭,而在其他方向开敞,从而形成明确的通风方向。这种通风方式可以在大进深的建筑空间中达到较好的通风效果。

2.利用热压实现自然通风

自然通风的另一原理是利用建筑内部空气的热压差———即通常讲的“烟囱效应”———来实现建筑的自然通风。利用热空气上升的原理,在建筑上部设排风口可将污浊的热空气从室内排出,而室外新鲜的冷空气则从建筑底部被吸入。热压作用与进、出风口的高差和室内外的温差有关,室内外温差和进、出风口的高差越大,则热压作用越明显。在建筑设计中,可利用建筑物内部贯穿多层的竖向空腔———如楼梯间、中庭、拔风井等满足进排风口的高差要求,并在顶部设置可以控制的开口,将建筑各层的热空气排出,达到自然通风的目的。与风压式自然通风不同,热压式自然通风更能适应常变的外部风环境和不良的外部风环境。

3.风压与热压相结合实现自然通风

在建筑的自然通风设计中,风压通风与热压通风往往是互为补充、密不可分的。一般来说,在建筑进深较小的部位多利用风压来直接通风,而进深较大的部位则多利用热压来达到通风效果。位于英国莱彻斯特的蒙特福德大学女王馆就是这方面的一个优秀实例。建筑师肖特和福特将庞大的建筑分成一系列小体块,既在尺度上与周围古老的街区相协调,又能形成一种有节奏的韵律感,同时小的体量使得自然通风成为可能。位于指状分支部分的实验室、办公室进深较小,可以利用风压直接通风而位于中间部分的报告厅、大厅及其它用房则更多地依靠“烟囱效应”进行自然通风。同时,建筑的外维护结构采用厚重的蓄热材料,使得建筑内部的得热量降到最低。)

4.机械辅助式自然通风

在一些大型建筑中,由于通风路径较长,流动阻力较大,单纯依靠自然风压与热压往往不足于实现自然通风。而对于空气污染和噪声污染比较严重的城市,直接的自然通风还会将室外污浊的空气和噪声带入室内,不利于人体健康。在这种情况下,常常采用一种机械辅助式的自然通风系统。该系统有一套完整的空气循环通道,辅以符合生态思想的空气处理手段(如土壤预冷、预热、深井水换热等) ,并借助一定的机械方式加速室内通风。

5.双层维护结构

双层维护结构是当今生态建筑中所普遍采用的一项先进技术,被誉为“可呼吸的皮肤”。双层维护结构一般由双层玻璃或三层玻璃组成,在两层玻璃之间留有一定宽度的空隙形成空气夹层,并配有可调节的深色百页。在冬季,空气夹层和百页可以形成一个利用太阳能加热空气的装置,提高建筑外墙表面温度,有利于建筑的保温采暖在夏季,则可以利用热压原理将热空气不断从夹层上部排出,达到降温的目的。对于高层建筑来说,直接对外开窗容易造成紊流,不易控制,而双层维护结构则能够很好的解决这一问题。建筑设计与自然通风自然通风效果与建筑构件(窗、门、墙体等) 有着密切关系。我们在建筑结构设计时应考虑充分利用自然通风。

1.双层玻璃幕墙

在欧洲,采用玻璃幕墙的建筑很流行,为减少夏季空调的冷负荷,需要遮阳设备。研究表明,采用外遮阳设备比内遮阳设备节能效果更佳,但外遮阳设备投资大且影响美观。于是发展了双层玻璃幕墙,双层玻璃之间留有较大的空间,常被称为“会呼吸的皮肤”。有时可将房间的窗户开向墙穴。在冬季,双层玻璃间层形成阳光温室,提高建筑围护结构表面温度在夏季,可利用烟囱效应在间层内通风。玻璃幕墙间层内气流和温度分布受双层墙及建筑的几何、热物理、光和空气动力特性等因素的影响。CFD和network 方法的模拟结果表明,该结构可大大减少建筑冷负荷,提高自然通风效率。双层玻璃幕墙具有如下优点:避免开窗带来的对室内气候的干扰使室内免受室外交通噪声的干扰夜间可安全通风。然而由于大量使用玻璃,夏季会增加太阳辐射得热而使夹层内的温度很高,引起能耗增加,甚至导致办公室过热。所以为减少其带来的不利影响,内层可采用浅色玻璃,间层内设置窗檐, 但应注意窗檐、风口、窗户的合理安装。

2.窗户

大多数情况下,自然通风系统中以窗户来充当风口,窗户的形式、面积大小及安装位置影响通风效率、室内气流组织和室内热舒适。Per Heiselberg 等人研究了不同类型窗户的通风特性,认为对于单侧自然通风、贯流通风或热压驱动的自然通风来说,在冬季最好选择底悬式窗户,在夏季最好选择侧悬式窗户。窗户的通风系数Cd 随着开口面积、窗户类型和室内外温差的变化而变化,不能认为是常数,仅当开口面积较大时,通风系数才近似等于0.6 。

3.中庭绿色建筑、高层建筑可利用中庭的热压作用实现自然通风,德国法兰克福商业银行总部大楼便是成功的一例。有中庭的建筑越来越多,但大多为封闭式,设计的目的主要是采光。

4.风塔

由垂直竖井和几个风口组成,在房间的排风口末端安装太阳能空气加热器以对从风塔顶部进入的空气产生抽吸作用。该系统类似于风管供风系统。

5.屋顶

屋顶的形状影响室外风压,从而影响自然通风效果。可采用翼形屋顶以便形成高压区和低压区。用CFD 方法和实验方法研究了自然通风建筑中,屋顶形状和屋顶高度对自然通风情况下的室内气流分布和室内气流流速的影响。

依靠通风机提供的动力来迫使空气流通来进行室内外空气交换的方式叫做机械通风。

与自然通风相比，机械通风具有以下优点：送入车间或工作房间内的空气可以经过加热或冷却，加湿或减湿的处理；从车间排除的空气，可以进行净化除尘，保证工厂附近的空气不被污染；按能够满足卫生和生产上所要求造成房间内人为的气象条件；可以将吸入的新鲜空气按照需要送到车间或工作房间内各个地点，同时也可以将室内污浊的空气和有害气体从产生地点直接排除到室外去；通风量在一年四季中都可以保持平衡，不受外界气候的影响，必要时，根据车间或工作房间内生产与工作情况，还可以任意调节换气量。

但是，机械通风系统中需设置各种空气处理设备、动力设备（通风机），各类风道、控制附件和器材，故初次投资和日常运行维护管理费用远大于自然通风系统；另外，各种设备需要占用建筑空间和面积，并需要专门人员管理，通风机还将产生噪声。

机械通风可根据有害物分布的状况，按照系统作用范围大小分为局部通风和全面通风两类。局部通风包括局部送风系统和局部排风系统；全面通风包括全面送风系统和全面排风系统。

（1）局部通风

利用局部的送、排风控制室内局部地区的污染物的传播或控制局部地区的污染物浓度达到卫生标准要求的通风叫做局部通风。局部通风又分为局部排风和局部送风。

局部排风是直接从污染源处排除污染物的一种局部通风方式。当污染物集中于某处发生时，局部排风是最有效的治理污染物对环境危害的通风方式。

局部排风系统的划分应遵循如下原则：

a.污染物性质相同或相似，工作时间相同且污染物散发点相距不远时，可合为一个系统。

b.不同污染物相混可产生燃烧、爆炸或生成新的有毒污染物时，不应合为一个系统，应各自成独立系统。

c.排除有燃烧、爆炸或腐蚀的污染物时，应当各自单独设立系统，并且系统应有防止燃烧、爆炸或腐蚀的措施。

d.排除高温、高湿气体时，应单独设置系统，并有防止结露和有排除凝结水的措施。

② 局部送风系统

在一些大型的车间中，尤其是有大量余热的高温车间，采用全面通风已经无法保证室内所有地方都达到适宜的程度。在这种情况下，可以向局部工作地点送风，造成对工作人员温度、湿度、清洁度合适的局部空气环境，这种通风方式叫做局部送风。直接向人体送风的方法又叫岗位吹风或空气淋浴。

（2）全面通风

全面通风又称稀释通风，原理是向某一房间送入清洁新鲜空气，稀释室内空气中的污染物的浓度，同时把含污染物的空气排到室外，从而使室内空气中污染物的浓度达到卫生标准的要求。

全面通风适用于：有害物产生位置不固定的地方；面积较大或局部通风装置影响操作；有害物扩散不受限制的房间或一定的区段内。这就是允许有害物散入室内，同时引入室外新鲜空气稀释有害物浓度，使其降低到合乎卫生要求的允许浓度范围内，然后再从室内排出去。

全面通风包括全面送风和全面排风，两者可同时或单独使用。单独使用时需要与自然送、排风方式相结合。

① 全面排风

为了使室内产生的有害物尽可能不扩散到其他区域或邻室去，可以在有害物比较集中产生的区域或房间采用全面机械排风。图7－5所示就是全面机械排风。

② 全面送风

当不希望邻室或室外空气渗入室内，而又希望送入的空气是经过简单过滤、加热处理的情况下，多用如图7－6所示的全面机械送风系统来冲淡室内有害物，这时室内处于正压，室内空气通过门窗排到室外。