北航自然辯證法論文

　　現如今，大家總免不了要接觸或使用論文吧，論文是進(jìn)行各個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域研究和描述學(xué)術(shù)研究成果的一種說(shuō)理文章。那么問(wèn)題來(lái)了，到底應如何寫(xiě)一篇優(yōu)秀的論文呢？下面是小編精心整理的北航自然辯證法論文，希望對大家有所幫助。

　　[摘要]

　　本文首先介紹了建筑中自然通風(fēng)技術(shù)的作用原理，指出了自然通風(fēng)的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，進(jìn)而論證了在建筑設計中如何實(shí)現自然通風(fēng)，提出自然通風(fēng)這項傳統的技術(shù)要與建筑所處地域的自然地理氣候特征相適應，并輔以實(shí)例分析了自然通風(fēng)與地域氣候的完美結合。旨在引起在地域建筑設計中對自然通風(fēng)傳統適宜技術(shù)的重視。

　　[關(guān)鍵詞]

　　自然通風(fēng)；原理；優(yōu)勢；地域建筑；設計

　　隨著(zhù)空調技術(shù)的不斷發(fā)展，人們越來(lái)越能主動(dòng)的控制室內環(huán)境，創(chuàng )造前所未有的室內舒適氣候要求，從而使人們逐漸淡化對自然通風(fēng)這種氣候適宜性技術(shù)的應用。然而，在今天全球能源緊張、節能壓力增大、空氣品質(zhì)（IAO）惡化以及建筑綜合征（SBS）等發(fā)生的情況下，人們不得不從新審視自然通風(fēng)這一傳統的氣候適宜性技術(shù)，自然通風(fēng)這種古老而有效的技術(shù)在今天得到了前所未有的重視�？照{的產(chǎn)生，使人們可以主動(dòng)地控制居住環(huán)境，而不是象以往一樣被動(dòng)地適應自然；空調的大量使用，使人們漸漸淡化了對自然通風(fēng)的應用。而在空調技術(shù)得以普及的今天，迫于節約能源、保持良好的室內空氣品質(zhì)的雙重壓力下，全球的科學(xué)家不得不重新審視自然通風(fēng)這一傳統技術(shù)。在這樣的背景下，把自然通風(fēng)這種傳統建筑生態(tài)技術(shù)重新引回現代建筑中，有著(zhù)比以往更為重要的意義。

　　一、自然通風(fēng)技術(shù)的原理

　　通常意義上的自然通風(fēng)指的是通過(guò)有目的的開(kāi)口，產(chǎn)生空氣流動(dòng)。這種流動(dòng)直接受建筑外表面的壓力分布和不同開(kāi)口特點(diǎn)的影響。壓力分布是動(dòng)力，而各開(kāi)口的特點(diǎn)則決定了流動(dòng)阻力。就自然通風(fēng)而言，建筑物內空氣運動(dòng)主要有兩個(gè)原因：風(fēng)壓以及室內外空氣密度差。這兩種因素可以單獨起作用，也可以共同起作用。

　　1、風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)

　　風(fēng)的形成是由于大氣中的壓力差。如果風(fēng)在通道上遇到了障礙物，如樹(shù)和建筑物，就會(huì )產(chǎn)生能量的轉換。動(dòng)壓力轉變?yōu)殪o壓力，于是迎風(fēng)面上產(chǎn)生正壓（約為風(fēng)速動(dòng)壓力的0.5—0.8倍），而背風(fēng)面上產(chǎn)生負壓（約為風(fēng)速動(dòng)壓力的0.3—0.4倍）。由于經(jīng)過(guò)建筑物而出現的壓力差促使空氣從迎風(fēng)面的窗縫和其他空隙流入室內，而室內空氣則從背風(fēng)面孔口排出，就形成了全面換氣的風(fēng)壓自然通風(fēng)。某一建筑物周?chē)�風(fēng)壓與該建筑的幾何形狀、建筑相對于風(fēng)向的方位、風(fēng)速和建筑周?chē)�的自然地形有關(guān)。

　　2、熱壓作用下的自然通風(fēng)

　　熱壓是室內外空氣的溫度差引起的，這就是所謂的“煙囪效應”。由于溫度差的存在，室內外密度差產(chǎn)生，沿著(zhù)建筑物墻面的垂直方向出現壓力梯度。如果室內溫度高于室外，建筑物的上部將會(huì )有較高的壓力，而下部存在較低的壓力。當這些位置存在孔口時(shí)，空氣通過(guò)較低的開(kāi)口進(jìn)入，從上部流出。如果，室內溫度低于室外溫度，氣流方向相反。熱壓的大小取決于兩個(gè)開(kāi)口處的高度差和室內外的空氣密度差。而在實(shí)際中，建筑師們多采用煙囪、通風(fēng)塔、天井中庭等形式，為自然通風(fēng)的利用提供有利的條件，使得建筑物能夠具有良好的通風(fēng)效果。

　　3、風(fēng)壓和熱壓共同作用下的自然通風(fēng)

　　在實(shí)際建筑中的自然通風(fēng)是風(fēng)壓和熱壓共同作用的結果，只是各自的作用有強有弱。由于風(fēng)壓受到天氣、室外風(fēng)向、建筑物形狀、周?chē)�環(huán)境等因素的影響，風(fēng)壓與熱壓共同作用時(shí)并不是簡(jiǎn)單的線(xiàn)性疊加。因此建筑師要充分考慮各種因素，使風(fēng)壓和熱壓作用相互補充，密切配合使用，實(shí)現建筑物的有效自然通風(fēng)。

　　4、機械輔助式自然通風(fēng)

　　在一些大型建筑中，由于通風(fēng)路徑較長(cháng)，流動(dòng)阻力較大，，單純依靠自然風(fēng)壓與熱壓往往不足以實(shí)現自然通風(fēng)。而對于空氣污染和噪聲污染比較嚴重的城市，直接的自然通風(fēng)還會(huì )將室外污濁的空氣和噪聲帶入室內，不利于人體健康。在這種情況下，常常采用一種機械輔助式的自然通風(fēng)系統。該系統有一套完整的空氣循環(huán)通道，輔以符合生態(tài)思想的空氣處理手段（如土壤預冷、預熱、深井水換熱等），并借助一定的機械方式加速室內通風(fēng)。

　　二、自然通風(fēng)技術(shù)的優(yōu)勢

　　自然通風(fēng)是當今建筑普遍采取的一項改革建筑熱環(huán)境、節約空調能耗的技術(shù)，采用自然通風(fēng)方式的根本目的就是取代（或部分取代）空調制冷系統。而這一取代過(guò)程有兩點(diǎn)至關(guān)重要的意義：一是實(shí)現有效被動(dòng)式制冷，當室外空氣溫濕度較低時(shí)自然通風(fēng)可以在不消耗不可再生能源的情況下降低室內溫度，帶走潮濕氣體，達到人體熱舒適，即使室外空氣溫濕度超過(guò)舒適區，需要消耗能源進(jìn)行降溫降濕處理，也可以利用自然通風(fēng)輸送處理后的新風(fēng)，而省去風(fēng)機能耗，且無(wú)噪聲。這有利于減少能耗、降低污染，符合可持續發(fā)展的思想。二是可以提供新鮮、清潔的自然空氣（新風(fēng)），有利于人的生理和心理健康。室內空氣品質(zhì)的低劣在很大程度上是由于缺少充足的新風(fēng)�？照{所造成的恒溫環(huán)境也使得人體抵抗力下降，引發(fā)各種“空調病”。而自然通風(fēng)可以排除室內污濁的空氣，同時(shí)還有利于滿(mǎn)足人和大自然交往的心理需求。

　　三、自然通風(fēng)系統設計中的限制性條件

　　自然通風(fēng)技術(shù)作為一種免費的技術(shù)，它的應用必然受到環(huán)境的限制。對于室外環(huán)境溫、濕度比較溫和的地區（如英國），該技術(shù)的應用非常成熟，下面基于他們的應用經(jīng)驗，介紹有關(guān)自然通風(fēng)技術(shù)應用的限制性條件。

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　　應用自然通風(fēng)的前提是室外空氣溫度比室內低，通過(guò)室內空氣的通風(fēng)換氣，將室外風(fēng)引入室內，降低室內空氣的溫度。很顯然，室內、外空氣溫差越大，通風(fēng)降溫的效果越好。對于一般的依靠空調系統降溫的建筑而言，應用自然通風(fēng)系統可以在適當時(shí)間降低空調運行負荷，典型的如空調系統在過(guò)渡季節的全新風(fēng)運行。對于完全依靠自然通風(fēng)系統進(jìn)行降溫的建筑，其使用效果則取決于很多因素，建筑的得熱量是其中的一個(gè)重要因素，得熱量越大，通過(guò)降溫達到室內舒適要求的可能性越小�，F在的研究結果表明，完全依靠自然通風(fēng)降溫的建筑，其室內的得熱量最好不要超過(guò)40W/m2。

　�。ǘ�）建筑環(huán)境的要求

　　應用自然通風(fēng)降溫措施后，建筑室內環(huán)境在很大程度上依靠室外環(huán)境進(jìn)行調節，除了空氣的溫、濕度參數外，室內的空氣品質(zhì)和噪音控制也將被室外環(huán)境所破壞。根據目前的一些標準要求，采用自然通風(fēng)的建筑，其建筑外的噪音不應該超過(guò)70dB；尤其在窗戶(hù)開(kāi)啟的時(shí)候，應該保證室內周邊地帶的噪音不超過(guò)55dB。同時(shí)，自然通風(fēng)進(jìn)風(fēng)口的室外空氣質(zhì)量應該滿(mǎn)足有關(guān)衛生要求。

　�。ㄈ�）建筑條件的限制

　　應用自然通風(fēng)的建筑，在建筑設計上應該參考以上兩點(diǎn)要求，充分發(fā)揮自然通風(fēng)的優(yōu)勢。

　　1、建筑位置

　　周?chē)�是否有交通干道、鐵路等一般認為，建筑的立面應該離開(kāi)交通干道20米，以避免進(jìn)風(fēng)空氣的污染或噪音干擾；或者，在設計通風(fēng)系統時(shí)，將靠近交通干道的地方作為通風(fēng)的排風(fēng)側。地區的主導風(fēng)向與風(fēng)速根據當地的主導風(fēng)向與風(fēng)速確定自然通風(fēng)系統的設計，特別注意建筑是否處于周?chē)�污染空氣的下游。周�(chē)�環(huán)境由于城市環(huán)境與鄉村環(huán)境不同，對建筑通風(fēng)系統的影響也不同，特別是建筑周?chē)�的其它建筑或障礙物將影響建筑周?chē)�的風(fēng)向和風(fēng)速、采光和噪音等。

　　2、建筑形狀

　　形狀建筑的寬度直接影響自然通風(fēng)的形式和效果。建筑寬度不超過(guò)10米的建筑可以使用單側通風(fēng)方法；寬度不超過(guò)15米的建筑可以使用雙側通風(fēng)方法；否則，將需要其它輔助措施，例如煙囪結構或機械通風(fēng)與自然通風(fēng)的混合模式等。建筑朝向為了充分利用風(fēng)壓作用，系統的進(jìn)風(fēng)口應該面對建筑周?chē)�的主導風(fēng)向。同時(shí)建筑的朝向還涉及減少得熱措施的選擇。開(kāi)窗面積系統進(jìn)風(fēng)側外墻的窗墻比應該兼顧自然采光和日射得熱的控制，一般為30%—50%。建筑結構形式建筑結構可以是輕型、中型或重型結構。對于中型或重型結構，由于其熱惰性比較大，可以結合晚間通風(fēng)等技術(shù)措施改善自然通風(fēng)系統的運行效果。

　　3、建筑內部設計

　　層高比較大的層高有助于利用室內熱負荷形成的熱壓，加強自然通風(fēng)。室內分隔的形式直接影響通風(fēng)氣流的組織和通風(fēng)量。建筑內豎直通道或風(fēng)管可以利用豎直通道產(chǎn)生的煙囪效應有效組織自然通風(fēng)

　　4、室內人員

　　室內人員密度和設備、照明得熱的影響對于建筑得熱超過(guò)40W/m2的建筑，可以根據建筑內熱源的種類(lèi)和分布情況，在適當的區域分別設置自然通風(fēng)系統和機械制冷系統。工作時(shí)間工作時(shí)間將影響其它輔助技術(shù)的選擇（如晚間通風(fēng)系統）。

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　　應用自然通風(fēng)對降低室內空氣溫度效果明顯，但對調節或控制室內空氣的濕度，效果甚微。因此，自然通風(fēng)措施一般不能在非常潮濕的地區使用。

　　四、建筑中的自然通風(fēng)考慮因素

　　自然通風(fēng)技術(shù)在運用的過(guò)程中，要充分結合當地氣候、環(huán)境條件，采取相適應的技術(shù)措施，才能保證自然通風(fēng)達到良好的生態(tài)效能。自然通風(fēng)在考慮普通的諸如氣候、建筑朝向、室外綠化、通風(fēng)構造細部等要素的影響外，越來(lái)越多的考慮以下兩點(diǎn)要素：

　�、偬�陽(yáng)能強化自然通風(fēng)。太陽(yáng)能強化自然通風(fēng)的建筑構件主要有屋面太陽(yáng)能煙囪、Trombe墻以及與建筑一體化安裝的太陽(yáng)能空氣集熱器。為了在夏季達到更好的冷卻效果，通常將這些作法與其他建筑構件復合成一個(gè)有組織的自然通風(fēng)系統；

　�、谟嬎銠C模擬自然通風(fēng)。計算機模擬技術(shù)，特別是計算立體力學(xué)（CFD）對自通通風(fēng)設計有著(zhù)非常重要的作用，它利用連續性方程、動(dòng)量方程、能量方程等控制方程對空氣動(dòng)力進(jìn)行分析，然后利用計算機軟件進(jìn)行計算機模擬，得出可視化的直觀(guān)效果，對建筑師設計出合理的建筑風(fēng)環(huán)境提供了重要的參考。因此，隨著(zhù)計算機模擬技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機模擬對自然通風(fēng)的設計無(wú)疑會(huì )產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。

　　總之，自然通風(fēng)技術(shù)作為一種與氣候相適宜的生態(tài)技術(shù)，在實(shí)際運用的過(guò)程中，應該結合太陽(yáng)能、建筑材料、自然采光、地下蓄冷蓄熱、自動(dòng)控制等技術(shù)，并運用計算機模擬技術(shù)，對實(shí)際的案例進(jìn)行分析，定量的對其進(jìn)行深入的研究。相信隨著(zhù)生態(tài)、可持續發(fā)展理念的不斷發(fā)展，自然通風(fēng)這種廉價(jià)、健康的通風(fēng)方式將會(huì )越來(lái)越多地被利用。

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