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在許多建筑物的屋頂上,我們常能見到一些金屬圓球,它們在陽光下閃著光,似乎與周圍的環(huán)境格格不入。這些金屬圓球實際上是無動力風帽的一部分,也被稱作風球或通風球。
今天,就來帶大家了解一下這個小東西的前世今生。
無動力風帽的作用
無動力風帽是一種安裝在建筑物屋頂?shù)耐L裝置,主要用于住宅、工廠、倉庫等需要通風換氣的場所。
它們的主要作用包括:
1
改善室內空氣質量
通過自然通風,排出室內的熱氣、濕氣、煙霧和有害氣體,改善室內空氣質量;
2
降低室內溫度
促進熱空氣上升排出,減少夏季室內溫度,減少空調使用,節(jié)約能源;
3
防止霉菌生長
減少室內濕氣,防止墻壁和屋頂?shù)某睗瘢A防霉菌生長;
4
延長建筑壽命
通過減少濕氣和有害氣體對建筑材料的侵蝕,延長建筑的使用壽命。
無動力風帽的結構
無動力風帽通常由以下幾個部分組成:風葉、風脖、內部的支架和軸承。
我們所看到的那一圈弧形風葉,是根據空氣動力學的原理,經過周密的科學計算得到的結果。它不僅可以使風帽在工作的時候不會受到雨水的侵入,還可以大大提高排風效率。
可以說,風葉是整個風帽最重要的組成部分。
風帽內部結構 來源 | 某電商平臺
風脖指的是連接風葉與固定在建筑物屋頂?shù)幕g的那一部分。風脖的作用是支撐風葉,并確保它能靈活地隨著風向的變化而旋轉,從而實現(xiàn)有效的空氣流動和通風。
內部支架是固定風葉和風脖的部分,一般由鋁合金或尼龍材料制成,可以支撐風帽的重量和轉動。
軸承是連接風帽和屋頂?shù)牟糠郑话阌射摬幕蜚~材制成,可以保證風帽的平穩(wěn)和靈活。
無動力風帽的工作原理
無動力風帽之所以稱為“無動力”,并不是因為它們一點動力都不需要,而是說它們不需要額外的電能,只靠自然風就足以驅動。其工作原理與抽油煙機和煙囪的原理都有相似之處,它們本質上都是通過室內外氣體壓力差來實現(xiàn)內外氣體的交換。
來源丨網絡
1
依靠自然風力
當室外的自然風吹動風帽,扇葉在轉動過程中的離心作用可降低其周圍的氣壓,形成負壓區(qū),即風帽內氣壓低于室內氣壓。由于壓力差的存在,室內平行方向流動的空氣會部分轉變?yōu)橛上孪蛏洗怪狈较蛄鲃拥目諝?,從而將屋內不新鮮的空氣抽到室外。
2
依靠熱壓差
當室內溫度高于室外時,室內高溫氣體上升并向外涌出,會推動扇葉轉動。扇葉周邊空氣流速加快、氣壓減小,煙道內空氣在氣壓差作用下上升,也能達到抽出室內氣體的作用。
無動力風帽的優(yōu)缺點
從節(jié)能環(huán)保角度來看,無動力風帽利用自然風力進行通風,無需電力,連續(xù)運轉高效節(jié)能,無噪音、無火花、具防爆性;從成本效益來看安裝成本較低,維護簡單,長期來看經濟效益顯著,因為減少了對電力的依賴。
再者,風帽的設計多樣,可以增加建筑物的美觀度,有些設計如球型蓮花狀,具有很好的裝飾效果。
從安全角度來講,風帽還能在特殊情況下保障用戶的人身安全。如果樓道或是公共區(qū)域發(fā)生了火災事故,這個通風設備就能加快內部煙塵氣體的排出,從而給遇險者帶來更充足的逃生空間,減少事故引起的損失。
當然,無動力風帽也有一些缺點。例如,在風力較小的地區(qū),無動力風帽可能無法正常運行,導致排煙效果不佳;在空氣質量差的地區(qū),風帽可能會將室外的污染空氣吸進室內,造成二次污染。
由此看來,無動力風帽作為一種簡單而高效的自然通風設備,在改善室內空氣質量、節(jié)能環(huán)保等方面發(fā)揮了重要作用。通過巧妙的設計和合理的應用,它不僅在過去的建筑中取得了顯著成效,也將在未來的綠色建筑中扮演更加重要的角色。
參考文獻
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[2]https://mp.weixin.qq.com/s/MFom3jroYBb7PkPgae7D7Q
[3]https://mp.weixin.qq.com/s/8J-InLFF_BHTWaK9SghQ2Q
[4]https://mp.weixin.qq.com/s/Oagf6kTPL98B6YOduASaiw
策劃制作
來源丨力學科普(id:lxkp_cstam)
責編丨王夢如
審校丨徐來 林林
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