趙沛略

青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 山東 青島 266000

引言

自然通風(fēng)是一種古老的技術(shù),主要的能量來源是氣壓和熱壓。傳統(tǒng)建筑中的空氣,道路,中庭和山谷風(fēng)都是地理上自然產(chǎn)生的空氣。本文重點介紹現(xiàn)代建筑通風(fēng)中螞蟻的使用,應(yīng)當(dāng)指出的是,在當(dāng)今工業(yè)發(fā)展和人口增長的大城市中,城市環(huán)境的空氣污染最嚴(yán)重。當(dāng)使用充足的自然空氣時,污濁的室外空氣和噪音會直接合并到房屋中,這種情況經(jīng)常發(fā)生,對人類的身體健康存在一定的問題。我們可以使用機(jī)械設(shè)備的方法,來對空氣進(jìn)行處理后進(jìn)行傳輸,因此,這是處理空氣并將其傳遞給螞蟻通風(fēng)系統(tǒng)的最有效方法,我們將在下面的許多方面進(jìn)行討論。

1 蟻穴式通風(fēng)系統(tǒng)原理分析

非洲和澳洲之間的道路上擁有世界上一些宏偉的沙丘—白蟻丘。這些土墩通常高3 m,按照人類的比例,白蟻丘的高度約為1500 m。該建筑幾乎是迪拜塔(818米)的兩倍,它是當(dāng)今世界上最高的建筑,并且與白蟻路和柏油路相比,兩旁都是白蟻和固體唾液。圖1顯示了山丘的外觀。令科學(xué)家印象最深的不是白蟻丘的大小,而是它可以在非洲維持28攝氏度的恒定溫度,晝夜溫差為40至50度的事實。生物學(xué)家稱土墩為“超級有機(jī)體”。天氣炎熱時,人流汗而涼爽;寒冷時,身體會搖晃,白蟻將這種平衡行為從身體轉(zhuǎn)移到它們居住的蟻丘,允許蟻穴發(fā)揮平衡作用。

圖1

一個英美研究人員小組對非洲撒哈拉沙漠中的大型白蟻丘進(jìn)行了為期三年的研究,發(fā)現(xiàn)無論外界溫度變化多長時間,螞蟻的溫度都保持非常穩(wěn)定(見圖2)。研究表明,白蟻丘通常在地上有一個丘,中間有一個“真菌花園”,還有一個地基。

圖2 白蟻丘內(nèi)外溫度測量數(shù)據(jù)

白天和晚上之間溫度的顯著差異使白蟻丘能夠解決散熱和保溫問題,并始終保持空氣新鮮。在夏季,白蟻從地下水位以下的深層土壤中吸取冷濕的泥漿,作為冷源。同時,河流下部的一個洞吸收新鮮空氣,并通過許多邊界空間下降。冷空氣通過中央通道上升,從孔中吸收熱量,高高的山丘變成了“煙囪”,起到了導(dǎo)流板的作用,最終,熱空氣穿過其中。在晚上,當(dāng)外部溫度下降并且需要對巢穴進(jìn)行加熱時,圣丘食好的保溫能力可以在沙丘內(nèi)部提供足夠的熱量。在這段時間里,白蟻阻擋了土墩的開口,只留下了周圍的通風(fēng)區(qū)域。通過不斷挖掘和堵塞坑和地面表面的通風(fēng)孔,蟻丘可以適應(yīng)外界自然節(jié)奏的變化,并控制自然進(jìn)出的空氣。這種巧妙的局部結(jié)構(gòu)和自我調(diào)節(jié)行為極大地增強了控制內(nèi)部氣流的能力,不僅提供氧氣,還起到維持熱量和封閉熱量的作用,從而將蟻丘變成了真正的空氣塔。螞蟻的巢穴具有疏通空氣的功能,這是不可思議的,因為許多螞蟻的巢穴都具有類似的功能。出乎意料的是,土墩看起來像一個巨大的肺部,具有神奇的呼吸功能。在蟻穴中,空氣的循環(huán)和進(jìn)入與肺呼吸非常相似。

實際上,兩個“器官”系統(tǒng)之間的主要區(qū)別在于,蟻冢為起伏提供動能,但肺部可以充分利用自然條件來保持蟻穴內(nèi)的空氣。如圖3所示。比較蟻穴與肺構(gòu)造的對比。

圖3

在上面的討論中,解釋了通風(fēng)白蟻的原理。可以看出,室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)的好處非常明顯。如果人們可以建立一個類似或類似的通風(fēng)系統(tǒng),那么節(jié)能就很重要,這一功能可能是我們研究的指標(biāo)之一。

2 問題分析

(1)造價高。像許多現(xiàn)代綠色建筑一樣,由于所有類型的新設(shè)備在價格方面都要求高價格,因此存在初始投資高的問題。并且由于目前這種類型的屬性很少,這種類型的建筑個性化很強,工業(yè)生產(chǎn)水平不足,這在某種程度上決定了其高成本。

(2)環(huán)保意識不足。當(dāng)用戶對環(huán)境保護(hù)的關(guān)注度不足時,建筑商將不采取建造此類建筑物,因為將花費高昂的建造成本。隨著人們對環(huán)保意識的增強,即使綠色建筑更加昂貴,人們?nèi)匀桓矚g綠色建筑,這可以在一定程度上降低綠色建筑的成本。

(3)地理條件限制。在這種通風(fēng)系統(tǒng)中,空氣非常重要,因此在濕度低的地區(qū),該通風(fēng)系統(tǒng)非常難以操作,并且這種系統(tǒng)非常適合大風(fēng)環(huán)境。

3 創(chuàng)新應(yīng)用

在以上對螞蟻通風(fēng)系統(tǒng)的分析中,據(jù)指出,用于螞蟻巢的空氣冷卻的冷源來自地下水位。在未來的研究中,有可能將土壤用作冷源,而不是先進(jìn)行冷卻。然后將其放置在一個房間中,盡管地下空間的開發(fā)會大大增加成本,但是隨著地下空間的不斷發(fā)展,我們可以在地下開采地下水時創(chuàng)建一個冷地下源,因此無需單獨地下開采可以大大降低成本。

結(jié)語

這個星球上只有一件事可以保存,那就是生命本身。它已經(jīng)存在于地球上4億年,而可持續(xù)建筑必須是能夠生存的建筑。大自然告訴我們,經(jīng)過數(shù)億年進(jìn)化而選擇的生命智慧遠(yuǎn)勝于進(jìn)化觀念的創(chuàng)造。我們需要更多地了解自然界,并將其應(yīng)用于改善人類所需的技術(shù)問題。盡管并不理想,但墨爾本東門中心和新市政廳的建設(shè)仍在為可持續(xù)建筑開辟新的方向,并在面臨重大環(huán)境危機(jī)的社會中探索可持續(xù)發(fā)展的新平穩(wěn)道路。