CN117824050A - 一种用于建筑单元自然通风的拔风构件及其通风方法 - Google Patents

Abstract

一种用于建筑单元自然通风的拔风构件及其通风方法，包括拔风单元、主导气通道和集热爬升单元，拔风单元下端入风口连通引风单元；主导气通道包括连通各房间的主进风道和主出风道，主进风道设置在拔风单元内，主出风道连通拔风单元；集热爬升道设置于斜屋顶，集热爬升道入口连通主出风道，出口并联接入拔风单元上部。在中国西北部地区能够代替空调实现夏季通风，具有节约能源的实用价值。

Description

一种用于建筑单元自然通风的拔风构件及其通风方法

技术领域

本发明涉及建筑通风领域，具体涉及一种用于建筑单元自然通风的拔风构件及其通风方法。

背景技术

“自然通风”即利用环境自然形成的气流，通过建筑布局、形体及构件设计等方式引导该气流，利用风压、热压强化该气流可实现建筑的自然通风。在外部环境适宜的前提下，风压可作为建筑通风的主要方式。当建筑物受到风压力时，正面是正压力，侧面背面则是负压力，压力差产生空气流通，实现换气；或者通道入口和出口的风压出现压力差，该压力差也产生空气流通，实现换气。利用热压是自然通风的又一原理。热压差又称为“烟筒效应”。温度高的空气比重小而上升，并从建筑物上部排出，这时会在低密度空气所在处形成负压区，于是建筑物外比重大的新鲜空气被吸入，形成通风换气。机械通风是自然通风的辅助。因建筑进深大，流通路线长而复杂，空间多空气流通阻力大。所以，利用机械来进行自然通风是很有必要的。

现有技术中，五花八门的建筑通风设计存在如下技术问题：

(1)缺乏通用的拔风构件。

日本广岛建设株式会社KAJIMACORP公开一种通风建筑(公开号：JP2000320031A，公开日：2000年11月21日)，为解决办公楼等多层建筑物自然换气替换空调的强制换气的技术问题，建筑1包括4层，每层设有居室4，建筑1正前方有透明玻璃的外壁2，透明外壁2和3层以上建筑物之间形成纵向上贯通建筑物的拔风通道3。拔风通道3底部设有入风口7，在通风孔3的上部配设有排气口6。各居室4隔板19和天花板之间形成连通拔风通道5的开口部20。由于太阳照射外壁2使得拔风通道5内积存热量，热压使得从外壁2进入到拔风通道5的太阳热产生烟囱效应，持续将入风口7的风抽向排气口6。其缺点是透明玻璃的外壁2和各层居室4之间的拔风通道并没有通用性，每个建筑均有其自身建筑设计特点，无法用到其他建筑设计中。

(2)中庭向上拔风造成阳面房间的气流由南向北被开门窗由北向南的穿堂风弱化

日本积水建筑株式会社(SEKISUI HOUSE KK)公开一种低密住宅自然通风建筑结构(JP2000081237A，2000年03月21日)，为解决在低密住宅中二层居室由于温差小或者压差小而换气不足的问题，低密住宅包括至少两层住宅，住宅顶部设有屋脊顶棚，屋脊顶棚内设排气室，低密住宅中间设置地面直通排气室的中庭3，在一楼的各房间外墙底部设置连通室外的供气口1，从各楼层各个房间内墙底部设置连通中庭3的通气口4，在顶楼各房间内墙顶部设置连通屋脊顶棚的通气孔，排气室包括三个阶梯腔，最小截面腔8连通屋顶烟囱7，通过设计相当的烟囱直径能保证充分换气。通过最小截面腔8内设风扇和风量传感器无风时换气量不足得以改善。但是，上述拔风通道主要通过中庭，将风拔至屋脊顶棚然后又释放至大气中。由于中庭位于楼体中部，阳面房间的进出风流路与正常开门窗的穿堂风反向，被该穿堂风弱化，空气流通效果变差。

(3)用集热器对持续流过气流产生热压，持续的抽吸力明显不足

北京工业大学公开一种太阳能强化自然通风(CN1844788A，公开日：2006年10月11日)，其斜屋顶设有连通房间的通风换气道5，通风换气道5的顶壁是蓄热墙12，太阳能集热器4设置在蓄热墙12，太阳能集热器4收集热量传导至蓄热墙12，蓄热墙加热通风换气道5内空气，强化自然通风，将室内的高温、高湿空气排出。通风换气道5内是静止的空气是可以被蓄热墙12加热的，但是，持续的空气流过通风换气道5时，热交换时间非常短，不能持续加热流过的空气至所需温度，所以，因流经的空气不能被加热而膨胀，持续的抽吸力明显不足。

(4)轴流风机的设置，至少旋转轴和风机叶片占据烟囱流道，降低烟囱自然通风的抽吸力

通常烟囱顶部设置轴流风机，以增加通风流量。轴流风机的至少旋转轴和风机叶片要设置在烟囱流道中，甚至电机也占据烟囱流道，这样烟囱流道就被占据大半，使得自然通风时降低烟囱自然通风的通风截面。

因此，本领域迫切需要一种拔风构件以及通风方法，以取代空调的自然通风为目的，能够持续保持热压和风压，从而构建由北向南穿过各房间的穿堂风，在不侵占烟囱流道空间的前提下可选择使用风机，成为传统建筑完全取代空调的自然通风设计的技术突破的关键难题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于建筑单元自然通风的拔风构件及其通风方法,以取代空调的自然通风为目的，能够持续保持热压和风压，从而构建由北向南穿过各房间的穿堂风，在不侵占烟囱流道空间的前提下可选择使用风机，解决“无论低密住宅，还是高层住宅，可完全取代空调的通风设计”的技术问题。

本发明的目的是这样实现的，一种用于建筑单元自然通风的拔风构件，所述建筑单元包括n层房屋、斜屋顶和通风廊道，n为大于等于2的正整数，每层房屋均包括阳面房间和阴面房间，包括

拔风单元，拔风单元下端入风口连通通风廊道，用于由通风廊道垂直向上至其顶部形成拔风通道；

主导气通道，主导气通道包括连通各房间的主进风道和主出风道，主进风道设置在拔风单元内，用于持续形成进入各房间的正压进风气流；主出风道连通拔风单元，用于使得主出风道内形成由北向南地穿过各房间的负压出风气流；

积热爬升单元，积热爬升单元设置于斜屋顶，积热爬升单元入口连通主出风道，出口并联连通拔风单元，积热爬升单元用于得其内空气累积升温形成热压并将主出风道空气抽吸至拔风单元。

进一步地，主进风道设置在拔风单元内且下端连通通风廊道，用于通过各房间底部设置的进风口分别将地面冷空气送入建筑单元的各个房间；主出风道由一层顶部向上垂直延伸至顶层，用于通过各房间顶部设置的出风口将各房间的风抽出，使得各房间通过进风口和出风口形成由由北向南的穿堂风。

进一步地，主进风道包括第一进风道和第二进风道，第一进风道用于将建筑单元底部室外空气送入阴面各层对应房间；第二进风道设置在拔风单元内，第二进风道的下端设有第一拢风口，第一拢风口设于拔风单元的下端入风口，第一拢风口的横截面由下而上逐渐减小，用于将建筑底部的室外空气送入阳面各层对应房间内。

进一步地，其特征在于，拔风单元包括拔风烟囱和可选择设置的第二拔风烟囱，由通风廊道垂直向上延伸至高出建筑单元顶部至少一个楼层高地设于建筑单元内部；第二拔风烟囱设置在建筑单元背阴面且连通在通风廊道和拔风烟囱之间。

进一步地，通风廊道是建筑一层或半地下由背阴面直通阳面的巷道；或者通风廊道为由建筑单元的建筑一层或地下的巷道背阴面封闭，通过降温机构连通建筑背阴面的地上室外。

进一步地，第二进风道设置在拔风烟囱内；当选择设置第二拔风烟囱时，第一进风道设置在第二拔风烟囱内，第一进风道下端与第二进风道下端具有相同结构；当不设置第二拔风烟囱时，第一进风道设置在阴面的房间的建筑外墙外，第一进风道下端设有弯头，弯头端部设有第一进风口，弯头通过第一进风口朝向背阴面地设于通风廊道内。

进一步地，拔风烟囱上部设有套筒和间隔设于外周壁的抽吸孔，套筒和抽吸烟囱之间形成锥环形的抽吸腔，抽吸孔连通抽吸腔和拔风烟囱；集热爬升通道的上端出口连通抽吸腔。

进一步地，积热爬升道包括高透玻璃管、吸热筛网管、反射板和安装板，反射板固定在安装板上表面，反射板上固定吸热筛网管，高透玻璃管罩在吸热筛网管和反射板外并密封固定在安装板上。

进一步地，拔风单元出口可选地设有变频风机，变频风机通过轴径流机构不占据通道空间地设置在拔风单元的顶部；轴径流机构包括支撑坑罩、下导流罩和上导流罩，下导流罩和上导流罩以中板轴对称叠置设置，中板设有连通孔，下导流罩固定连接在支撑坑罩中，支撑坑罩设有坑罩通孔；变频风机的输出轴穿过下导流罩顶壁固定且将风机叶片设置在下导流罩的导流腔中。

一种利用所述用于建筑单元自然通风的拔风构件且以人体舒适度为优化目标的建筑通风方法，

各房间进风口设有阀片；

步骤S0，输入通风模式设定、风量设定；控制器默认通风模式设定为自然通风模式，默认风量设定为小风量；通风模式包括自然通风、中风速和大风速；风量包括小风量、中风量和大风量；

步骤S1，是否接受该房间的启动信号，是，则执行

构建人体舒适度指数模型如公式1.1，

其中，K为人体舒适度指数，T为室外气温，F为相对湿度，V为风速m/s；

人体舒适度指数k的合适范围如下，当51≤K≤60时，风速在1.5-2m/s，人体感觉温冷，能承受的凉快，为大风速；当61≤K≤70时，风速在1-1.5m/s，稍热，舒服，为中风速；当71≤K≤75时，更热，风速在0.25-1m/s,比较舒服，为自然通风；

否，则循环等待；

步骤S2，已知T、F、V，通过公式1.1计算实际人体舒适度指数K₁，核验人体舒适度指数K₁是否落在对应的已设定通风模式中，如果实际人体舒适度指数K₁落在自然通风速中，则执行步骤S3；否，检测人体舒适度指数K₁是否落在对应的已设定中风速模式中，则执行S3.1；否，检测人体舒适度指数K₁是否落在对应的已设定大风速模式中，则执行步骤S3.2；

步骤S3，按预设开度打开房间进风口(23)的阀片(41)，打开对应房间的自动遮阳布33，开启自然风速模式；或

步骤S3.1，按预设开度打开房间进风口(23)的阀片41，打开对应房间的自动遮阳布33，启动变频风机46，低频转速，开启中风速模式；或

步骤S3.2，按预设开度打开房间进风口23的阀片41，打开对应房间的自动遮阳布33，启动变频风机46，高频转速，开启大风速模式。

一种用于建筑单元自然通风的拔风构件及其通风方法，通过积热爬升道建立由北向南穿过各房间的热压通风，通过拔风单元加强热压通风的进风并确保房间进风口的气流正压，同时加强热压通风的出风，使得各房间形成持续通风气流，在中国西北部地区能够代替空调实现夏季通风，具有节约能源的实用价值。

附图说明

图1为本发明一种建筑拔风构件的实施例1的主剖视图；

图2为本发明一种建筑拔风构件的实施例1的积热爬升道的主剖视图(图1的A-A剖视图)；

图3为本发明一种建筑拔风构件的实施例1的图1的自然通风时的局部放大图I；

图4为本发明一种建筑拔风构件的实施例1的图1的机械通风时的局部放大图I；

图5为本发明一种建筑拔风构件的实施例2的主剖视图；

图6为本发明一种建筑拔风构件的实施例3的主剖视图。

图7为本发明一种建筑拔风构件的实施例4的积热爬升道的主剖视图。

上述图中的附图标记：

10拔风烟囱，11通风廊道，12套筒，13抽吸孔，14支杆，15抽吸腔，17拔风通道

20主导气通道，21主进风道，22主出风道，23进风口，24出风口，25弯头，26第一进风口，27第一拢风罩

21.1第一进风道,21.2第二进风道，22.1第一出风道，22.2第二出风道30积热爬升道,31高透玻璃管,32吸热筛网管，33安装板，34反射板

40流量控制，41阀片，42风速传感器，43温度传感器，44湿度传感器，45控制器，46变频风机

48.1坑罩通孔，49.1轴流入口，49.2径流出口

50第二拔风烟囱，51下部入口，52顶部出口

60轴径流机构，61支撑坑罩，62下导风罩，63上导风罩，64中板，65间隔板，66风罩顶板，67下弧形板，68连通孔，69导流腔，69.1轴流入口，69.2径流出口

70降温机构，71地上送风管，72地下送风管，73换热导流板

80第二积热爬升道,81积热气道，82第一热电单元，83第二热电单元，84第一热交换板，85第二热交换板，86折返通气路，87太阳能集热器，88电路接入块，89电加热块

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

一种用于建筑单元自然通风的拔风构件,所述建筑单元包括n层房屋、斜屋顶和通风廊道11，n为大于等于2的正整数，每层房屋均包括阳面房间和阴面房间，包括

拔风烟囱10，拔风烟囱10由通风廊道11垂直向上延伸至高出建筑单元顶部至少一个楼层高地设于建筑单元内，其横截面远大于积热爬升道30，拔风烟囱10的入风口连通地设于通风廊道顶部，拔风烟囱10用于使得其内空气由通风廊道垂直向上至其顶部形成拔风通道17；通风廊道11由建筑单元的阴面向阳面延伸穿过建筑物的整个厚度以形成巷道风；

主导气通道20，主导气通道20包括主进风道21和主出风道22，主进风道21设置在拔风烟囱10内，主进风道21由通风廊道向上垂直延伸至顶层，用于通过各房间底部设置的进风口23分别将地面冷空气送入建筑单元的各个房间；主出风道22由一层顶部向上垂直延伸至顶层，用于通过各房间顶部设置的出风口24将各房间的风引导至积热爬升道30；各房间通过进风口和出风口形成由由北向南的穿堂风；

积热爬升道30，积热爬升道30设置于斜屋顶，积热爬升道30连通地设于主出风道22和拔风烟囱10之间，用于不受阻碍地接受阳光照射使得其内空气升温形成热压并将的主出风道22空气抽吸至拔风烟囱10。

更为优选的是，还包括气流控制40，各房间进风口23设有阀片41和风速传感器42，通风廊道40设有温度传感器43和湿度传感器44，风速传感器42、温度传感器43和湿度传感器44分别连通控制器45，阀片41用以控制进风口的开度，气流控制40用于控制房间的风速和单位时间的流量，从而使得控制相应房间的穿堂风在人体舒适度范围内。

主进风道21包括第一进风道21.1和第二进风道21.2，第一进风道21.1设置在阴面的房间的建筑外墙外，用于将建筑单元底部室外空气送入阴面各层对应房间；第二进风道21.2设置在抽吸烟囱10内，用于将建筑底部的室外空气送入阳面各层对应房间内；主进风道21下端连通通风廊道11。

第一进风道21.1下端设有弯头25，弯头25端部设有第一进风口26，弯头25通过第一进风口26朝向背阴面地设于通风廊道内，抽吸烟囱10抽吸外部空气进入通风廊道并进入第一进风口26形成进风风压。第二进风道21.2除下端设有弯头25及第一进风口26外，还设有第一拢风罩27，第一拢风罩27设于拔风烟囱10的下端入风口，第一拢风罩27的横截面由下而上逐渐减小，优选喇叭形，下端部横截面接近并小于拔风烟囱的下端入风口的横截面，上端部横截面等于第二进风道22.2下端横截面，第一拢风罩27上部通过管道于一层房间进风口23上方连通第二进风道21.2。第一拢风罩27用于接受拔风烟囱的入口气流并将气流送入第二进风道21.2。

主出风道22包括第一出风道22.1和第二出风道22.2，第一出风道22.1设置在抽吸烟囱10内，第一出风道22.1和第二出风道22.2分别连通积热爬升道30的入风口。

积热爬升道30包括高透玻璃管31、吸热筛网管32、反射板34和安装板33。反射板34固定在安装板33上表面，反射板34上固定吸热筛网管32，高透玻璃管31罩在吸热筛网管32和反射板34外并密封固定在安装板33上。吸热筛网管32采用管状铝网，外镀黑铬作为选择性吸收涂层。进入高透玻璃管31内的空气在吸热筛网管32网孔之间紊流传热，从而提高空气与吸热筛网管32之间的换热效率。积热爬升道30的长度L满足L≥3m，倾斜角α满足30°≤α≤45°。集热爬升通道30可以采用现有技术的任何空气集热器，其功能是从下端入口进入的空气穿过该集热爬升通道30被加热而从顶部出口流出，保证在空气流速V在1m/s～2m/s流过集热爬升通道30时，上端出口空气温度与下端入口温度之间的温差⊿T≥5℃。

集热爬升通道30下端连通主出风道22，其上端出口35连通拔风烟囱10，具体地，抽吸烟囱10设有套筒12和间隔设于外周壁的抽吸孔13，套筒12和拔风烟囱10之间形成锥环形的抽吸腔15，抽吸孔13连通抽吸腔15和拔风烟囱10。集热爬升通道30外设有自动遮阳布。

拔风烟囱10为内腔横截面逐渐变小的中空体，内腔横截面为圆形或长方形或其他中空形状。最大内腔截面为烟囱入口，烟囱入口连通通风廊道，烟囱顶部的烟囱出口设有防淋帽，可同时防止室外风倒灌和防止雨淋。抽吸烟囱10内的负压抽吸有两个作用，首先，拔风烟囱10底部通过将建筑底部的风吸入通风廊道而送入主进风道21；其次，拔风烟囱10上部通过负压抽吸将积热爬升道30内的热风抽吸出顶部的烟囱出口进而形成抽吸风压。主进风道21、房间、主出风道22、积热爬升道30构成自然通风通道，自然通风通道仅在进风和出风处与拔风通道17并联连通，其他段部不与拔风通道相交，即位于拔风通道17外地构成并联气路。

拔风烟囱10在烟囱出口可选地设有变频风机46，用于调节各房间室内通风的风速V。烟囱出口通过三根支杆14设有遮雨帽。

变频风机46通过轴径流机构60使得电机不占据烟囱流道空间地设置在拔风烟囱10的通道顶部。轴径流机构60包括支撑坑罩61、下导流罩62和上导流罩63，支撑坑罩61固定安装在拔风烟囱顶部，下导流罩62固定连接在支撑坑罩61中。下导流罩62和上导流罩63以中板64轴对称叠置设置，具体地，中板64和下弧形板和之间竖向设置的多个间隔板65构成下导流罩62，中板64、风罩顶板66和多个同位置间隔板65构成上导流罩63，下导流罩62和上导流罩63分别具有导流腔69，导流腔69具有一个轴流入口69.1和多个径流出口69.2。下导流罩62的导流腔69的多个径流出口69.2倾斜向上，而上导流罩63的导流腔69的多个相应的径流出口69.2倾斜向下，且相应的径流出口以中板为对称轴构成轴对称设置。中板64设有连通下导流罩和上导流罩的导流腔的连通孔68。变频风机46固定连接在上导流罩63的风罩顶板66上，其输出轴穿过风罩顶板66伸入上导流罩63的导流腔69中，支撑坑罩61设有连通轴流入口的坑罩通孔61.1。

当变频风机46不启动时，拔风烟囱10会以下导流罩62为主要通风路径，即通过下导流罩62将烟囱中轴流风水平导向径向方向并吹出烟囱外周，部分风进入上导流罩63，但由于上导流罩63的倾斜向下的径流出口与下导流罩62倾斜向上的径流出口气流的阻挡，所以该处因窝风效应而几乎停滞。

当变频风机46启动时，拔风烟囱10主要以上导流罩63为通风路径，上导流罩的导流腔中的风扇转动，拔风烟囱10中轴流风被向上抽吸经下导流罩流入上导流罩，然后水平导向径向方向并倾斜向下吹出烟囱外周，而该出口气流封堵了下导流罩的相应径流出口，使得烟囱外的环境气流无法吸入烟囱内形成倒灌流。

综上，通过轴径流机构60，自然通风时下导流罩的径流出口69.2倾斜向上的径流气流阻挡了上导流罩的倾斜向下的径流出口，所以只下导流罩62起作用；而风机通风时，上导流罩的倾斜向下的径流气流阻挡了下导流罩的倾斜向上的径流出口，所以流经下导流罩的腔而仅上导流罩起作用。如此设置，也保证了变频风机46在拔风烟囱10顶部的安装，无论风机、叶片均不占据下导流罩62的流道空间，而从图中看出，因此也不占拔风烟囱10的流道空间。而现有技术中通常至少风机叶轮需要占据在下导流罩的导流腔中，进而占据了拔风烟囱的流道空间。

变频风机46是在建筑高度相对较低时，比如二层低密度建筑，建筑高度也就7-8米，拔风烟囱的高度只有9-11米高，拔风烟囱的风压抽吸作用不能满足房间的持续通风凉爽而设置的。当拔风烟囱足够高，完全没有必要设置变频风机46。

通风廊道11是建筑一层由背阴面直通阳面的巷道，该巷道也可以位于半地下，由斜坡通向地面，以确保通风廊道内空气温度比地面空气温度低。

一种利用拔风构件以人体舒适度为优化目标的建筑通风方法，

步骤S0，输入通风模式设定、风量设定。控制器默认通风模式设定为自然通风模式，默认风量设定为小风量。

通风模式包括自然风速、中风速和高风速。风量包括小风量、中风量和大风量。小风量，阀片41与水平面夹角为60度，中风量，阀片41与水平面夹角为45度，大风量时，阀片41与水平面夹角为0度。

步骤S1，是否接受该房间的启动信号，是，则执行

构建人体舒适度指数模型如公式1.1，

其中，K为人体舒适度指数，T为室外气温，F为相对湿度，V为风速m/s。

通风廊道内设空气湿度传感器，实时测出当下的室外空气的相对湿度F。

人体舒适度指数k的合适范围如下，当51≤K≤60时，风速在1.5-2m/s，人体感觉温冷，能承受的凉快，为大风速等级；当61≤K≤70时，风速在1-1.5m/s，稍热，舒服，为中风速等级；当71≤K≤75时，更热，风速在0.25-1m/s,比较舒服，为自然通风等级。

否，则循环等待；

步骤S2，已知T、F、V，通过公式1.1计算实际人体舒适度指数K₁，核验人体舒适度指数K₁是否落在对应的已设定通风模式中，如果实际人体舒适度指数K₁落在自然通风速中，则执行步骤S3；否，检测人体舒适度指数K₁是否落在对应的已设定中风速模式中，则执行S3.1；否，检测人体舒适度指数K₁是否落在对应的已设定大风速模式中，则执行步骤S3.2；

步骤S3，按预设开度打开房间进风口23的阀片41，打开对应房间的自动遮阳布33，开启自然风速模式；或

步骤S3.1，按预设开度打开房间进风口23的阀片41，打开对应房间的自动遮阳布33，启动变频风机46，低频转速，开启中风速模式；或

步骤S3.2，按预设开度打开房间进风口23的阀片41，打开对应房间的自动遮阳布33，启动变频风机46，高频转速，开启大风速模式。

实施例2

改进风压拔风，其他特征与实施例1相同。

一种用于建筑单元自然通风的拔风构件,所述建筑单元包括n层房屋、斜屋顶和通风廊道11，n为大于等于2的正整数，每层都有阳面房间和阴面房间，包括

拔风烟囱10，拔风烟囱10由通风廊道11垂直向上延伸至高出建筑单元顶部至少一个楼层高地设于建筑单元内，用于在建筑底部将环境空气吸入拔风构件，然后将积热爬升道30顶部的气体抽出；

主导气通道20，主导气通道20用于将建筑底部的环境空气送入各个房间形成由阴面墙壁底部进入，并将各个房间的空气由阳面墙壁顶部抽出抽出并送到积热爬升道30中；

积热爬升道30，积热爬升道30设置于斜屋顶，积热爬升道30设置在主导气通道20和拔风烟囱10之间，用于不受阻碍地接受阳光照射使得其内空气升温形成第一热压并将的主出风道22空气抽吸至拔风烟囱10；积热爬升道30包括第一爬升道30.1和第二爬升道30.2，第一出风道22.1连通第一爬升道30.1，第二出风道22.2连通第二爬升道30.2；

第二拔风烟囱50，第二拔风烟囱50设置在建筑单元背阴面且连通在通风廊道11和拔风烟囱10之间，第一进风道21.1设置在第二拔风烟囱50内，用于抽吸通风廊道的风进入第一进风道21.1。第二拔风烟囱50的下部入口51设置在通风廊道11的顶部并连通通风廊道，第二拔风烟囱50沿建筑物外墙和斜屋顶延伸，其顶部出口52连通拔风烟囱10，该顶部出口52位于抽吸腔15的下方。

第一进风道21.1和第二进风道21.2下端均设有弯头25及第一进风口26，用于接受通风廊道中的巷道风进入第一、二进风道而送入一层各房间；同时，第一进风道21.1和第二进风道21.2下端还设有第一拢风罩27，第一拢风罩27设置在拔风烟囱10、第二拔风烟囱50的下端烟囱入口，用于接收拔风烟囱下端烟囱入口的空气流进入第一、二进风道而送入二层以上的各个房间。

实施例3

改进送风结构，其他特征与实施例1或2相同。

一种用于建筑单元自然通风的拔风构件,所述建筑单元包括n层房屋、斜屋顶和通风廊道11，n为大于等于2的正整数，每层都有阳面房间和阴面房间，通风廊道11由建筑单元的建筑一层或地下室，也即该通风廊道由阴面向阳面延伸建筑物的整个厚度，且背阴面封闭，通过降温机构70连通背阴面的地上。

还包括降温机构70，降温机构70连通通风腔室16，用于将环境空气冷却后送入拔风延迟10和/或第二拔风烟囱50；第一进风道21.1和第二进风道21.2下端的弯头25均伸入通风腔室16中，拔风烟囱10和/或第二拔风烟囱50于顶部连通通风腔室16。降温机构70包括相互连通的地上送风管71和地下送风管72，地上送风管71以其入风口伸出地表一定高度竖直设置，地下送风管72埋入地下至少1m深，另一端向上延伸连通通风腔室16。地下送风管72内设置多个换热导流板73。

通过降温机构70将环境风冷却后送入各个房间，使得自然通风时体感凉爽的效果更加明显。

实施例4

改进积热爬升道30，其他特征与实施例1、2或3相同。

一种用于建筑单元自然通风的拔风构件,将积热爬升道30替换为第二积热爬升道80，第二积热爬升道80包括积热气道81、第一热电单元82和第二热电单元83，积热气道81两侧壁分别设置第一热电单元82和第二热电单元83。积热气道81的第一侧壁间隔设有多个第一热交换板84，与第一侧壁相对的第二侧壁与第一热交换板84地间隔设置第二热交换板85，以在积热气道81中形成折返通气路86，使得空气在折返通气路86中充分热交换，积热气道81出风口设有温度传感器。第一热电单元82和第二热电单元83为热电切换模块，热电切换模块包括并排设置的太阳能集热器87和电路接入块88，左侧的第一热电单元82的太阳能集热器87的集热管一体连接第一热交换板84，右侧的第二热电单元83的太阳能集热器87的集热管一体连接第二热交换板85。第一热交换板84、第二热交换板85内设电加热块89，电加热块通过插座连接电路接入块88。

第一热交换板84、第二热交换板85的热量可来自太阳能集热器87和/或电加热块89。

第二积热爬升道80通过折返通气路86真正做到累积吸热，流经折返通气路85的空气经历逐渐被加热而体积逐渐膨胀的过程。在太阳能集热器82的热量不足以加热流经折返通气路86的空气时，启动电加热块89，加热第一、二热交换板84、85，直到流经的空气达到并保持在预设的出口温度范围。预设的出口温度范围可以保证足够的热压通风效应。

原理描述：一种拔风构件及建筑通风方法，为解决“无论低密住宅，还是高层住宅，都可以形成可完全取代空调的优良的通风设计”的技术问题，采用如下创新思路：

(1)热压通风与风压拔风并联地协同

自然通风通道与拔风通道仅在进风和出风处并联连通，拔风同时增加了进风的正压和出风的负压。①出风抽吸能力的增强：各房间出风通过积热爬升道30抽出，但积热爬升道30对空气的加热时间就是空气的通过时间，所以其热压不能持续保持，抽吸能力因不能持续很强，而拔风烟囱10顶部连通积热爬升道30上部而为积热爬升道30出口施加风压抽吸力，进风的风压正压力叠加出风的热压抽吸力，使得对主出风道的抽吸力持续保持在很强大的状态。②进风能力的增强：通风廊道11形成巷道风，拔风烟囱10利用风压的持续抽吸力，将通风廊道的风向上抽吸，上升气流持续被涌入主进风道21中而形成正压力，增大了主进风道21的入风风压。

(2)拔风烟囱配合通风廊道，确保进风正压和出风负压。

通风廊道利用建筑背阴面和阳面的气压差形成巷道风，而拔风烟囱顶部出口和底部入口的风压差形成向上的正压通风。拔风烟囱的底部入口位于巷道顶部，巷道风为正压通风提供巷道风压，巷道风压叠加烟囱抽吸力将风送入拔风烟囱并持续向上流动，该持续向上流动的气流确保主进风道21的进风正压。而顶部并联积热爬升道的出风口，该持续向上流动的气流也确保了出风口的出风负压。进风口的气流正压和出风口的出风负压是由北向南穿过各房间的自然通风气流的通风压差。居室顶部连通烟囱是业内通常设计，但通风廊道与拔风烟囱配合使用在业内还是首创，其巷道风叠加抽吸力产生更大正压的拔风正压而产生持续向上流动的气流。经测试，内蒙古西部区多西北风，一级西北风0.3-1.5m/s，会产生大致1.2倍的巷道风速0.36-1.8m/s，该巷道风速的辅助作用，10米高的拔风烟囱内的持续向上流动的气流的风速也几乎与巷道风速接近，所以，拔风烟囱配合通风廊道，确保进风正压和出风负压。

(3)进风管置于烟囱中，确保正压进风的同时房间进风口不受抽吸负压影响。

进风管置于拔风烟囱中，确保进风管下端空气入口是正压气流，该正压气流一直保持在各房间进风口23处，而由于进风管与拔风烟囱的烟道的隔离，使得进风口23不受烟囱拔风气流的影响而倒流。相比拔风烟囱直接开口进入各房间，则可能进风口变成将房间气流吸入烟囱的出风口，也即空气的倒拔风现象，这也是现有楼房卫生间换气口直接开在拔风烟囱上出现返味的通病。而使用进风管置于拔风烟囱中，完全可以避免上述倒拔风现象。

(4)轴径流机构60使得轴流风机的设置做到烟囱流道空间的零占用。

轴径流机构60通过对称设置下导流罩62和上导流罩63，自然通风时下导流罩的径流出口69.2倾斜向上的径流气流阻挡了上导流罩的径流出口，所以只下导流罩62起作用；而风机强制通风时，上导流罩的倾斜向下的径流气流阻挡了下导流罩的倾斜向上的径流出口，所以轴流风仅流经下导流罩的轴流入口进而继续向上被吸入上导流罩的轴流入口，沿上导流罩的径流出口倾斜向下吹向拔风烟囱10的四周环境，此时仅上导流罩63起作用。

一种用于建筑单元自然通风的拔风构件，利用建筑斜屋顶的积热爬升道30的热压抽吸作用，配合拔风烟囱10的顶部风压抽吸作用，辅助各房间形成由北向南的持续通风气流，该气流与正常开门窗通风的气流同向，确保夏季各房间保持人体舒适度的持续通风凉爽，在内蒙古西部地区可取代空调。

Claims (10)

1.一种用于建筑单元自然通风的拔风构件，所述建筑单元包括n层房屋、斜屋顶和通风廊道(11)，n为大于等于2的正整数，每层房屋均包括阳面房间和阴面房间，其特征在于，包括

拔风单元(10，50)，拔风单元(10，50)下端入风口连通通风廊道，用于由通风廊道垂直向上至其顶部形成拔风通道(17)；

主导气通道(20)，主导气通道(20)包括连通各房间的主进风道(21)和主出风道(22)，主进风道(21)设置在拔风单元(10,50)内，用于持续形成进入各房间的正压进风气流；主出风道(22)连通拔风单元(10)，用于使得主出风道(22)内形成由北向南地穿过各房间的负压出风气流；

积热爬升单元(30，80)，积热爬升单元(30，80)设置于斜屋顶，积热爬升单元(30，80)入口连通主出风道(22)，出口并联连通拔风单元(10，50)，积热爬升单元(30，80)用于得其内空气累积升温形成热压并将主出风道(22)空气抽吸至拔风单元(10，50)。

2.如权利要求1所述用于建筑单元自然通风的拔风构件，其特征在于，主进风道(21)设置在拔风单元(10，50)内且下端连通通风廊道(11)，用于通过各房间底部设置的进风口(23)分别将地面冷空气送入建筑单元的各个房间；主出风道(22)由一层顶部向上垂直延伸至顶层，用于通过各房间顶部设置的出风口(24)将各房间的风抽出，使得各房间通过进风口和出风口形成由由北向南的穿堂风。

3.如权利要求1所述用于建筑单元自然通风的拔风构件，其特征在于，主进风道(21)包括第一进风道(21.1)和第二进风道(21.2)，第一进风道(21.1)用于将建筑单元底部室外空气送入阴面各层对应房间；第二进风道(21.2)设置在拔风单元(10，50)内，第二进风道21.2的下端设有第一拢风口(27)，第一拢风口(27)设于拔风单元(10)的下端入风口，第一拢风口(27)的横截面由下而上逐渐减小，用于将建筑底部的室外空气送入阳面各层对应房间内。

4.如权利要求3所述用于建筑单元自然通风的拔风构件，其特征在于，拔风单元(10，50)包括拔风烟囱(10)和可选择设置的第二拔风烟囱(50)，由通风廊道(11)垂直向上延伸至高出建筑单元顶部至少一个楼层高地设于建筑单元内部；第二拔风烟囱(50)设置在建筑单元背阴面且连通在通风廊道(11)和拔风烟囱(10)之间。

5.如权利要求4所述用于建筑单元自然通风的拔风构件，其特征在于，所述通风廊道(11)是建筑一层或半地下由背阴面直通阳面的巷道；或者通风廊道(11)由建筑单元的建筑一层或地下的巷道背阴面封闭，通过降温机构(70)连通建筑背阴面地上室外。

6.如权利要求4所述用于建筑单元自然通风的拔风构件，其特征在于，第二进风道(21.2)设置在拔风烟囱(10)内；当选择设置第二拔风烟囱(50)时，第一进风道(21.1)设置在第二拔风烟囱(50)内，第一进风道(21.1)下端与第二进风道(21.2)下端具有相同结构；当不设置第二拔风烟囱(50)时，第一进风道(21.1)设置在阴面的房间的建筑外墙外，第一进风道(21.1)下端设有弯头(25)，弯头(25)端部设有第一进风口(26)，弯头(25)通过第一进风口(26)朝向背阴面地设于通风廊道内。

7.如权利要求3所述用于建筑单元自然通风的拔风构件，其特征在于，所述并联连通拔风单元(10，50)实现为：拔风烟囱(10)上部设有套筒(12)和间隔设于外周壁的抽吸孔(13)，套筒(12)和抽吸烟囱(10)之间形成锥环形的抽吸腔(15)，抽吸孔(13)连通抽吸腔(15)和拔风烟囱(10)；集热爬升通道(30)的上端出口(35)连通抽吸腔(15)。

8.如权利要求6所述用于建筑单元自然通风的拔风构件，其特征在于，积热爬升单元(30,80)包括第二积热爬升道(80)，第二积热爬升道(80)包括积热气道(81)和设置在其两侧的热电单元(82，83)，积热气道(81)的两相对侧壁交替且间隔设有多个热交换板(84，，85)，以在积热气道81中形成折返通气路(86)，热交换板(84,85)分别一体连接该侧的热电单元(82，83)。

9.如权利要求1所述用于建筑单元自然通风的拔风构件，其特征在于，拔风单元(10)在烟囱出口可选地设有变频风机(46)，变频风机(46)通过轴径流机构不占据通道空间地设置在拔风烟囱(10)的顶部；轴径流机构(60)包括支撑坑罩(61)、下导流罩(62)和上导流罩(63)，下导流罩(62)和上导流罩(63)以中板(64)轴对称叠置设置，中板(64)设有连通孔，下导流罩(62)固定连接在支撑坑罩(61)中，支撑坑罩(61)设有坑罩通孔(61.1)；变频风机(46)的输出轴穿过下导流罩(62)顶壁固定且将风机叶片设置在下导流罩的导流腔中。

10.一种利用权利要求1-9任一所述用于建筑单元自然通风的拔风构件且以人体舒适度为优化目标的建筑通风方法，其特征在于，

各房间进风口(23)设有阀片(41)；

步骤S0，输入通风模式设定、风量设定；控制器默认通风模式设定为自然通风模式，默认风量设定为小风量；通风模式包括自然通风、中风速和大风速；风量包括小风量、中风量和大风量；

步骤S1，是否接受该房间的启动信号，是，则执行

构建人体舒适度指数模型如公式1.1，

其中，K为人体舒适度指数，T为室外气温，F为相对湿度，V为风速m/s；

人体舒适度指数k的合适范围如下，当51≤K≤60时，风速在1.5-2m/s，人体感觉温冷，能承受的凉快，为大风速；当61≤K≤70时，风速在1-1.5m/s，稍热，舒服，为中风速；当71≤K≤75时，更热，风速在0.25-1m/s,比较舒服，为自然通风；

否，则循环等待；

步骤S2，已知T、F、V，通过公式1.1计算实际人体舒适度指数K₁，核验人体舒适度指数K₁是否落在对应的已设定通风模式中，如果实际人体舒适度指数K₁落在自然通风速中，则执行步骤S3；否，检测人体舒适度指数K₁是否落在对应的已设定中风速模式中，则执行S3.1；否，检测人体舒适度指数K₁是否落在对应的已设定大风速模式中，则执行步骤S3.2；

步骤S3，按预设开度打开房间进风口(23)的阀片(41)，打开对应房间的自动遮阳布33，开启自然风速模式；或

步骤S3.1，按预设开度打开房间进风口(23)的阀片41，打开对应房间的自动遮阳布33，启动变频风机46，低频转速，开启中风速模式；或

步骤S3.2，按预设开度打开房间进风口23的阀片41，打开对应房间的自动遮阳布33，启动变频风机46，高频转速，开启大风速模式。