烟囱效应

户内空气沿着有垂直坡度的空间向上升或下降,造成空气加强对流的现象
烟囱效应(Chimney Effect)是指户内空气沿着有垂直坡度的空间向上升或下降,造成空气加强对流的现象。[1]从底部到顶部具有通畅的流通空间的建筑物、构筑物中,空气靠密度差的作用,沿着通道很快进行扩散或排出建筑物的现象,即为烟囱效应。[2][3]烟囱效应是建筑下部面向外部开口的水平连通空间与建筑中的垂直连通空间组合而成的建筑室内导气空间,其剖面形态呈现出明显的“烟囱”形态。[4]
很早以前,人们就发现了烟囱效应这种生态技术,并把它应用到建筑内部空间的建构当中。有着悠久历史的新疆维吾尔族传统民居的“阿以旺”,便是基于烟囱效应建造的通风设施,为了适应新疆夏季少雨炎热、冬季严寒大风的低洼沙漠地区气候条件,维吾尔族传统民居创造出带天窗的前室“阿以旺”,这种住宅为土木结构,密梁式平顶,成片建设,以“阿以旺”为中心,围绕其布置居所内用房“阿以旺”屋面在顶部抬高,侧面加天窗围护。这种构造一方面提高了自然采光效率,另一方面促进了利用热压原理进行的自然通风,它是绿色民居的一种最简单、最经济的自然空调技术,也是一种根植于当地地理、文化环境中的本土建筑技术。[4]运用烟囱效应原理来调节建筑内部空间自然通风,对提高建筑环境的质量,建筑生态节能和降低环境负荷方面起到有益的作用。[5]这一原理的运用对提高建筑环境的质量,建筑生态节能和降低环境负荷方面起到有益的作用。自然通风(或机械辅助式自然通风)是生态建筑所普遍采取的一种取代(或部分取代)机械通风和空调制冷系统的通风形式。[6]
由于不需要设置通风机械设备,烟囱效应技术具有投资少、效果明显、技术含量不高等优点,是一种典型的低成本的生态技术,具有广泛的应用前景。烟囱效应不仅是一种有效的建筑节能措施,而且也是建筑地域性创作的一种表达方式,对建筑形态、建筑内外空间设计都有直接的影响。[4]

原理

烟囱效应指建筑内的热压通风,其原理为当室内温度高于室外时,热空气(密度小)上升,从建筑上部风口排出,冷空气(密度大)从建筑底部吸入。当室内温度低于室外时,位置互换,气流方向也互换。烟囱效应的形成同样需要两个条件,室内外温差是首要条件;和保证建筑上下部进出风口换气通畅。[2]