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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?cè)陉柟庀麻W著光，似乎與周圍的環(huán)境格格不入。這些金屬圓球?qū)嶋H上是無動(dòng)力風(fēng)帽的一部分，也被稱作風(fēng)球或通風(fēng)球。

今天，就來帶大家了解一下這個(gè)小東西的前世今生。

無動(dòng)力風(fēng)帽的作用

無動(dòng)力風(fēng)帽是一種安裝在建筑物屋頂?shù)耐L(fēng)裝置，主要用于住宅、工廠、倉庫等需要通風(fēng)換氣的場(chǎng)所。

它們的主要作用包括：

1

改善室內(nèi)空氣質(zhì)量

通過自然通風(fēng)，排出室內(nèi)的熱氣、濕氣、煙霧和有害氣體，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量；

2

降低室內(nèi)溫度

促進(jìn)熱空氣上升排出，減少夏季室內(nèi)溫度，減少空調(diào)使用，節(jié)約能源；

3

防止霉菌生長(zhǎng)

減少室內(nèi)濕氣，防止墻壁和屋頂?shù)某睗瘢A(yù)防霉菌生長(zhǎng)；

4

延長(zhǎng)建筑壽命

通過減少濕氣和有害氣體對(duì)建筑材料的侵蝕，延長(zhǎng)建筑的使用壽命。

無動(dòng)力風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)

無動(dòng)力風(fēng)帽通常由以下幾個(gè)部分組成：風(fēng)葉、風(fēng)脖、內(nèi)部的支架和軸承。

我們所看到的那一圈弧形風(fēng)葉，是根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)的原理，經(jīng)過周密的科學(xué)計(jì)算得到的結(jié)果。它不僅可以使風(fēng)帽在工作的時(shí)候不會(huì)受到雨水的侵入，還可以大大提高排風(fēng)效率。

可以說，風(fēng)葉是整個(gè)風(fēng)帽最重要的組成部分。

風(fēng)帽內(nèi)部結(jié)構(gòu) 來源 | 某電商平臺(tái)

風(fēng)脖指的是連接風(fēng)葉與固定在建筑物屋頂?shù)幕g的那一部分。風(fēng)脖的作用是支撐風(fēng)葉，并確保它能靈活地隨著風(fēng)向的變化而旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)有效的空氣流動(dòng)和通風(fēng)。

內(nèi)部支架是固定風(fēng)葉和風(fēng)脖的部分，一般由鋁合金或尼龍材料制成，可以支撐風(fēng)帽的重量和轉(zhuǎn)動(dòng)。

軸承是連接風(fēng)帽和屋頂?shù)牟糠?，一般由鋼材或銅材制成，可以保證風(fēng)帽的平穩(wěn)和靈活。

無動(dòng)力風(fēng)帽的工作原理

無動(dòng)力風(fēng)帽之所以稱為“無動(dòng)力”，并不是因?yàn)樗鼈円稽c(diǎn)動(dòng)力都不需要，而是說它們不需要額外的電能，只靠自然風(fēng)就足以驅(qū)動(dòng)。其工作原理與抽油煙機(jī)和煙囪的原理都有相似之處，它們本質(zhì)上都是通過室內(nèi)外氣體壓力差來實(shí)現(xiàn)內(nèi)外氣體的交換。

來源丨網(wǎng)絡(luò)

1

依靠自然風(fēng)力

當(dāng)室外的自然風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)帽，扇葉在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的離心作用可降低其周圍的氣壓，形成負(fù)壓區(qū)，即風(fēng)帽內(nèi)氣壓低于室內(nèi)氣壓。由于壓力差的存在，室內(nèi)平行方向流動(dòng)的空氣會(huì)部分轉(zhuǎn)變?yōu)橛上孪蛏洗怪狈较蛄鲃?dòng)的空氣，從而將屋內(nèi)不新鮮的空氣抽到室外。

2

依靠熱壓差

當(dāng)室內(nèi)溫度高于室外時(shí)，室內(nèi)高溫氣體上升并向外涌出，會(huì)推動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)。扇葉周邊空氣流速加快、氣壓減小，煙道內(nèi)空氣在氣壓差作用下上升，也能達(dá)到抽出室內(nèi)氣體的作用。

無動(dòng)力風(fēng)帽的優(yōu)缺點(diǎn)

從節(jié)能環(huán)保角度來看，無動(dòng)力風(fēng)帽利用自然風(fēng)力進(jìn)行通風(fēng)，無需電力，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)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(hù)簡(jiǎn)單，長(zhǎng)期來看經(jīng)濟(jì)效益顯著，因?yàn)闇p少了對(duì)電力的依賴。

再者，風(fēng)帽的設(shè)計(jì)多樣，可以增加建筑物的美觀度，有些設(shè)計(jì)如球型蓮花狀，具有很好的裝飾效果。

從安全角度來講，風(fēng)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(zāi)事故，這個(gè)通風(fēng)設(shè)備就能加快內(nèi)部煙塵氣體的排出，從而給遇險(xiǎn)者帶來更充足的逃生空間，減少事故引起的損失。

當(dāng)然，無動(dòng)力風(fēng)帽也有一些缺點(diǎn)。例如，在風(fēng)力較小的地區(qū)，無動(dòng)力風(fēng)帽可能無法正常運(yùn)行，導(dǎo)致排煙效果不佳；在空氣質(zhì)量差的地區(qū)，風(fēng)帽可能會(huì)將室外的污染空氣吸進(jìn)室內(nèi)，造成二次污染。

由此看來，無動(dòng)力風(fēng)帽作為一種簡(jiǎn)單而高效的自然通風(fēng)設(shè)備，在改善室內(nèi)空氣質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保等方面發(fā)揮了重要作用。通過巧妙的設(shè)計(jì)和合理的應(yīng)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(xiàn)

[1]李夏婕.豫西地區(qū)地坑院室內(nèi)自然通風(fēng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D].西安建筑科技大學(xué),2021.

[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(xué)科普（id:lxkp_cstam）

責(zé)編丨王夢(mèng)如

審校丨徐來 林林

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