温室效应形成的原因篇1
【关键词】半导体器件模式转换冷暖空调温度调节
1引言
利用半导体调温技术对室内进行温度调节是一种新型温度调节技术，与现有的常规压缩式制冷机相比，具有重量轻、寿命长，工作起来无噪声等优点，同时由于不必使用气体冷却剂工质，所以也不会构成对环境污染，成为了名副其实的“绿色”空调。目前应用半导体温度调节技术的场所已经来越多，已经广泛应用于汽车，医疗等部门。但是由于半导体器件的特性，其p-n结的固定结构使得半导体空调的制冷和制热之间的转换比较困难，所以一般由半导体致冷器制成的空调器都是单一的制冷空调机，而这种单纯制冷空调尚不能满足市场的商业需求。如何改变现有的半导体调温结构，实现半导体制冷和制热模式的有效转换，已经是当今半导体调温技术进一步发展的难题，也是真正让半导体调温技术实现商业化价值的关键。
本论文提出一种利用半导体调温器件模块化设置，通过模块转动方式实现半导体制冷和制热模式的有效转换，到达利用半导体调温器件既能制冷又能制热的目的，通过半导体冷暖空调结构设计，使得半导体冷暖空调能满足市场的商业需求，实现“绿色”空调的商业化应用。
2半导体冷暖空调原理
半导体温度调节都是通过半导体调温片来实现的，所谓半导体调温片采用的就是具有p-n结的热电偶对，采取直流供电，利用直流电流通过p-n结时所产生的不同温度效应来实现热交换，这种效应也就是一种热电效应。通常都认为这种热电效应是建立在珀尔帕效应基础上实现的，但实际上这种效应是建立在五种不同的效应组成的基础上的，这就是通常所说的赛贝克效应、珀尔帖效应、汤姆逊效应、焦耳效应，以及富里叶效应。这五种效应的基本原理和作用如下：
2.1赛贝克效应
所谓赛贝克效应是由俄罗斯科学家赛贝克于19世纪所发现的一种温度效应，即两种不同导体（或半导体）所组成的闭合回路中，如果两个接头具有不同的温度，则会在线路中产生电流，这种电流称被为温差电流，这个闭合回路便构成温差电偶，产生电流的电动势称为温差电动势，温差电动势的数值只与两个接头的温度有关。这种温度效应称为塞贝克效应（图1）。
2.2珀尔帖效应
法国科学家珀尔贴发现了热电致冷和致热现象-即温差电效应，所谓温差电效应就是在电流通过两种不同导体形成的回路时，在两种不同导体所形成回路的结点处，随着电流方向的不同会分别出现吸热或放热的效应现象，这种效应现象就称之为珀尔帖效应。珀尔帖效应的原理如图2所示。
2.3汤姆逊效应
所谓汤姆逊效应实质就是一种温度梯度的效应。1856年英国物理学家w.汤姆孙发现当电流流过不同温度的导体时，也会产生吸热或放热的效应现象，这种效应现象是由英国物理学家w.汤姆孙发现的，所以称之为汤姆逊效应，汤姆逊效应的原理如图3所示。
2.4焦耳效应
所谓焦耳效应就是指当电流流过导体时所引起温度变化的一种现象，而且这种效应是一种不可逆的效应，同时也不属于温差电效应，但现在经常将焦耳效应与焦汤效应结合起来考虑。
2.5傅里叶效应
所谓傅付里叶效应就是指单位时间内经过均匀介质沿某一方向传导的热量与垂直这个方向的面积和该方向温度梯度的乘积成正比效应，而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。
综合上述五种效应组合，可以看出所谓半导体调温就是利用半导体材料，当电流流经不同的导体，尤其是半导体材料所形成的结点回路时，在结点处会产生放热或吸热（制冷）现象而实现调温的。
但是现有的半导体调温技术之所以难以推广，主要是两个问题，其一是功效较低，难以与传统的制冷剂空调抗衡；其二是现有半导体的调温材料如何进行冷热转换的问题。这其中第一个问题在新的高效半导体热电元件诞生后已经基本得到解决，目前的高效半导体热电元件的优值系数已经超过13×10-3K-1，在温差50℃时，高效半导体热元件的制冷系数大于3，制冷效率甚至高于压缩机制冷。而第二个问题正是当前所需要解决的主要问题，当前认为半导体的冷热转换可以直接通过改变电流的方向实现，但实际应用中发现采取这样的冷热转换方式不利于半导体的调温材性能的利用。众所周知，半导体主要是为n型元件和p型元件二种材料组合，其中n型元件通过电子载流子进行导电，而p型元件通过空穴载流子进行导，在n型元件接入直流电正极，p型元件接入负极时，n型元件中的电子在电场作用下将由上向下移动，并在下端与电源的正电荷聚合，在聚合时还会放热；而p型元件中的空穴在电场作用下将也会向下移动，并在下端与电源的负电荷发生聚合，聚合时也会放热；同时，n型元件的电子与p型元件的空穴在上端分离，分离时会吸收热量。但是n型元件和p型元件对于吸热和放热的性能是不一样的，而且制冷或制热之间的转换如果长期通过电流改变容易造成器件损坏；为了有效利用n型元件和p型元件的性能我们现在都只是利用半导体的n型元件和p型元件来进行制冷，这也是当前的半导体调温主要只是用于做半导体制冷的主要原因。
通过上面的分析可以得知，采用简单的电流换向实现半导体调温器件的冷热模式的转变是不理想的，因此本设计主要通过结构的改进来实现半导体调温器件的冷热模式的转变，将半导体调温器件设计成一种模块，并将此模块安装在一个带有冷热腔室的壳体内，通过半导体调温器件模块的转动来实现半导体调温器件的冷热模式的转变，结构原理如图4。
通过图4可以看出，本设计的主要原理是将半导体调温器件设计成一种可以在壳体内转动的模块，将半导体调温器件模块通过一个转轴安装在空调的壳体内，根据半导体p-n结的调温特性，在需要对室内进行降温时，将半导体p-n结制冷的一面面对室内；在需要对室内升温时，将半导体p-n结发热的一面面对室内，通过转轴的转换即可实现在壳体内的半导体调温器件的冷热模式的转变。采用这种冷热模式的转变方法，可以不改变原半导体调温器件的电流方向，保持半导体调温器件p-n结的各自优势，只需通过器件的面向改变实现冷热模式的转变。
3半导体冷暖空调结构设计
根据上述的设计思路，本设计所提出的结构设计方案主导思想就是将半导体调温组件模块化，并达到能在一定空间能转动，其设计过程如下：
3.1半导体调温组件结构设计
采用高效半导体热电元件堆叠成块，使每个元件相连接的都是不同导电类型的元件，串联起来形成大功率的半导体调温组件，并在调温组件的两面分别加装散热翅片，形成一个圆筒状体，在圆筒状体组件的两端设置转轴，并在转轴的一端设置半导体调温组件的n型元件导电环和p型元件导电环，这样就形成了半导体调温组件（图5）。
半导体调温组件制冷时，将冷端面置于室内吸热，热端面置于面向室外，并通过风扇将热端面的热量吹到室外，以达到降低室内温度的目的；而在冬季需要给室内升温时，则通过调整半导体调温组件的转向来改变半导体调温组件的冷热位置关系；将半导体调温组件方向转变180度，此时半导体调温组的冷端面就变成了面向室外吸热了，而热端面变成了面向室内放热，从而达到加热室内温度的空调目的。
其中，半导体调温组件的上下面均采用陶瓷片，并经过掺杂处理，以此提高导热性能，主要成分是95%氧化铝。在它的表面烧结有金属化涂层。
与陶瓷片连接的是散热翅片，散热翅片纵向排列，主要起导热作用。通过锡焊接在陶瓷片的金属化涂层上。
上下导流片之间是半导体致冷元件，它的主要成分是碲化G，是半导体调温组件的主功能部件，分n型元件和p型元件，通过锡焊接在导流片上。
3.2整体空调结构设计
在设计好半导体调温组件后，在整体结构设计上主要应考虑半导体调温组件的安装、通风的方式，以及半导体调温组件模块的转动控制几部分。整个空调器的结构如附图6和图7所示。
从上图可以看出，半导体空调的整体包括一个箱体，箱体内分为前箱体和后箱体两部分，前箱体面向室内，后箱体紧贴着墙壁；在前箱体和后箱体两部分之间设有用于制冷或发热的半导体器件板，通过半导体器件板将前箱体和后箱体两部分分开，分别形成室内换热腔体和室外换热腔体，通过室内换热腔体和室外换热腔体与半导体器件板的换热实现室内的空气调节；所述半导体器件板通过转轴安装在前箱体和后箱体两部分之间隔离区间内，转轴设置在隔墙内，并在转轴的一端设有用于翻转半导体器件板的旋转装置，通过旋转装置将半导体器件板绕转轴翻转，以此实现半导体器件板对室内的换热或制冷转换，达到制冷或加热的空调目的。
其中，室内换热腔体是在前箱体一端设有室内入风口，内入风口安装有室内风扇，另一端设有室内出风口，室内入风口与室内出风口通过半导体器件板一侧的室内流道连通，室内风扇吹出的风经过室内流道，进入另一端，再通过室内出风口排出。前箱体整个下前角部分设有室内出风流道，室内出风口的风是经由室内出风流道排出的。室外换热腔体是在后箱体的两端分别设有与室外相通的室外入风口和室外出风口，室外入风口和室外出风口的一部分分别嵌入墙体内，且面向室外，室外入风口和室外出风口通过位于半导体器件板另一侧的室外流道连通，形成后箱体换热腔体，在室外入风口处设有室外风扇，室外风扇将室外空气引入，通过室外流道，再从室外出风口排出。室外入风口位于室外风扇之前的风道上设有空气过滤网，通过空气过滤网对室外进入后箱体的空气进行过滤，防止杂物进入。
本设计的主要特点在于半导体器件板的旋转装置为电动翻转装置或手动翻转装置都可以；采用电动翻转装置时，在转轴的端部连接有翻转电机，通过电机带动转轴翻转，从而实现半导体器件板的翻转；采用手动翻转装置时，直接通过一个转盘就可以进行翻转。
为了提高热胶换效率，在半导体器件板的两面都带有散热翅片，散热翅片分别深入到室内流道和室外流道中，使得经过室内流道和室外流道的风能更加加快热交换的效果。同时，为了防止室外的空气与室内交流，在室外流道与箱体之间设有保温层，防止室外换热腔体内的温度传到室内。
4半导体冷暖空调结构分析
采用上述结构的半导体空调，通过一个可转动的半导体器件板，实现半导体器件板对室内制冷或加热之间的转换，并直接将整个箱体分为前箱体和后箱体两个部分，直接将整个空调器箱体安装在室内的墙壁上，分别通过室外换热腔体和室内换热腔体进行热交换，达到空气调节的目的，这样有几大好处：
（1）冷热转换模式通过模块式结构转动实现转换，不采用电源反接，可以避免电源反接所给半导体器件的反向冲击，防止半导体器件出现“崩溃”现象，可以完全利用半导体n型元件和p型元件的各自优势，实现制冷和制热。
（2）可以完全省去室外机部分，只需通过一个进风口和一个排风口，两个风口就可以将换热腔体的热交换空气与室外空气进行交换，避免了室外机造成安全隐患的因素；
（3）方便安装，将室外换热腔体和室内换热腔体统一设置在室内的壳体内，安装时不用操作人员再到室外进行安装作业，完全杜绝了空调安装的室外作业事故发生；
（4）Y构简单，不需要制冷剂的交换，因此也就没有连接管道，便于维修和养护，安装容易。
（5）可连续工作，使用安静无噪音，直接通过半导体器件进行热交换，没有滑动部件是一种固体片件，工作时没有震动、噪音、寿命长，没有压缩机运转的噪音；
（6）环保绿色运行，本发明采取半导体换热，取代了常规的压缩机技术，不需要任何制冷剂，也就避免了常规制冷剂对环境的污染。
（7）半导体制冷片采用高效半导体热电元件，具有两种功能，既能制冷，又能加热，制冷效率一般不高，但制热效率很高，永远大于1[6]。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。
（8）半导体制冷片采用电流换能型片件，以输入电流的方式实施控制，可实现高精度的温度调节，并通过温度检测和控制手段，实现遥控、程控、计算机等控制，便于形成自动控制系统。
（9）半导体调温的温差范围，可从+90℃到-130℃任意调节。
5结论
本文设计了一种通过半导体调温组件模块转动，实现半导体调温器件的冷热模式的转变的半导体冷暖空调。文中详细描述了半导体调温组件模块转动方式的半导体冷暖空调的结构，并对半导体调温组件模块转动方式作了详细的设计说明，由于采用直流电环供电，且转动的速度较低，因此在转动中的通电不会受到任何影响，可以有效改变现有半导体空调难以实现冷热模式转换的问题，具有很好的商业实用价值，从而实现真正的“绿色”空调。
参考文献
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温室效应形成的原因篇2
abstract:Basedonthebasicprinciplesandthepracticalexperiencesofthenaturalventilation,thethesisanalyzesthedesignandrestrictionsoftheconstructionofnaturalventilation.
关键词:现代建筑;自然通风;原理;条件;因素
Keywords:modernconstruction;naturalventilation;principles;condition;factors
中图分类号:tU22文献标识码:a文章编号:1006-4311(2010)04-0192-01
1自然通风的原理与模式
建筑的自然通风从动力来源上可分为完全自然通风和机械辅助自然通风两种模式。完全自然通风是由来自室外风速形成的“压差”和建筑表面的洞口间位置及温度造成的“温差”形成的室内外空气流动。按照热力学原理,建筑室内温度有沿高度逐渐向上递增的特点。该特点是建筑随层高增加而使上下之间温差加剧的主要原因,设计师也经常利用这一点,挖掘建筑自然通风的潜力。机械辅助自然通风是利用温差造成的热压和机械动力相结合而形成的室内外空气对流。与完全自然通风相比,虽然建筑内局部作为辅助动力的机械装置要消耗一定的能源,但通过这种装置重新组织气流,甚至在局部“强迫”气流改向,可以使自然通风达到更好的效果。在这两种通风模式中,屋顶都是形成温差,组织气流的重要环节,在整个自然通风系统中起着重要作用
2自然通风系统设计中的限制性条件
2.1室内得热量的限制。应用自然通风的前提是室外空气温度比室内低,通过室内空气的通风换气,将室外风引入室内,降低室内空气的温度。很显然,室内、外空气温差越大,通风降温的效果越好。对于一般的依靠空调系统降温的建筑而言,应用自然通风系统可以在适当时间降低空调运行负荷,典型的如空调系统在过渡季节的全新风运行。对于完全依靠自然通风系统进行降温的建筑,其使用效果则取决于很多因素,建筑的得热量是其中的一个重要因素,得热量越大,通过降温达到室内舒适要求的可能性越小。现在的研究结果表明,完全依靠自然通风降温的建筑,其室内的得热量最好不要超过40w/m2。
2.2建筑环境的要求。应用自然通风降温措施后,建筑室内环境在很大程度上依靠室外环境进行调节,除了空气的温、湿度参数外,室内的空气品质和噪音控制也将被室外环境所破坏。根据目前的一些标准要求,采用自然通风的建筑,其建筑外的噪音不应该超过70dB;尤其在窗户开启的时候,应该保证室内周边地带的噪音不超过55dB。同时,自然通风进风口的室外空气质量应该满足有关卫生要求。
2.3建筑条件的限制。应用自然通风的建筑,在建筑设计上应该参考以上两点要求,充分发挥自然通风的优势。
(1)建筑位置。周围是否有交通干道、铁路等。一般认为,建筑的立面应该离开交通干道20米,以避免进风空气的污染或噪音干扰;或者,在设计通风系统时,将靠近交通干道的地方作为通风的排风侧。地区的主导风向与风速。根据当地的主导风向与风速确定自然通风系统的设计,特别注意建筑是否处于周围污染空气的下游。周围环境。由于城市环境与乡村环境不同,对建筑通风系统的影响也不同,特别是建筑周围的其它建筑或障碍物将影响建筑周围的风向和风速、采光和噪音等。(2)建筑形状。形状建筑的宽度直接影响自然通风的形式和效果。建筑宽度不超过10米的建筑可以使用单侧通风方法;宽度不超过15米的建筑可以使用双侧通风方法;否则,将需要其它辅助措施,例如烟囱结构或机械通风与自然通风的混合模式等。建筑朝向为了充分利用风压作用,系统的进风口应该面对建筑周围的主导风向。(3)建筑内部设计。比较大的层高有助于利用室内热负荷形成的热压加强自然通风。室内分隔的形式直接影响通风气流的组织和通风量。建筑内竖直通道或风管可以利用竖直通道产生的烟囱效应有效组织自然通风。(4)室内人员。室内人员密度和设备、照明得热的影响。对于建筑得热超过40w/m2的建筑,可以根据建筑内热源的种类和分布情况,在适当的区域分别设置自然通风系统和机械制冷系统。工作时间将影响其它辅助技术的选择(如晚间通风系统)。
2.4室外空气湿度的影响。应用自然通风对降低室内空气温度效果明显,但对调节或控制室内空气的湿度,效果甚微。因此,自然通风措施一般不能在非常潮湿的地区使用。
3屋顶在完全自然通风中的作用
当室内存在贯穿整幢建筑的“竖井”空间时,就可利用其上下两端的温差来加速气流,以带动室内通风,其实质就是“温差――热压――通风”的原理。作为建筑共享空间的中庭就可以胜任这个“竖井”的职能,一般来说,其所占空间比例以超过整幢建筑的1/3为宜。这种中庭的屋顶一般都具备两项性能:(1)它们能让阳光射入中庭,将中庭内空气加热并产生上下温差;(2)它们是全部或局部可开启的,在需要通风时能让气流找到出口。赫尔佐格设计的德国林茨城的HoLZ大街住宅区,每幢住宅楼的显著特征是带玻璃顶的共享中庭。这个中庭贯穿建筑五层并稍稍高出两侧房间的屋面。冬天,阳光透过玻璃屋顶直射进来,中庭屋顶的侧窗关闭,使中庭成为一个巨大的“暖房”,到了夜晚,白天中庭储存的热量又可以向两侧的房间辐射;夏天,中庭屋顶的侧窗开启,将从门厅引进的自然风带着热量一并排出,使建筑在夜间能冷却下来。当建筑体量小,内部的“竖井”空间高度不够形成有效温差时,也可以做成冲出屋面的竖向突兀空间。如何使那些突出屋面的部分在外观上和屋顶协调,甚至使其成为整个建筑造型的亮点,对每个建筑师来说既是挑战,更是机遇。
4屋顶在机械辅助自然通风中的作用
温室效应形成的原因篇3
热力学中有一个著名的熵增原理指出，任何自发过程总是朝着无序程度增加的方向进行，要使过程朝着有序的方向进行，必须施加额外的能量。熵增原理告诉我们，要恢复在开发中破坏(或污染)了的生态环境，必须付出比当初开发获得的收益更大的代价。
防患于未然
全球气候剧变已在眼前，这和我们人类活动导致的温室效应增强有什么关系?温室效应增强如何引发气候变化呢?
工业革命以前的40万年间，地球大气中二氧化碳浓度约为180ppmv～280ppmv(每百万升空气中二氧化碳的升数)，但自工业革命以来，由于大量燃烧矿物燃料，大气中二氧化碳浓度急剧上升，到2004年已达到379ppmv。据政府间气候变化专门委员会(ipCC)预计，如果不加控制，到2100年这个浓度将达到650ppmv～970ppmv。
温室效应会使地表温度升高，这个道理很多人都明白，但是温室效应对我们居住的这个地球表面温度的贡献到底有多大却并没有真正弄清楚。
地球曾经是一个炽热的星球，在46亿年前的地球，表面到处流淌着岩浆，温度超过1000℃，38亿年前地球表面才开始有液态水，这时的地表温度在100℃左右，尽管当时的大气二氧化碳浓度很高，温室效应很强，但是地表的温度一直在缓慢下降，到了6亿年前地球的海洋才出现软体动物，这时地表的平均温度应该已下降到6012以下，4亿年前地球上才开始有植物，这时地表的平均温度可能下降到了40℃左右，可能到3亿年前，地表的平均温度才下降到30℃以下，最近有研究表明，1亿多年前的白垩纪中期，地球的平均温度为23～25℃。
当然，随着地球表面的冷却和固化，地球内部热量的释放就会变得越来越不均匀，时间上的冷暖交替和空间上的冷热不均越来越明显。因此，从8亿年前以来，地球上就出现了冰期和间冰期的冷暖交替变化。但是地球内部始终是炽热的，至今仍有热流源源不断地从地球内部向地表散发，目前的平均大地热流(指单位时间通过单位地球表面散失的热量)为63mw／m2，显然地球内部温暖的心脏对维持地球表面较高的温度是有一定贡献的。我们的研究表明，大地热流每增加约5mw／m2可使地表温度升高1℃。目前来自地球内部的热流足以使地球表面的平均温度升高12．612，把地球看作黑体而估算出的数字是温室效应使地表温度提高33℃，那么过去的温室效应对地球表面温度的贡献就只有20．4℃。
如果没有地球内部上传的热流，在没有太阳辐射的冬季夜晚，温室效应的作用也非常有限，地表最低温度将要比目前观测到的最低温度低得多。温室气体就好像一个被窝，但最好的被窝，如果没有入睡在里面，它也是冷被窝。地处云贵高原的昆明市为什么冬暖夏凉、四季如春?主要就是因为其大地热流较高，绝不是因为其温室效应强。昆明的大地热流比全球平均大地热流高出30％多。
温室效应增强是怎样引发气候变化的?
地球的大气由78％的氮气、21％的氧气及总量约1％的其他气体(其中包括约0．03％的二氧化碳)构成，这些气体最重要的一个特性就是热胀冷缩。地球大气的运动主要是下垫面热力分布的不均匀性驱动的，较热的地面加热其上方的空气使得热空气膨胀上升，周围的相对较冷空气为填补热空气上升腾出的空间而出现空气的横向流动，而冷空气流失的地方则有高空的冷空气下沉来填补空间，结果在热的下垫面上方形成上升气流，在冷的下垫面上方出现下沉气流。
在没有人类活动影响的情况下地球大气层的二氧化碳经过长期的对流混合，并在地球生态系统长期响应过程中达到平衡，浓度较低而且是近乎均匀的，工业革命前浓度长期维持在280ppmv左右，各地的温室效应强度较弱而且是近乎一致的，各地近地表大气层的温度格局主要与大气系统下垫面(即地表)的热力景观特征有关。
由于温室效应较弱，近地表大气层温度较低，地表热力景观(指地球表面不同区域温度高低不同而形成的温度高低起伏在地面的分布格局)的自然起伏很清楚，大气系统的运动和变化主要与地表热力景观特征的变化有关。随着时间的演变，来自地球内部的热流(大地热流)的空间分布在一定程度上决定了地球陆地表面的热力景观特征，比如在大范围的高热流区域形成大气低压系统，常年由上升气流主导而降水充沛：在大范围的低热流区域形成大气高压系统，常年由下沉气流主导而干旱少雨。当大气中二氧化碳浓度急剧升高时，由于温室效应较强，近地表大气层温度有明显的提高，地表热力景观的自然起伏将逐步被掩盖。原来长期形成的高低压系统发生改变或季节性改变，这种改变达到一定程度就会引发气候变化。
下垫面相对较冷的地区，区域大气层的温度及大气温度的分层完全由温室效应和太阳辐射强弱所决定，由于不同高度的大气层接受的太阳辐射热量不同，不同高度的大气层温度有明显的不同，大气分层较明显，大气的运动主要表现为水平运动，因而不利于形成降水，下垫面相对较热的地区，区域大气层的温度，虽然在白天，特别在夏季的白天也主要由温室效应和太阳辐射强弱所决定，但到了夜晚，特别是冬季的夜晚，则由于较热的下垫面驱动较热的气流上升，而周围较冷的气流下降，使得区域大气的垂直对流运动增强，有利于形成降水。对于陆地而言，在没有人类活动干预前，大地热流的高低决定了下垫面温度的高低。
大地热流形成的地表热力景观在一定程度上影响降水的分布。
温室效应还不足以掩盖地表热力景观中强烈的异常，可是一些比较弱的异常却容易被掩盖。比如在温室效应比较弱的时候，广东省的降水分布有明显的三个峰值区域，年均降雨量大于2000mm，即阳江―恩平一带、清远―佛冈―龙门一带，海丰―丰顺――带，这三个地带也是广东省大地热流最强的地带，是温泉分布最多的区域，可以认为地热形成的地表热力景观在一定程度上影响了广东省降水的分布。但是随着温室气体排放量的不断增加，珠江三角洲地区温室效应和城市热岛效应逐步增强，在2003年以来广东省降水量出现了明显的减少，2003年和2004年连续两年全省降水量比多年平均降水量少20％以上，同时，降水分布也出现了明显的变化，靠近珠江三角洲的清远―佛冈―龙门一带的降水峰值区南移到了温室效应和城市热岛效应最强的广州市和东莞市一带。显然，温室效应形成的地表热力景观在――定程度上影响了降水的分布。
人类行为增强温室效应
温室效应形成的原因篇4
关键词:钢筋混凝土；梁裂缝处理
l引言
钢筋混凝土结构是由于种种不同原因产生的裂缝，不仅种类繁多，形态各异，而且较为普遍，轻微者影响建筑物的美观，造成建筑物渗漏水;严重者降低建筑物结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性，甚至还会引起整体倒塌重大质量事故。
2裂缝原因及处理
一建筑大厦2001年七月开工，2002年六月竣工验收，总建筑面积为1890平方米，其是一幢3层框架和砖混结构建筑。在处理粉刷层后发现裂缝沿构件截面高度呈上宽下窄状，宽度约0.5～1mm，一般为表面裂缝，基本未贯穿梁底，而且很多分布在跨中区域，同时井字梁的周边梁与其下砌体结构产生了很明显错位。
2.1裂缝原因
(1)该楼共设8个沉降观测点。根据基础沉降观测结果，地下基础进行人工加强处理，并采用板式基础，沉降量均较小，最大沉降量10.4mm，最小沉降量9.3mm，最大差异沉降仅1.1mm，故可排除基础沉降量过大引起梁体裂缝的可能。
(2)对梁进行回弹测得混疑土强度等级达到C20，符合原设计要求，故可排除梁混凝土强度等级不足引起梁开裂的可能。
(3)该井字梁结构系夏季施工，原定屋面做法为刚性防水层上用1：10水泥珍珠岩找坡，再做架空层隔热，而后考虑铝白色SBS具有反光、防漏的双重作用，而改用铝白色塑膜面SBS防水卷材替代架空层。通过实地检查发现，该防水材料已老化变质，其上铝白色也已褪尽。南京地区冬季最低室外温度在一5℃左右，室内温度可达到10℃，夏季室外温度可达到38℃左右，在阳光直射处则可达到45℃以上，室内温度为30℃左右。该井字梁层面上虽做有珍珠岩找坡层，但厚度较薄，且其上SBS已失去原有的反光作用，故该层面保温性较差，梁的室内外温差无论冬夏季至少在10℃以上。
现以LB梁为例进行裂缝宽度复核。该构件的裂缝控制等级应为三级，最大裂缝允许宽度为0.3mm。复核工作分两部分进行。
(1)接受弯构件验算梁裂缝宽度，其最不利情况应是荷载效应与温度效应产生的弯矩叠加。因该梁是夏季施工的，冬季则产生收缩变形，梁顶与梁底的温差使梁顶收缩大于梁底，因此，冬季温度效应产生的跨中弯矩与荷载效应产生的跨中弯矩是同号的，即冬季二者的影响是叠加的。
经计算得屋面综合荷载q=7.58kn/m2，区格的长a和宽b分别为3.4m和3m，则荷载效应产生的弯矩:
m1=0.34qa2b=0.34×7.58×3.42×3=89.4kn·m
而由构件上下表面温差产生的温度弯矩m1:
m1=elat/h=ebh2at/12=2.55×104×250×700×700×10-5×10/12=26kn·m
其中e为C20混凝土弹性模量取2.55×104/mm2;a为C20混凝土线膨胀系数，取1×10-5，i为构件截面惯性矩，矩形时为bh2/12(b为构件宽250mm，h为构件高度700mm);t为构件上、下表面温度，取为10℃。
因而m=ml+mt=115.4kn·m
按《混凝土设计规范(GB50010—2002)》受弯构件公式算得最大裂缝宽度:wmax=0.215mm
(2)按受拉构件验算梁裂缝宽度。由于该梁为夏季施工，冬季则产生收缩变形，但受支座的约束，在混凝土内产生拉应力。如夏季施工时的温度为35℃，冬季按0℃计算，则冬夏温差将达35℃左右。如近似按轴心受拉构件验算，则可算得最大裂缝宽度wmax=0.82mm>0.3mm。
由计算过程中得知，温度变形产生的伸缩应力很大(本例为781kn)，虽然计算中已考虑了钢筋混凝土构件同砖混结构的协同变形因素，但由于两者的线膨胀系数不同，砖混部分还是对构件产生了较大的约束。其中温度变形造成钢筋混凝土屋面井字梁产生裂缝的特点为:裂缝一般发生在有较大连续边长且向两端边界受到约束的构件上;裂缝的方向与混凝土内主拉应力方向垂直，但裂缝位置不确定;裂缝的中部宽度较大，易沿构件截面的较小边贯通;裂缝的开口宽度一般随构件受拉边缘的配筋率增大而减小。
(3)很明显，本工程屋面井字梁侧面出现的裂缝是由冬夏季温差引起的混凝土收缩变形以及冬季室内外温差所产生内力效应的影响叠加于荷载效应的综合作用结果。因该梁是在夏季施工的，而且保温隔热措施较差，在冬季的低温下，沿梁长方向产生收缩。当收缩变形受到支座的约束时，在梁体内产生了拉应力。由于混凝土的抗拉强度较低，当拉应力超过抗拉强度时，便产生裂缝。此外，设计中没有按构件由于温度收缩变形引起的拉应力进行抗拉强度验算，抗拉筋明显不足，也是导致井字梁构件裂缝的主要原因之一。由于Lai、LaZ梁配筋大于LB梁，故裂缝在LB梁上分布较广。
2.2处理措施
该工程从竣工到发现裂缝已经过四年多时间，此后又经过近三个月的现场裂缝发展的观测，证实裂缝的开展已处于稳定状态。引起构件裂缝的主要因素—混凝土收缩变形由于各种井字梁及其支承系统的协调变形已趋稳定，同时按温度效应与荷载效应组合验算构件抗弯强度证明梁截面承载力能够满足使用要求，故工程上仅按温度裂缝的因素对构件作了如下处理。
(1)改善屋面保温性能。考虑到原有屋面防水材料SBS已老化变质，为防止屋面渗漏，揭去重做。同时重新在屋面上铺设了架空层，以降低梁体的冬夏季温差与室内外温差。具体做法为:首先将屋面清扫干净，放出支撑中线，间距为600mm，然后用25#水泥砂浆砌砖带支承，间距偏差≤10mm，再用C25水泥砂浆铺混凝土小板，并用1：2水泥砂浆嵌缝。
(2)鉴于构件裂缝宽度较小，故采用表面处理法施工。具体方法为:凿去裂缝两侧各宽5cm范围内的粉刷层，对裂缝处用水冲洗，然后刷掺有107胶的水泥浆，最后用1:2水泥砂浆抹平凿出的凹槽。对井字梁边梁与支承墙体间的错位处，先贴上宽300mm的铅丝网，再用水泥砂浆进行重新粉刷。同时在构件修补后经过一年左右的跟踪观测，没有发现新裂缝产生，因此可以认定以上分析结果以及裂缝处理方法是正确的。
3结论
对于象井字梁构件这类体量较大，相互之间约束又较多的混凝土构件，为防止产生温度裂缝，可采取如下一些措施。
3.1选择适宜的季节浇注混凝土。因为混凝土的抗拉强度较低，为防止其收缩变形使梁体内产生拉应力，应尽量选择温度低的季节浇注。必须在热天浇筑时，可采用冰水或深井水拌制，或设置简易的遮阳装置，并对骨料进行喷水预冷却，以降低混凝土的搅拌和浇筑温度。
3.2选用水化热小和收缩小的水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)，选用级配良好的骨料，并严格控制砂、石子的含热量，尽量降低水灰比，合理使用减水剂，加强振捣，以减少水化热，提高混凝土的密实性和抗拉强度。
温室效应形成的原因篇5
关键词：直接式加热炉对流炉管腐蚀
中图分类号：te986文献标识码：a文章编号：1672-3791（2014）02（c）-0065-02
我国原油大部分为“三高”原油，即含蜡高、凝点高、粘度高，因此管道加热输送工艺广泛应用于我国大型输油管道系统中。原油加热炉作为长输管道中的主要设备之一，主要对管道内的原油进行加热，起到防凝降粘作用[1]。管道加热炉既不同于炼化企业的原油加热炉，也不同于油田企业的原油加热炉，这种加热炉必须具备排量大、承压高、压降小、负荷调节范围宽等特性。直接加热炉主要由以下四部分组成：辐射室、对流室、烟囱和燃烧器，其结构如图1[2]。
直接加热炉的加热过程是靠燃烧原油或者天然气进行加热烟气，由辐射室出来的烟气进行对流换热，对流室内密布多排钉头炉管，烟气以较大速度冲刷这些管子，对管内的原油进行有效的对流传热，同时烟气中携带的一些腐蚀性介质对炉管的腐蚀也较为严重，具有易爆的危险性，所以加热炉中炉管的腐蚀原因及其防护方法是值得我们研究分析的。
1热炉对流室炉管腐蚀的原因
1.1流室炉管的腐蚀状况和成分简介
根据某输油站加热炉的现场勘测，对流室炉管的腐蚀情况如下。
（1）对流室上部的钉头炉管表面腐蚀严重，炉管表面有大量的腐蚀坑，局部坑蚀严重，钉头管上均积累有大量浮灰和锈壳，锈壳的颜色大致有：暗黑色、灰黄色、黄色和白色，且一些锈壳与炉管表面结合较牢固，需用工具才能将其除去。相比对流室上部炉管，对流室下部钉头管腐蚀较轻，仅有一层薄薄的橙色铁锈，炉管表面无浮灰和锈壳。
（2）对流室弯头箱上部的保温棉吸附了大量的水，弯头管已被裹上了一层“湿棉袄”，弯头部位发生了轻微的点蚀，产物为黄褐色和浅黄色，但在弯头根部，腐蚀严重，大块腐蚀锈层产物层状剥离，并可以清楚地看到有腐蚀冷凝液向下流动的痕迹，腐蚀产物为黑褐色片状，含少量黄色产物。而弯头箱下部的炉管腐蚀较轻微，几乎保持着热轧钢管蓝色氧化皮外观。
通过X-射线衍射分析仪（XRD）对腐蚀产物进行相分析，结果表明炉管表面的腐蚀产物主要成分是铁的各种氧化物、碳酸化合物、硫化物以及硫氧化合物。
1.2对流室炉管的腐蚀原因[2-3]
对流室炉管的腐蚀过程是比较复杂的，有五种腐蚀原因是国内学者比较认可的主要腐蚀原因，这五种原因共同导致了对流室炉管的腐蚀。
（1）硫酸露点腐蚀。
由于燃烧的原油中都含有少量的硫，燃烧后生成So2，在一定条件下少量的So2被o2氧化生成So3，当烟气温度在400℃以下时，So3与烟气中的水蒸气化合成硫酸蒸气凝结成稀硫酸，此时的温度称为硫酸露点。当对流管壁温度低于酸露点时，硫酸蒸气就凝结在管壁上产生低温露点腐蚀，此过程即为：
S+o2So2；
So2+o2So3；
So3+H2oH2So4（气态）H2So4（液态）；
Fe+H2So4FeSo4+H2。
（2）高温硫化腐蚀。
通常是指高温下炉管与单质硫或硫化合物发生的反应而导致的腐蚀。有学者认为在高温情况下，金属与硫反应的速度比氧化反应快得多，其主要原因为：①硫化物的扩散系数大于氧化物的扩散系数；②硫化物稳定相的数目多；③硫化物的熔点比氧化物的低，金属可与这些硫化物形成低熔点的共晶物，进而导致加速硫化；④金属硫化物的分子体积大于氧化物，硫化物分子体积大，硫化物产生的应力比氧化物产生的应力大许多，易使硫化层破裂，从而加速金属的硫化。
（3）Co2的腐蚀。
有些加热炉并未采用原油作为燃烧的原料，而是使用无硫天然气进行燃烧加热的，但是对流室炉管仍发生了严重酸蚀，形成的腐蚀产物中含有碳酸铁，有些学者便进行了Co2的腐蚀分析。一般认为当pCo2>0.02mpa时，就会发生Co2的电化学腐蚀，并当pCo2>0.2mpa时会发生严重的Co2的电化学腐蚀。就环境温度而言，在100℃附近，碳钢与Co2易于发生严重的腐蚀。
仪器测得加热炉对流室上部的Co2分压在0.07mpa以上，温度为102.7℃，此处的温度环境正好适合Co2的电化学腐蚀的发生，同时烟气成分中高的含水量以及大量冷凝水的生产，正好为Co2的电化学腐蚀提供了良好的外部环境，导致Co2电化学腐蚀的发生。其腐蚀过程是Co2与含水蒸气的烟气一起在对流室流动时，与附着在壁面上的冷凝水膜接触生成碳酸，使凝结水膜的pH值降低到5.5以下，并吸附在炉管表面对炉管进行去氢去极化腐蚀，反应式为：
Fe+H2Co3FeCo3+H2。
（4）氧的腐蚀。
一些学者认为在对流室底部，炉管承受的烟气温度在500℃～650℃，在高温条件下，空气中的氧与金属直接作用，生成铁的氧化物；也有学者认为在一定的温度下，炉管管壁上有水的情况下，Fe与o2是能直接反应的，产生氧去极化腐蚀。在对流室炉管管壁上，氧气充分扩散到壁面上的冷凝水中，与炉管反应对炉管壁进行腐蚀，反应式为：
Fe+o2+H2oFeo（oH）；
Feo（oH）Fe2o3+H2o。
（5）灰垢的危害。
由于加热炉燃料油中含有Fe、ni、V、Ca等金属元素，它们在燃烧后将形成金属氧化物或So2、So3，以及燃料不完全燃烧产生的碳粒子，这些物质在烟气中存在，并随烟气运动，沉积在换热管的表面形成粘性积灰、疏松积灰、高温积灰，同时炉壁上在有冷凝水的情况下，便加剧了炉管的腐蚀。
2流室炉管的防护
2.1炉管金属材料的选择
由于加热炉炉管的腐蚀较为严重，炉管金属材料的选择尤为重要，目前，尚没有能完全防止露点腐蚀的理想材料，有文献表明多数高铬镍钢在抗低温腐蚀方面甚至比碳钢还差，这个结论说明决不能盲目采用昂贵的不锈钢解决低温露点腐蚀问题。某输油管线采用了不锈钢空气预热器，投运半年后即腐蚀穿孔，其寿命只有原碳钢空气预热器的一半，事实完全证明采用昂贵的铬镍合金钢，经济上、技术上都是不合理的，所以要具有加热炉炉管特殊防腐的金属材料还需要我们继续研究开发。
2.2炉管的表面处理[3]
对炉管进行表面处理也是加强炉管耐蚀性的一种有效方法，对钢炉管外表面进行非金属涂层或金属涂层，效果良好，有些加热炉已经采用了这些方法。
（1）非金属涂层。
某些有机涂层的耐酸性好，防腐性能佳，是能很好的对炉管进行防护，但有些有机涂层使用温度低，例如，聚四氟乙烯塑料涂层，其使用温度为260℃以下，而且其导热系数低，涂覆在炉管表面会影响其传热效率，所以此种防腐方法并不是很理想。
国外曾采用过搪玻璃涂层对炉管进行防腐处理，这种无机涂层能够很好的解决低温露点腐蚀，但工艺复杂，需采用特殊的“搪玻璃用脱碳钢板”，要求较高，在国内并没有得到很好的推广。
（2）金属涂层。
对加热炉炉管进行喷镀铝合金或镀镍处理，这种涂层耐酸性好，对温度要求不高，能够很好的保护加热炉炉管，延长其使用寿命。国内很早就开始研究对流室炉管表面金属喷镀，采用高纯度铝加入微量其他合金元素作为喷镀材料的气喷镀法，在经预处理的对流光管或钉头管表面，均匀严密地覆盖镀层，其耐蚀效果很好。
近来，国内开始尝试对对流室炉管进行化学镀镍处理，得到的镍磷镀层光亮，耐蚀性甚佳，而且此种方法工艺成熟，操作简单，经济可靠，是值得推广应用的。
2.3炉管表面灰垢的清洗
加热炉正常运行的情况下，对流室炉管一般采用蒸汽吹灰、声波吹灰等机械清灰，在停工检修期间还要进行对流室炉管化学清洗清灰。
为解决对流室炉管的积灰问题，加热炉上一般都安装吹灰器（见图1），国内加热炉使用的吹灰器有CQB-B型气动旋转式吹灰器和HBp型声波吹灰器两种。气动吹灰器喷射高压空气，直接作用于对流管表面，对尘灰、结炭具有显著的除尘效果，但存在吹灰死区，且吹灰管容易锈蚀，不能自转，吹灰范围变窄。HBp型除灰器低耗能、体积小、安装灵活方便、自动运行、系统简单、维护量小，除灰范围广，不存在除灰死区、死角，但是在直达声波段以外，随着声波能的降低，除灰效果下降，所以其吹灰效果不如气动吹灰器。在加热炉运行过程中，吹灰器对炉管上的积灰、结焦具有明显的清除和抑制作用，提高了加热炉的炉效，延长了加热炉炉管的使用寿命。
虽然吹灰器能够很好的抑制炉管表面积灰，但在加热炉停工检修时发现，对流室炉管表面的积灰情况仍然较严重，还需要对其进行彻底清灰，其中干冰清灰技术和化学清洗清灰钝化技术较为突出。干冰清灰是以压缩空气为动力，以干冰颗粒为被加速粒子，通过清洗机喷射到炉管表面，将炉管表面的积灰、积盐迅速冷冻，使其凝结、脆化、剥离。与喷沙清灰、水洗清灰相比，干冰清灰可以减少灰尘对环境的污染，确保加热炉保温材料不受破坏。化学清洗清灰钝化技术是在清洗液中加入了高效缓蚀剂和钝化剂，可减轻对设备的腐蚀，具有高效除灰垢、除锈、钝化的特点，并在炉管外壁形成钝化保护膜。目前，该技术已广泛应用于炼油化工企业中以重油、天然气做燃料的加热炉对流室炉管外壁的清洗。在清洗过程中，采用特殊的施工方法保护炉衬不被清洗液淋湿。
2.4合理操作，定期检修[3]
采用原油作为燃料燃烧加热，烟气中含硫量高，使得对流室炉管腐蚀严重，而天然气中含硫量低，用天然气作为燃料能够预防低温硫酸腐蚀。在加热炉运行过程中，严格控制加热炉运行参数，确保加热炉排烟温度高于烟气露点温度，防止低温露点腐蚀。安装加热炉工业电视监控系统，对加热炉进行监控，定期检查维修。
3结语
直接式加热炉对流室炉管的严重腐蚀，极大的影响了加热炉的正常运行，其腐蚀原因的研究观点也基本统一，而其防护技术并不成熟，例如金属镀层的应用并没有得到很好的验证与推广，所以其防护方法还需要我们继续研究。
参考文献
[1]朱东志.长输管道原油加热炉现状及发展趋势[J].油气储运，2006，25（5）：40-42.
温室效应形成的原因篇6
关键词:钢筋混凝土；梁裂缝处理
abstract:thispapermainlyforreinforcedconcreteroofribbedbeamscrackingreason,throughthesettlementobservation,temperatureanalysisandbeamcrackwidthdesigncheck,putsforwardthepreventionandcontrolofcracktheimprovementoftheheatpreservationperformanceandstrengthentheroofcomponentofconstructiontreatmentmeasures.
Keywords:reinforcedconcrete;Beamcrackprocessing
中图分类号：tU528.571文献标识码：a文章编号：
1裂缝原因及处理
某办公大楼2005年8月开工，2006年7月竣工交付使用，建筑面积1890m2，为一幢3层框架及部分砖混结构建筑。基础采用钢筋混凝土梁板式基础，三层局部楼面及屋面为井字梁结构。于2011年3月发现⑦～⑩轴、a～D轴间井字梁两侧屋面板底以下部位出现多道肉眼可见的垂直裂缝。在清除表面粉刷层后发现裂缝沿构件截面高度呈上宽下窄状，宽度约0.5～1mm，多为表面裂缝，基本未贯穿梁底，且大都分布在跨中区域，在LB梁_L的分布多于Lai及La2梁，同时井字梁的周边梁与其下砌体结构产生了明显错位。
1.1裂缝原因
(1)该楼共设8个沉降观测点。根据基础沉降观测结果，地下基础进行人工加强处理，并采用板式基础，沉降量均较小，最大沉降量10.4mm，最小沉降量9.3mm，最大差异沉降仅1.1mm，故可排除基础沉降量过大引起梁体裂缝的可能。
(2)对梁进行回弹测得混疑土强度等级达到C20，符合原设计要求，故可排除梁混凝土强度等级不足引起梁开裂的可能。
(3)该井字梁结构系夏季施工，原定屋面做法为刚性防水层上用1：10水泥珍珠岩找坡，再做架空层隔热，而后考虑铝白色SBS具有反光、防漏的双重作用，而改用铝白色塑膜面SBS防水卷材替代架空层。通过实地检查发现，该防水材料已老化变质，其上铝白色也已褪尽。南京地区冬季最低室外温度在一5℃左右，室内温度可达到10℃，夏季室外温度可达到38℃左右，在阳光直射处则可达到45℃以上，室内温度为30℃左右。该井字梁层面上虽做有珍珠岩找坡层，但厚度较薄，且其上SBS已失去原有的反光作用，故该层面保温性较差，梁的室内外温差无论冬夏季至少在10℃以上。
现以LB梁为例进行裂缝宽度复核。该构件的裂缝控制等级应为三级，最大裂缝允许宽度为0.3mm。复核工作分两部分进行。
(1)接受弯构件验算梁裂缝宽度，其最不利情况应是荷载效应与温度效应产生的弯矩叠加。因该梁是夏季施工的，冬季则产生收缩变形，梁顶与梁底的温差使梁顶收缩大于梁底，因此，冬季温度效应产生的跨中弯矩与荷载效应产生的跨中弯矩是同号的，即冬季二者的影响是叠加的。
经计算得屋面综合荷载q=7.58kn/m2，区格的长a和宽b分别为3.4m和3m，则荷载效
应产生的弯矩:
m1=0.34qa2b=0.34×7.58×3.42×3=89.4kn・m
而由构件上下表面温差产生的温度弯矩m1:
m1=elat/h=ebh2at/12=2.55×104×250×700×700×10-5×10/12=26kn・m
其中e为C20混凝土弹性模量取2.55×104/mm2;a为C20混凝土线膨胀系数，取1×10-5，i为构件截面惯性矩，矩形时为bh2/12(b为构件宽250mm，h为构件高度700mm);t为构件上、下表面温度，取为10℃。
因而m=ml+mt=115.4kn・m
按《混凝土设计规范(GB50010―2002)》受弯构件公式算得最大裂缝宽度:wmax=0.215mm
(2)按受拉构件验算梁裂缝宽度。由于该梁为夏季施工，冬季则产生收缩变形，但受支座的约束，在混凝土内产生拉应力。如夏季施工时的温度为35℃，冬季按0℃计算，则冬夏温差将达35℃左右。如近似按轴心受拉构件验算，则可算得最大裂缝宽度wmax=0.82mm>0.3mm。
由计算过程中得知，温度变形产生的伸缩应力很大(本例为781kn)，虽然计算中已考虑了钢筋混凝土构件同砖混结构的协同变形因素，但由于两者的线膨胀系数不同，砖混部分还是对构件产生了较大的约束。其中温度变形造成钢筋混凝土屋面井字梁产生裂缝的特点为:裂缝一般发生在有较大连续边长且向两端边界受到约束的构件上;裂缝的方向与混凝土内主拉应力方向垂直，但裂缝位置不确定;裂缝的中部宽度较大，易沿构件截面的较小边贯通;裂缝的开口宽度一般随构件受拉边缘的配筋率增大而减小。
(3)很明显，本工程屋面井字梁侧面出现的裂缝是由冬夏季温差引起的混凝土收缩变形以及冬季室内外温差所产生内力效应的影响叠加于荷载效应的综合作用结果。因该梁是在夏季施工的，而且保温隔热措施较差，在冬季的低温下，沿梁长方向产生收缩。当收缩变形受到支座的约束时，在梁体内产生了拉应力。由于混凝土的抗拉强度较低，当拉应力超过抗拉强度时，便产生裂缝。此外，设计中没有按构件由于温度收缩变形引起的拉应力进行抗拉强度验算，抗拉筋明显不足，也是导致井字梁构件裂缝的主要原因之一。由于Lai、LaZ梁配筋大于LB梁，故裂缝在LB梁上分布较广。
1.2处理措施
该工程从竣工到发现裂缝已经过四年多时间，此后又经过近三个月的现场裂缝发展的观测，证实裂缝的开展已处于稳定状态。引起构件裂缝的主要因素―混凝土收缩变形由于各种井字梁及其支承系统的协调变形已趋稳定，同时按温度效应与荷载效应组合验算构件抗弯强度证明梁截面承载力能够满足使用要求，故工程上仅按温度裂缝的因素对构件作了如下处理。
(1)改善屋面保温性能。考虑到原有屋面防水材料SBS已老化变质，为防止屋面渗漏，揭去重做。同时重新在屋面上铺设了架空层，以降低梁体的冬夏季温差与室内外温差。具体做法为:首先将屋面清扫干净，放出支撑中线，间距为600mm，然后用25#水泥砂浆砌砖带支承，间距偏差≤10mm，再用C25水泥砂浆铺混凝土小板，并用1：2水泥砂浆嵌缝。
(2)鉴于构件裂缝宽度较小，故采用表面处理法施工。具体方法为:凿去裂缝两侧各宽5cm范围内的粉刷层，对裂缝处用水冲洗，然后刷掺有107胶的水泥浆，最后用1:2水泥砂浆抹平凿出的凹槽。对井字梁边梁与支承墙体间的错位处，先贴上宽300mm的铅丝网，再用水泥砂浆进行重新粉刷。同时在构件修补后经过一年左右的跟踪观测，没有发现新裂缝产生，因此可以认定以上分析结果以及裂缝处理方法是正确的。
2结论
对于象井字梁构件这类体量较大，相互之间约束又较多的混凝土构件，为防止产生温度裂缝，可采取如下一些措施。
(l)选择适宜的季节浇注混凝土。因为混凝土的抗拉强度较低，为防止其收缩变形使梁体内产生拉应力，应尽量选择温度低的季节浇注。必须在热天浇筑时，可采用冰水或深井水拌制，或设置简易的遮阳装置，并对骨料进行喷水预冷却，以降低混凝土的搅拌和浇筑温度。
(2)选用水化热小和收缩小的水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)，选用级配良好的骨料，并严格控制砂、石子的含热量，尽量降低水灰比，合理使用减水剂，加强振捣，以减少水化热，提高混凝土的密实性和抗拉强度。
(3)做好保温隔热工作，尽量减少构件的冬夏季温差和室内外温差。
温室效应形成的原因篇7
关键词：大棚草莓;畸形果;挂果脱节;原因;防止方法
近年来,广德县大棚草莓栽培生产中,时常出现畸形果和挂果间断脱节现象。据调查统计,一些轻发田块减产20%～30%,重发田块可减产40%以上,严重影响了草莓的产量和质量。因此,解决大棚草莓畸形果和挂果期间断脱节问题对促进草莓经济发展具有重要意义。
1草莓畸形果与挂果脱节原因
1.1低温冻害
从12月至翌年2月,既是低温时段,又正值棚室草莓开花坐果盛期,气温0～7℃,强对流暴风雪或雨雪后初晴,温度骤降时有发生。据调查,草莓花期落前2～3d,遭遇1h的-2℃的低温时,雌蕊变黑;花后7d内的小果经3h的-2℃或1h的-5℃低温后果实变黑,形成无效果;花前4～8d,中等程度的花蕾经1h的-2℃低温以后,花粉的发芽受阻。可以看出,遇短时间低温完全可以发生冻害从而抑制花药的正常开裂授粉成果。
1.2湿度过大
据调查,棚室草莓开花时花药的开裂最适空气温度为20%,花粉萌发则以40%为宜。湿度过高或过低发芽率均会降低。另外,棚室覆盖普通膜上的水滴冲刷了花器的柱头等也会影响花粉的授粉受精。
1.3光照不足
大棚草莓花粉的形成大约自开花2周前开始,这一期间光照不足会减少花粉萌发时所需淀粉的积累,从而使花粉萌发率降低,进而影响授粉受精与果实的发育[1]。
1.4喷布农药不当
棚室草莓开花期间花药开裂散粉时(晴天10～14时)喷布农药,药水冲刷了花器柱头,或药水浓度过高,药剂量过大,而影响授粉受精;同时药剂也会杀死访花昆虫等,致使畸形果和无效果增多,坐果率降低,果品小而品质差[2]。
1.5施肥过量
据调查,生产中大棚草莓肥害,主要是有机肥未腐热施用,或施用量过大,或氮素化肥过多,浓度过大,或施入根区较近而引起的。肥害引起烧腋芽、烧茎叶、烧花、烧脱果。
2防止方法
2.1合理调控棚室内的温湿度
采用高畦地膜覆盖降低空气湿度,棚膜选用长寿无滴膜,减少水滴浸湿柱头。遇连阴雨天沟内垫稻草等秸秆物,或其他吸水物。采用微管暗灌技术,进行膜下微管、滴管灌水、浇肥,结合浇水施肥、灌水带肥。根据天气变化保温,当气温降到6～8℃时覆大棚膜;0℃时覆小棚膜;-5℃以下时盖草苫;遇强对流天气应牢固拉绳防止风吹坏棚膜,遇雨雪初晴时,用火炉、火盘、灯光等加温[3,4]。
2.2放养蜜蜂
反季节棚室草莓栽培生产中采用蜜蜂传花授粉,简单易行、效益高,对降低畸形果,提高坐果率和果品质量效果十分显著。选在草莓开花前几天把备好的蜜蜂箱移入棚内,以每棚放蜂1箱为宜,使其适应棚内生活习性。当棚内草莓施药时注意将蜂箱关好移出棚外,直到气温明显升高的3月中下旬,再将蜂群移出棚外。
2.3科学施肥
在施足基肥的基础上,根据作物需肥规律行科学追肥,补充速效性肥料,以弥补土壤中养分的亏缺和植株生长的需要,一般每次施三元复合肥(15-15-15)225kg/hm2左右为宜,冲施肥液浓度掌握在0.4%～0.6%。同时,适量加入腐熟人粪尿,或腐熟饼粕浸泡液更佳。追肥最好做到有机肥与无机肥结合、速效肥与缓效肥结合、根浇与根外喷施结合,并掌握以“少吃多餐”为原则,忌一次性浓度过大、剂量过多。
2.4巧妙防病免药害
在保证无病壮苗移栽的基础上,加强农业措施管理为主,尽量不用农药或控制使用农药。在开花前应根除田间病虫害,一是时常注意打老叶、脚黄叶、病叶和清除病株、杂草等。二是采用闭棚提温法和敞棚膜通风换气降温法,以恶化或破坏病害的生存环境条件。三是必要用药时,选择开花数较少的时期和药害较小的药剂,且避开花粉开放时间施药。提倡烟薰剂和粉尘法施药防病虫。
2.5增施二氧化碳气肥
冬季闭棚时间长,棚内气体交换少,二氧化碳亏缺,补施二氧化碳可增强光合作用。选在11月扣棚保温后植株长出2～3片新叶时施用,选晴天9～16时进行,并将棚内温度控制在20～25℃为宜。
3参考文献
[1]韩秋萍,王本辉,王海峰.大棚草莓畸形果发生的原因和防止方法[J].北京农业(实用技术),2008(3):21-22.
[2]方曙棠,叶金华,程罗生.大棚草莓畸形果成因与预防[J].农业装备技术,2006(3):44.
温室效应形成的原因篇8
关键词：大棚草莓；畸形果；挂果脱节；原因；防止方法
近年来，广德县大棚草莓栽培生产中，时常出现畸形果和挂果间断脱节现象。据调查统计，一些轻发田块减产20%～30%，重发田块可减产40%以上，严重影响了草莓的产量和质量。因此，解决大棚草莓畸形果和挂果期间断脱节问题对促进草莓经济发展具有重要意义。
一、草莓畸形果与挂果脱节原因
1.1低温冻害
从12月至翌年2月，既是低温时段，又正值棚室草莓开花坐果盛期，气温0～7℃，强对流暴风雪或雨雪后初晴，温度骤降时有发生。据调查，草莓花期落前2～3d，遭遇1h的-2℃的低温时，雌蕊变黑；花后7d内的小果经3h的-2℃或1h的-5℃低温后果实变黑，形成无效果；花前4～8d，中等程度的花蕾经1h的-2℃低温以后，花粉的发芽受阻。可以看出，遇短时间低温完全可以发生冻害从而抑制花药的正常开裂授粉成果。
1.2湿度过大
据调查，棚室草莓开花时花药的开裂最适空气温度为20%，花粉萌发则以40%为宜。湿度过高或过低发芽率均会降低。另外，棚室覆盖普通膜上的水滴冲刷了花器的柱头等也会影响花粉的授粉受精。
1.3光照不足
大棚草莓花粉的形成大约自开花2周前开始，这一期间光照不足会减少花粉萌发时所需淀粉的积累，从而使花粉萌发率降低，进而影响授粉受精与果实的发育。
1.4喷布农药不当
棚室草莓开花期间花药开裂散粉时(晴天10～14时)喷布农药，药水冲刷了花器柱头，或药水浓度过高，药剂量过大，而影响授粉受精；同时药剂也会杀死访花昆虫等，致使畸形果和无效果增多，坐果率降低，果品小而品质差。
1.5施肥过量
据调查，生产中大棚草莓肥害，主要是有机肥未腐热施用，或施用量过大，或氮素化肥过多，浓度过大，或施入根区较近而引起的。肥害引起烧腋芽、烧茎叶、烧花、烧脱果。
二、防止方法
2.1合理调控棚室内的温湿度
采用高畦地膜覆盖降低空气湿度，棚膜选用长寿无滴膜，减少水滴浸湿柱头。遇连阴雨天沟内垫稻草等秸秆物，或其他吸水物。采用微管暗灌技术，进行膜下微管、滴管灌水、浇肥，结合浇水施肥、灌水带肥。根据天气变化保温，当气温降到6～8℃时覆大棚膜；0℃时覆小棚膜；-5℃以下时盖草苫；遇强对流天气应牢固拉绳防止风吹坏棚膜，遇雨雪初晴时，用火炉、火盘、灯光等加温。
2.2放养蜜蜂
反季节棚室草莓栽培生产中采用蜜蜂传花授粉，简单易行、效益高，对降低畸形果，提高坐果率和果品质量效果十分显著。选在草莓开花前几天把备好的蜜蜂箱移入棚内，以每棚放蜂1箱为宜，使其适应棚内生活习性。当棚内草莓施药时注意将蜂箱关好移出棚外，直到气温明显升高的3月中下旬，再将蜂群移出棚外。
2.3科学施肥
在施足基肥的基础上，根据作物需肥规律行科学追肥，补充速效性肥料，以弥补土壤中养分的亏缺和植株生长的需要，一般每次施三元复合肥(15-15-15)225kg/hm2左右为宜，冲施肥液浓度掌握在0.4%～0.6%。同时，适量加入腐熟人粪尿，或腐熟饼粕浸泡液更佳。追肥最好做到有机肥与无机肥结合、速效肥与缓效肥结合、根浇与根外喷施结合，并掌握以“少吃多餐”为原则，忌一次性浓度过大、剂量过多。
2.4巧妙防病免药害
在保证无病壮苗移栽的基础上，加强农业措施管理为主，尽量不用农药或控制使用农药。在开花前应根除田间病虫害，一是时常注意打老叶、脚黄叶、病叶和清除病株、杂草等。二是采用闭棚提温法和敞棚膜通风换气降温法，以恶化或破坏病害的生存环境条件。三是必要用药时，选择开花数较少的时期和药害较小的药剂，且避开花粉开放时间施药。提倡烟薰剂和粉尘法施药防病虫。
2.5增施二氧化碳气肥
冬季闭棚时间长，棚内气体交换少，二氧化碳亏缺，补施二氧化碳可增强光合作用。选在11月扣棚保温后植株长出2～3片新叶时施用，选晴天9～16时进行，并将棚内温度控制在20～25℃为宜。
参考文献：
[1]韩秋萍，王本辉，王海峰.大棚草莓畸形果发生的原因和防止方法[J].北京农业(实用技术)，2008(3):21-22.
[2]方曙棠，叶金华，程罗生.大棚草莓畸形果成因与预防[J].农业装备技术，2006(3):44.
温室效应形成的原因篇9
关键词：超长地下室；混凝土结构；防裂措施
一、工程案例
某建筑工程地上5层、地下3层，其中地下2、3层为车库。地下一层为商场、办公间及设备用房等。本工程结构为钢筋混凝土框架体系，选取主、次梁楼盖体系进行各楼层施工。梁、板及柱都为混凝土构件。第一层～5层所有楼板都有开洞。其余楼层洞口分布基本一致，其中与中央共享大厅较近位置从地下一层逐步向上变大，形状转换为长方形。该工程屋盖体系可划分为13个部分。结构上附近屋面都连接其相邻楼层，中央上方几个楼盖则独立存在。因工程施工特征，屋盖为钢结构的为#1、#3、#8；玻璃为屋盖#1的屋面；压型钢板为屋盖#3、#8的屋面，其他都选取混凝土梁板结构作为屋盖，具体如图1所示。因本工程平面超长，x方向平面尺寸大概为180m，Y方向平面尺寸为170m。与施工规范规定的框架结构体系伸缩缝最大间距相比较大，为此，在结构设计时无需进行伸缩缝设计。
二、混凝土温差效应及长期收缩的影响
1、温差效应影响。竖向温差与水平温差效应是高层建筑的主要温差效应类型，而于本工程而言，因其结构高度较低，平面尺寸较大，因此仅需对水平温差效应进行分析即可。以构件自身条件来讲，温差产生的主要原因包含季节变化、太阳辐射等，具体分为2种，其一构件自身内外表面温差，也就是一般意义上的局部温差；其二为构件中面的温差，是指相应时间段内构件中面温度和混凝土终凝温度之间的差值，也就是所说的整体温差。据大量实践经验分析得出，于整体结构而言，局部温差影响较小，水平温差效应产生的主要原因为整体温差。
因该工程具有较大平面尺寸结构形式，顺着水平方向大量竖向构件将导致混凝土楼层出现变形问题，进而产生极大约束。如“-”温差出现于楼层内，由于收缩现象梁板受拉；除此之外，因水平剪力作用，附近竖向构件将产生水平方向剪切变形。
本工程由混凝土主体结构合拢到运营使用环节，因上部结构和地下室之间存在极大温度变化，因整体温差较大，地上各层、第一层与地下各层之间极易产生水平变形差异。第一层楼板为地下室顶盖，因地下室外墙约束，导致第一层和第二层之间水平变形差异极为突出。因地下一层开洞较大，地上温度必定会对地下一层造成极大影响，致使地下一层温度基本等同于地上温度，这样不利于地下一层、地上第一、二层梁板及第一层柱施工。
2、长期收缩影响。由于水分蒸发在空气中暴露的混凝土构件极易出现收缩现象。作为一个长期过程，影响混凝土收缩的因素较多，如最终收缩量、材料构成及环境因素等。该工程因截面尺寸、环境等因素，导致地下室底板与其他各层楼板长期收缩量之间存有一定差异。整体来讲，因厚度较大，地下室底板无法充分接触空气，导致其长期收缩量不大，其他所有楼板则具有较大收缩量。在地下室外墙与混凝土柱约束下，该收缩差异将导致部分楼层，尤其是地下室各层产生受拉现象。混凝土长期收缩效应可同时与结构施工、使用阶段的温差效应一起存在，采取防裂技术措施时应综合考虑以上两种效应。
三、超长地下室混凝土结构防裂技术措施
高层建筑混凝土规定，现浇框架结构伸缩缝间距必须控制在55m以下。如选取一定构造及施工措施，降低温度及混凝土收缩对结构影响，可将伸缩缝最大间距适当放宽。根据施工规范规定，如该工程进行伸缩缝设置，则具有大量永久缝数量，将严重影响建筑效果与使用空间，因此，可选取适当措施放宽伸缩缝间距。具体方式如下：
1、后浇带及膨胀加强带设置
该工程需保证膨胀加强带结合后浇带设置，后浇带内需进行收缩混凝土浇筑，通过一定膨胀应力对结构合拢后温差收缩应力进行补偿。按照温度分析结果显示，在第一层与地下室一层及地下室外墙连接楼板较大应力位置，需将膨胀加强带设置到X、Y方向。
设置后浇带可错开混凝土收缩应变高峰期，并将部分收缩应力释放出来。施工过程中浇筑后浇带时间应具有合理性，确保结构合拢温度适当。与本工程所在地气温情况相结合，9.7℃为每年4月、10月的平均温度，10℃为分析取值。按照该工程施工工期预测，后浇筑封闭时间和混凝土楼板完成时间相隔超过180天，以完成大部分混凝土收缩。为避免施工阶段“-”温差较大，完成浇筑后浇带作业后，即将步入冬天，外幕墙需封闭。
2、选取保温隔热构造
选取双层玻璃用于结构外立面及屋顶#1，屋顶需选取保温隔热措施。同样保温隔热措施也可用于暴露于外面的地下室顶板，且选取双层楼板。滤水层安设到地下室底板位置，防水内隔墙设置到外墙内，止水带应设置到施工缝位置。根据施工实际情况，应在20到22℃之间控制室内常年温度。商场为地下室一层，其室内温度应与地面上各层温度一致。
3、合理选择原材料
建筑结构中补偿收缩混凝土的主要功能为结构自防水、减免后浇带无缝施工及大体积混凝土裂渗控制。于超长地下室混凝土结构防裂分析，可选取补偿收缩混凝土技术进行有效处理。膨胀水泥为混凝土膨胀剂与抗裂防水剂的发展基础，目前应用最多的为硫铝酸钙类膨胀剂，要求在混凝土掺加8%到12%的硫铝酸钙类膨胀剂，和水泥水化反应形成钙矾石膨胀结晶，此时将改变混凝土结构特性。具体如下：
第一，钙矾石体积膨胀，因钢筋与邻位约束，将由0.2到0.7mpa预压应力产生于混凝土结构内，进而将混凝土应力状态改善，并达到混凝土抗裂性能提升的目的。
第二，因钙矾石可对毛细孔缝进行充分填充，进而达到混凝土孔结构改善及总孔隙率减少的作用。
选取补偿收缩混凝土进行超长钢筋混凝土结构连续施工，选取补偿收缩混凝土在大体积混凝土内进行防裂防渗控制，不仅能够缩短工期、简化施工工艺，提高工程施工|量，还具有良好经济效益。
4、o置钢筋加强区域
混凝土抗拉强度及变形能力直接对其是否开裂起到决定作用，通常可通过极限拉伸衡量混凝土变形能力。于混凝土极限拉伸能力提升而言，配筋数量是否准确、位置是否正确极为关键。要求在外荷载影响下，混凝土构件受力钢筋全截面最小配筋率必须相关规范规定相符，并在此基础上适量增加配筋量，以此对混凝土温度收缩及干缩起到有效控制。要求在0.2%以上控制超长墙体单面水平构造钢筋配筋率；0.3%以上控制楼板单面钢筋配筋率；0.25%以上控制带外采取补偿收缩混凝土时的配筋率。具体配筋方式如下：
按照以上温度、收缩效应分析情况，需将钢筋加强区域设置到楼板、梁与竖向构件内较大应力位置，以此达到结构抗温及收缩效应能力提升。楼板加强区域设置到楼板薄弱及较大应力位置，需全截面配置加强配筋。第一，洞口钢筋加强板带。第一、二层具体较大洞口，则其附近具有较为显著应力。顺着边缘方向在洞边3m范围内设置钢筋加强区域，全截面进行加强配筋设置除此之外，在洞口转角位置，斜方向进行抗裂钢筋增设。第二，楼板钢筋加强板带。因楼板具有较大开洞，将大大消弱局部楼板有效板宽。因此，地下室外墙约束，与地下室外墙相连第一层、地下一层楼板应力较大，此区域增设额外配筋。第三，楼板构造配筋增加。与所有层非削弱楼板区域配筋相比，需进行额外构造全截面配筋率的增加，增加比例为0.1%到0.3%之间。
四、结束语
综上所述，伴随我国建筑工程建设规模的进一步扩大，为了确保建筑物的功能需求得到满足，要求做好地下室施工工作，不仅能够使建筑物的综合利用率大幅提高，还能有效提升工程质量。因此，必须在充分结合施工现场具体情况下，做好施工准备工作，规范施工流程，采取行之有效的质量控制措施，只有这样才能实现建筑工程经济效益最大化。■
参考文献
[1]张鹏.探究超长地下室混凝土结构设计与控制[J].城市建筑.2014（04）
[2]王武建.浅析深圳欢乐海岸项目超长地下室结构的设计方法与施工措施[J].现代物业（上旬刊）.2012（06）
[3]高宇程，邹正.超长地下室结构设计及实例介绍[J].中国新技术新产品.2011（03）
[4]刘山林.谈地下室大体积混凝土工程施工防裂防渗漏技术措施[J].工程建设与设计.2013（10）
温室效应形成的原因篇10
关键词：自然通风原理应用
0前言
随着空调技术的不断发展，人们越来越能主动的控制室内环境，创造前所未有的室内舒适气候要求，从而使人们逐渐淡化对自然通风这种气候适宜性技术的应用。然而，在今天全球能源紧张、节能压力增大、空气品质（iao）恶化以及建筑综合征（SBS）等发生的情况下，人们不得不从新审视自然通风这一传统的气候适宜性技术，自然通风这种古老而有效的技术在今天得到了前所未有的重视。空调的产生，使人们可以主动地控制居住环境，而不是象以往一样被动地适应自然；空调的大量使用，使人们渐渐淡化了对自然通风的应用。而在空调技术得以普及的今天，迫于节约能源、保持良好的室内空气品质的双重压力下，全球的科学家不得不重新审视自然通风这一传统技术。在这样的背景下，把自然通风这种传统建筑生态技术重新引回现代建筑中，有着比以往更为重要的意义。
1自然通风技术的原理
通常意义上的自然通风指的是通过有目的的开口，产生空气流动。这种流动直接受建筑外表面的压力分布和不同开口特点的影响。压力分布是动力，而各开口的特点则决定了流动阻力。就自然通风而言，建筑物内空气运动主要有两个原因：风压以及室内外空气密度差。这两种因素可以单独起作用，也可以共同起作用。
1.1风压作用下的自然通风
风的形成是由于大气中的压力差。如果风在通道上遇到了障碍物，如树和建筑物，就会产生能量的转换。动压力转变为静压力，于是迎风面上产生正压(约为风速动压力的0.5-0.8倍)，而背风面上产生负压(约为风速动压力的0.3―0.4倍)。由于经过建筑物而出现的压力差促使空气从迎风面的窗缝和其他空隙流入室内，而室内空气则从背风面孔口排出，就形成了全面换气的风压自然通风。某一建筑物周围风压与该建筑的几何形状、建筑相对于风向的方位、风速和建筑周围的自然地形有关。
1.2热压作用下的自然通风
热压是室内外空气的温度差引起的，这就是所谓的“烟囱效应”。由于温度差的存在，室内外密度差产生，沿着建筑物墙面的垂直方向出现压力梯度。如果室内温度高于室外，建筑物的上部将会有较高的压力，而下部存在较低的压力。当这些位置存在孔口时，空气通过较低的开口进入，从上部流出。如果，室内温度低于室外温度，气流方向相反。热压的大小取决于两个开口处的高度差和室内外的空气密度差。而在实际中，建筑师们多采用烟囱、通风塔、天井中庭等形式，为自然通风的利用提供有利的条件，使得建筑物能够具有良好的通风效果。
1.3风压和热压共同作用下的自然通风
在实际建筑中的自然通风是风压和热压共同作用的结果，只是各自的作用有强有弱。由于风压受到天气、室外风向、建筑物形状、周围环境等因素的影响，风压与热压共同作用时并不是简单的线性叠加。因此建筑师要充分考虑各种因素，使风压和热压作用相互补充，密切配合使用，实现建筑物的有效自然通风。
1.4机械辅助式自然通风
在一些大型建筑中，由于通风路径较长，流动阻力较大,，单纯依靠自然风压与热压往往不足以实现自然通风。而对于空气污染和噪声污染比较严重的城市，直接的自然通风还会将室外污浊的空气和噪声带入室内，不利于人体健康。在这种情况下，常常采用一种机械辅助式的自然通风系统。该系统有一套完整的空气循环通道，辅以符合生态思想的空气处理手段(如土壤预冷、预热、深井水换热等)，并借助一定的机械方式加速室内通风。
2自然通风技术的优势
自然通风是当今建筑普遍采取的一项改革建筑热环境、节约空调能耗的技术，采用自然通风方式的根本目的就是取代（或部分取代）空调制冷系统。而这一取代过程有两点至关重要的意义：一是实现有效被动式制冷，当室外空气温湿度较低时自然通风可以在不消耗不可再生能源的情况下降低室内温度，带走潮湿气体，达到人体热舒适，即使室外空气温湿度超过舒适区，需要消耗能源进行降温降湿处理，也可以利用自然通风输送处理后的新风，而省去风机能耗，且无噪声。这有利于减少能耗、降低污染，符合可持续发展的思想。二是可以提供新鲜、清洁的自然空气（新风），有利于人的生理和心理健康。室内空气品质的低劣在很大程度上是由于缺少充足的新风。空调所造成的恒温环境也使得人体抵抗力下降，引发各种“空调病”。而自然通风可以排除室内污浊的空气，同时还有利于满足人和大自然交往的心理需求。
3自然通风系统设计中的限制性条件
自然通风技术作为一种免费的技术，它的应用必然受到环境的限制。对于室外环境温、湿度比较温和的地区（如英国），该技术的应用非常成熟，下面基于他们的应用经验，介绍有关自然通风技术应用的限制性条件。
3.1室内得热量的限制
应用自然通风的前提是室外空气温度比室内低，通过室内空气的通风换气，将室外风引入室内，降低室内空气的温度。很显然，室内、外空气温差越大，通风降温的效果越好。对于一般的依靠空调系统降温的建筑而言，应用自然通风系统可以在适当时间降低空调运行负荷，典型的如空调系统在过渡季节的全新风运行。对于完全依靠自然通风系统进行降温的建筑，其使用效果则取决于很多因素，建筑的得热量是其中的一个重要因素，得热量越大，通过降温达到室内舒适要求的可能性越小。现在的研究结果表明，完全依靠自然通风降温的建筑，其室内的得热量最好不要超过40w/m2。
3.2建筑环境的要求
应用自然通风降温措施后，建筑室内环境在很大程度上依靠室外环境进行调节，除了空气的温、湿度参数外，室内的空气品质和噪音控制也将被室外环境所破坏。根据目前的一些标准要求，采用自然通风的建筑，其建筑外的噪音不应该超过70dB；尤其在窗户开启的时候，应该保证室内周边地带的噪音不超过55dB。同时，自然通风进风口的室外空气质量应该满足有关卫生要求。
3.3建筑条件的限制
应用自然通风的建筑，在建筑设计上应该参考以上两点要求，充分发挥自然通风的优势。
3.3.1建筑位置
周围是否有交通干道、铁路等一般认为，建筑的立面应该离开交通干道20米，以避免进风空气的污染或噪音干扰；或者，在设计通风系统时，将靠近交通干道的地方作为通风的排风侧。地区的主导风向与风速根据当地的主导风向与风速确定自然通风系统的设计，特别注意建筑是否处于周围污染空气的下游。周围环境由于城市环境与乡村环境不同，对建筑通风系统的影响也不同，特别是建筑周围的其它建筑或障碍物将影响建筑周围的风向和风速、采光和噪音等。
3.3.2建筑形状
形状建筑的宽度直接影响自然通风的形式和效果。建筑宽度不超过10米的建筑可以使用单侧通风方法；宽度不超过15米的建筑可以使用双侧通风方法；否则，将需要其它辅助措施，例如烟囱结构或机械通风与自然通风的混合模式等。建筑朝向为了充分利用风压作用，系统的进风口应该面对建筑周围的主导风向。同时建筑的朝向还涉及减少得热措施的选择。开窗面积系统进风侧外墙的窗墙比应该兼顾自然采光和日射得热的控制，一般为30%-50%。建筑结构形式建筑结构可以是轻型、中型或重型结构。对于中型或重型结构，由于其热惰性比较大，可以结合晚间通风等技术措施改善自然通风系统的运行效果。
3.3.3建筑内部设计
层高比较大的层高有助于利用室内热负荷形成的热压，加强自然通风。室内分隔的形式直接影响通风气流的组织和通风量。建筑内竖直通道或风管可以利用竖直通道产生的烟囱效应有效组织自然通风
3.3.4室内人员
室内人员密度和设备、照明得热的影响对于建筑得热超过40w/m2的建筑，可以根据建筑内热源的种类和分布情况，在适当的区域分别设置自然通风系统和机械制冷系统。工作时间工作时间将影响其它辅助技术的选择（如晚间通风系统）。
3.4室外空气湿度的影响
应用自然通风对降低室内空气温度效果明显，但对调节或控制室内空气的湿度，效果甚微。因此，自然通风措施一般不能在非常潮湿的地区使用。
4建筑中的自然通风考虑因素
自然通风技术在运用的过程中，要充分结合当地气候、环境条件，采取相适应的技术措施，才能保证自然通风达到良好的生态效能。自然通风在考虑普通的诸如气候、建筑朝向、室外绿化、通风构造细部等要素的影响外，越来越多的考虑以下两点要素：①太阳能强化自然通风。太阳能强化自然通风的建筑构件主要有屋面太阳能烟囱、trombe墙以及与建筑一体化安装的太阳能空气集热器。为了在夏季达到更好的冷却效果，通常将这些作法与其他建筑构件复合成一个有组织的自然通风系统；②计算机模拟自然通风。计算机模拟技术，特别是计算立体力学（CFD）对自通通风设计有着非常重要的作用，它利用连续性方程、动量方程、能量方程等控制方程对空气动力进行分析，然后利用计算机软件进行计算机模拟，得出可视化的直观效果，对建筑师设计出合理的建筑风环境提供了重要的参考。因此，随着计算机模拟技术的不断发展，计算机模拟对自然通风的设计无疑会产生巨大的推动作用。