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极地建筑自然通风

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第一部分极地气候特征分析 2

第二部分自然通风设计原则 12

第三部分建筑围护结构优化 19

第四部分通风系统热湿调节 28

第五部分风压利用技术手段 33

第六部分太阳能辅助系统 44

第七部分极端环境防护措施 48

第八部分性能评估方法体系 56

第一部分极地气候特征分析

关键词

关键要点

极地气候的温度特征

1.极地地区年平均气温极低，通常低于0℃，部分区域甚至在-30℃以下，季节性温差显著，冬季漫长且严寒，夏季短暂且凉爽。

2.极地气候呈现明显的日变化和年际波动，极端低温记录可达-70℃以上，而极端高温仅略高于0℃。

3.全球气候变暖导致极地升温速度高于其他地区，例如北极地区的平均气温每十年上升约0.4℃，影响建筑能耗和通风设计。

极地气候的风力特征

1.极地地区风力强劲且稳定，风速常年超过15m/s的区域广泛分布，尤其在沿海和开阔地带，风寒效应显著。

2.季节性风场变化明显，冬季盛行西北风，夏季转为东南风，主导风向的稳定性为自然通风设计提供有利条件。

3.高层建筑和结构需考虑风压载荷，同时利用风压差优化通风系统效率，例如通过风冷塔实现被动降温。

极地气候的降水与湿度特征

1.极地降水以降雪为主，年降水量普遍低于500mm，但雪深可达数米，积雪对建筑通风口和结构造成压力。

2.空气湿度极低，相对湿度常年低于50%，冬季可达20%以下，有利于减少霉菌滋生但需关注人体舒适度。

3.雪的融化周期和融雪水管理对建筑能耗有直接影响，被动式融雪系统结合自然通风可降低加热负荷。

极地气候的日照特征

1.极地地区存在极昼和极夜现象，夏季日照时长达24小时，冬季则完全无日照，对建筑采光和通风策略提出特殊要求。

2.太阳辐射强度低且角度倾斜，冬季有效辐射不足，需结合被动式采光设计（如天窗）提升室内热环境。

3.日照变化影响室内温度波动，通风系统需具备动态调节能力，以平衡热量交换和照明需求。

极地气候的能见度特征

1.极地地区空气洁净度高，能见度通常优于2km，但冬季雾霾和沙尘暴偶发，需考虑通风系统的防尘除霾设计。

2.雾霾和沙尘会降低自然通风效率，建筑需结合高效过滤系统（如HEPA滤网）确保室内空气质量。

3.光化学烟雾等二次污染风险较低，但长期紫外线暴露需通过通风系统控制室内光照强度。

极地气候的冰冻特征

1.极地地区温度常年低于冰点，通风系统需防冻设计，避免管路结冰导致堵塞或结构损坏。

2.冰层厚度和冻胀压力对建筑基础和墙体材料提出严苛要求，需采用抗冻材料（如保温混凝土）。

3.被动式通风系统（如冰层通风）利用冰的相变效应调节热量传递，降低机械通风能耗。

#极地气候特征分析

1.概述

极地气候是指地球南北两极及其附近地区的气候特征，主要包括南极洲和北极地区。极地气候具有极端、严酷、变化剧烈等特点，对建筑物的设计、建造和运行提出了特殊要求。本文将从温度、降水、风、日照、湿度等多个方面对极地气候特征进行分析，为极地建筑的自然通风设计提供科学依据。

2.温度特征

极地地区的温度特征最为显著，是极地气候的核心要素之一。南极洲的年平均气温约为-18°C，最低可达-89°C（1983年7月21日，沃斯托克站记录）；北极地区的年平均气温约为-12°C，最低可达-52°C（1968年1月22日，上扬斯克记录）。

#2.1年温度变化

极地地区的年温度变化呈现明显的双峰型特征。冬季漫长而严寒，夏季短暂而凉爽。南极洲的冬季长达6个月，气温持续低于-20°C；夏季仅为期约3个月，气温最高可达0°C左右。北极地区的冬季也较长，约4-5个月，气温通常低于-10°C；夏季较短，约2个月，气温最高可达10°C以上。

#2.2日温度变化

极地地区的日温度变化同样剧烈。由于日照角度低，太阳辐射弱，白天温度变化较小；而夜间无日照，散热迅速，导致夜间温度急剧下降。例如，南极洲的德雷克海峡地区，夏季白天温度变化范围通常在-5°C至5°C之间，而夜间温度可骤降至-20°C以下。北极地区的日温度变化也较为剧烈，夏季白天温度变化范围约在0°C至10°C之间，夜间温度可降至-15°C以下。

#2.3温度极差

极地地区的温度极差是全球最大的地区之一。南极洲的年温差可达30°C以上，而北极地区的年温差可达25°C左右。这种剧烈的温度变化对建筑物的结构、材料性能以及自然通风系统提