世界首創「超節能」太陽能煙囪設計能在火災中救人命

太陽能煙囪是綠色建築設計中必不可少的部分,它可以將能源成本減少高達50%,現在研究發現,它還可以在建築物火災中救人命。這是世界首創的發明,研究人員設計了一種針對優化節能和防火安全的太陽能煙囪,作為澳洲墨爾本新建築永續發展功能的一部分。模型顯示,太陽能煙囪的獨特設計增加了人們在火災中逃離建築物的時間,並將安全疏散時間從大約2分鐘延長到14分鐘以上。太陽能煙囪是一種被動的太陽能加熱和冷卻系統,它利用自然通風來調節建築物的溫度。據估計,全球19%的能源都用在建築物的暖氣、通風和降溫上,將太陽能煙囪整合到新建築物中並翻新現有結構,在降低這種巨大的環境成本上具有龐大的潛力。

皇家墨爾本理工大學和金斯頓市政府合作的新計畫中,研究人員設計了一個太陽能煙囪,以最大程度提高它的通風效率,並在發生火災時從建築物中將濃煙抽離。研究員Long Shi博士表示,太陽能煙囪在保護環境上已經建立了良好的名聲,但它改善消防安全性的潛力之前並沒有被研究。

Shi表示:「在緊急情況下,給人們更多的時間安全逃生是至關重要的。 我們的研究展現,太陽能煙囪可為人們的安全和環境帶來巨大的好處。達成這兩項重要的功能可以提高這種永續技術已經很強大的成本效益。我們希望這發現能激發澳洲和全世界太陽能煙囪的更多投資和開發。」

金斯頓市長Georgina Oxley表示,市議會很高興能參與這開創性的計畫,「在建築設計中創造減少耗能的新穎創新方法是市議會的首要任務。 在最新與最先進的運動場館Mentone Reserve Pavilion中安裝的太陽能煙囪不僅使我們能夠利用潔淨的綠色能源為建築物供熱和降溫,幫助市議會實現它的環境目標,而且還具有發生火災時挽救生命的潛力。 這是一個真正出色的設計。」

雖然新建築的安全疏散時間增加6倍是在這新建築中,但皇家墨爾本理工大學工程學院團隊的先前研究已經證實,太陽能煙囪可以成功實現通風和排煙這兩種功能。太陽能煙囪的被動設計方法來自一個簡單的原理,那就是熱空氣會上升。現代的太陽能煙囪通常會有一個玻璃牆在漆成黑色的牆旁邊,為了最有效地吸收太陽輻射。 頂部和底部的通風孔控制煙囪進出的氣流,以進行加熱或冷卻。當太陽溫暖煙囪時,它會加熱其中的空氣。 熱空氣上升,然後從煙囪的頂部排出,然後從底部引進更多的空氣,從而推動建築物的通風以自然地將它冷卻。當外面很冷時,可以關閉煙囪,將吸收的熱量引導回建築物中並使它保持溫暖。這是一個非常簡單的概念,翻新成本相對較低,並且幾乎不增加新建築物的額外成本,但可以降低耗能。

發生火災時,相同的原理(熱空氣上升)使太陽能煙囪能夠將農煙從建築物中吸出。更少的煙霧表示更好的能見度,更低的溫度和更少的一氧化碳,所有這些都有助於增加人們安全撤離的時間。

Shi表示,要確切了解太陽能煙囪可以為特定建築物提供多少疏散時間,需要為特定的設計建模,「每棟建築物會有所不同,但是我們知道任何額外的時間都是寶貴的,而且可以改善消防安全,最終可以挽救生命。」

這項新研究為優化實際建築中的太陽能煙囪設計和工程提供了技術指南,以擴大它在這兩項功能中的應用。

參考資料: Energy and Buildings

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