2020年5月5日
在绿色建筑设计中，太阳能烟囱是必不可少的，它可以削减高达50%的能源成本。现在研究表明，它们也可以在建筑火灾中帮助拯救生命。
当发生火灾时，太阳能烟囱有助于控制温度。模型显示有太阳能烟囱(顶部)的温度为16分钟，没有太阳能烟囱(底部)的温度为3分钟。
在世界上首次，研究人员设计了一个太阳能烟囱优化节能和消防安全，作为澳大利亚墨尔本新建筑的可持续特点的一部分。
模型显示，特殊设计的太阳能烟囱从根本上增加了人们在火灾期间逃离建筑物的时间——将安全疏散时间从大约2分钟延长到14分钟以上。
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RMIT大学的太阳能烟囱如何提高消防安全
太阳能烟囱是一种被动式太阳能加热和冷却系统，利用自然通风来调节建筑物的温度。
据估计，全球19%的能源用于建筑的供暖、通风和制冷*，将太阳能烟囱集成到新建筑中，并对现有结构进行改造，为降低这一巨大的环境成本提供了巨大的潜力。
在皇家墨尔本理工大学和金斯顿市合作的新项目中，研究人员设计了一个太阳能烟囱，以最大限度地提高其在火灾时通风和吸烟的效率。
皇家墨尔本理工学院(RMIT)的龙施(Long Shi)博士表示，太阳能烟囱已经获得了良好的环境认证，但它们改善消防安全的潜力还没有被开发出来。
“在争分夺秒的紧急情况下，给人们更多的时间安全逃离是至关重要的，”澳大利亚研究理事会DECRA研究员Shi说。
“我们的研究表明，太阳能烟囱对人类安全和环境都有巨大的好处。
“实现两项重要功能可以提高这种可持续技术本已很强的成本效益。
“我们希望我们的发现能激发澳大利亚乃至全世界对太阳能烟囱的更多投资和发展。”
金斯顿市市长乔治娜·奥克斯利(Georgina Oxley)表示，市议会很高兴能成为这个开创性项目的一部分。
“在我们的建筑设计中创造新的和创新的方法来减少能源消耗是委员会的优先事项，”奥克斯利说。
”的太阳能烟囱安装在新的先进的Mentone储备馆不仅使我们能够利用清洁绿色能源加热和冷却建筑物,帮助委员会实现其环境目标,但也有可能发生火灾中拯救生命。这是一个真正了不起的设计。”
虽然对安全疏散时间增加6倍的计算是针对新建筑的，但皇家墨尔本理工学院工程学院的研究小组之前的研究证实，太阳能烟囱可以成功实现通风和排烟两种功能。
热空气上升:太阳能烟囱的工作原理
太阳能烟囱背后的被动式设计方法是基于众所周知的热空气总是上升的原理。
现代的太阳能烟囱通常有一面玻璃墙，旁边的墙被漆成黑色，以最大限度地吸收太阳辐射。顶部和底部的通风口控制进出烟囱的气流，用于加热或冷却。
当太阳温暖烟囱时，烟囱内的空气也会随之升温。
热空气上升，从烟囱顶部排出，烟囱底部吸收更多的空气，推动通风，自然冷却建筑。
当外面很冷的时候，可以关闭烟囱，把吸收的热量引回建筑物，保持温暖。
这是一个巧妙而简单的概念，翻新相对便宜，而且几乎不增加新建筑的额外成本，但可以降低能源消耗。
减少烟雾，提高安全性
在火灾发生时，同样的原理——热空气上升——使太阳能烟囱能够将烟吸出建筑物。
更少的烟雾意味着更好的能见度、更低的温度和更少的一氧化碳——所有这些都有助于增加人们安全疏散的时间。
Shi说，为了准确了解太阳能烟囱能够为特定建筑提供多少疏散时间，你需要为准确的设计建模。
“不同的建筑会有所不同，但我们知道，任何额外的时间都是宝贵的，可以提高消防安全，最终有助于拯救生命。”他说。
这项新研究为在实际建筑中优化太阳能烟囱的设计和工程提供了技术指导，以扩展它们在两个功能上的应用。
的研究,太阳能烟囱在建筑节能和防火双重作用下的实例研究，合著者Anthony Ziem, Jie Li, Kevin Zhang教授和Sujeeva Setunge教授，发表于能源和建筑(DOI: 10.1016 / j.enbuild.2020.110016)．
*美国能源部，建筑能源数据手册，2012
来源:https://www.rmit.edu.au/