审核专家：罗会仟
中国科学院物理研究所副研究员
有没有小伙伴也和小编一样，每次在天台上看风景的时候，注意力都会被房顶上那些不停旋转的金属球吸引。是不是大家也都对这些频繁出没在天台，或是厂房顶上的金属大圆球感到好奇呢？这些圆圆滚滚的家伙到底是用来做什么的，它们又为什么总是在屋顶上出现呢？
今天，就由小编带大家一起来了解一下这些小东西的前世今生。
无动力风帽
实不相瞒，因为这些东西总是在房顶上“滚动”，之前小编就一直把它们叫做“银滚球”。关于它们的真实姓名也是前几天才刚从工人师傅那里了解到，原来这些家伙的名字叫“无动力风帽”，也叫做球形通风器。之所以称为“无动力”，并不是因为它们一点动力都不需要，而是说它们不需要额外的电能，只靠自然风就足以驱动。
安装在房屋顶部的无动力风帽
来源 | 搜狐网站
那么，它们是用来干什么呢？简单来说，无动力风帽就是通过自身的旋转来加速房屋内外的空气流通的装置。
无动力风帽的结构
接下来，让我们一起去了解一下，它们圆圆的外表下究竟藏着什么样的内部结构。
首先，无动力风帽主要是由风叶，风脖，内部的支架，轴承四个部分组合而成的。我们所看到的那一圈弧形风叶，是根据空气动力学的原理，经过周密的科学计算得到的结果。它不仅可以使风帽在工作的时候不会受到雨水的侵入，还可以大大提高排风效率。可以说，风叶是整个风帽最重要的组成部分。
风帽内部结构
来源 | 知乎@无动力风帽
风帽圆圆的外表内部有不小的空间，里面藏着两个支架。其中，上面那个支架为铝支架，下面那个支架为尼龙支架。它们主要起到支撑作用，很好地提高了风帽整体的机械强度和柔韧性。
制作风帽用到的不锈钢材料让我们不需要再考虑风帽会受到腐蚀的问题。同时，不锈钢材质也大大提高了风帽的机械强度，保证风帽可持续稳定工作。
总之，经过专家精密设计后的风帽不仅可以防水、防火、防爆、防倒风，还能有效避免异物掉进装置中，这就大大提高了风帽的使用寿命。
无动力风帽是怎么工作的
了解完内部结构之后，另一个问题又出现在了我们面前。这个结构上看似简单的风帽又是如何工作的呢？
小编自作主张地认为大家应该都见过烟囱，或许也都在厨房里面见过抽油烟机。其实，无动力风帽与抽油烟机和烟囱的原理都有相似之处，它们本质上都是通过室内外气体压力差来实现内外气体的交换。
厨房里的抽油烟机
来源 | 知乎@直男什么值得买
如果室外有自然风存在时，风帽可以在风力的推动下旋转，旋转过程中的离心作用可以降低其周围的气压，形成负压区，即风帽内气压低于室内气压。由于压力差的存在，室内平行方向流动的空气会部分转变为由下向上垂直方向流动的空气，从而将屋内不新鲜的空气抽到室外。
至于抽气的速率，则主要依赖于自然风的大小。这种情况下，风帽的工作原理与抽油烟机类似，区别在于抽油烟机是通过消耗电能来推动内部风机旋转，进而形成负压区。
高耸的烟囱
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如果室外没有水平风，仅仅依靠室内空气温度比室外空气温度高而形成的热上升气流（与烟囱的原理类似）也可以推动风帽旋转，而此时由旋转产生的离心作用又会形成负压区，进一步加快上升气流的流速，从而加速室内外空气流通。
小小风帽，好处多多
从环保角度来讲，风帽在运行过程中不会产生任何污染，发出噪音也非常小，属于环保实用型产品。它还能改善用户家庭光照环境，安装在屋顶上的风帽可以通过扇叶之间的缝隙进行采光，明亮的家庭环境也可以改善我们一天的心情。
从经济角度来讲，它不用电，不消耗能源就能自动排除房间中的余热，改善房间内的温度及卫生条件，一次安装不需维护，减少了安装成本和电费。
从安全角度来讲，风帽还能在特殊情况下保障用户的人身安全。如果楼道或是公共区域发生了火灾事故，这个通风设备就能加快内部烟尘气体的排出，从而给遇险者带来更充足的逃生空间，减少事故引起的损失。
环保、经济的无动力风帽
来源 | 知乎@宅宅装修驿站
总而言之，无动力风帽作为一种通风设施，是楼房烟道排烟、防雨、对流空气最好的选择之一。特别是风帽自身固有的高性价比，使得风帽在与其他产品的角逐中脱颖而出。目前，已经有越来越多的无动力风帽应用到了民宅的建设中，或许未来它会成为更多房屋和建筑物的选择。
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来源：数字北京科学中心
编辑：小范
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