资源描述
1第六章第六章 通风与气流组织通风与气流组织1第六章第六章 通通风风与气流与气流组织组织2气流气流组织对室内室内环境境质量的意量的意义B 气流气流气流气流组织组织的定的定的定的定义义JJ 狭狭狭狭义义：机械通：机械通：机械通：机械通风风的送回的送回的送回的送回风风的搭配形式的搭配形式的搭配形式的搭配形式JJ 广广广广义义：一定的送：一定的送：一定的送：一定的送风风口形式和送口形式和送口形式和送口形式和送风风参数所参数所参数所参数所带带来的来的来的来的室内气流分布室内气流分布室内气流分布室内气流分布(Air Distribution)(Air Distribution)送送送送风风参数：参数：参数：参数：风风量、量、量、量、风风速的大小和方向以及速的大小和方向以及速的大小和方向以及速的大小和方向以及风风温、温、温、温、湿度、湿度、湿度、湿度、污污染物染物染物染物浓浓度等度等度等度等 B 气流气流气流气流组织组织的重要性：的重要性：的重要性：的重要性：JJ 保保保保证证室内室内室内室内热热湿湿湿湿环环境和保境和保境和保境和保证证空气品空气品空气品空气品质质 2气流气流组织对组织对室内室内环环境境质质量的意量的意义义 气流气流组织组织的定的定义义3本章内容本章内容B 通通风（空（空调）的目的与方法）的目的与方法 B 室内气流分布的描述参数室内气流分布的描述参数B 气流气流组织的的测量与量与计算方法算方法 3本章内容本章内容 通通风风（空（空调调）的目的与方法）的目的与方法 4通风（空调）的通风（空调）的目的与方法目的与方法4通通风风（空（空调调）的目的与方法）的目的与方法5通通风换气或空气气或空气调节采用稀采用稀释方法控制室内方法控制室内环境境B 通通通通风风JJ 基本考基本考基本考基本考虑单虑单一参数控制，如温度，一参数控制，如温度，一参数控制，如温度，一参数控制，如温度，污污染物染物染物染物浓浓度等度等度等度等B 空气空气空气空气调节调节JJ 多参数控制：多参数控制：多参数控制：多参数控制：调节调节温度、湿度、流速、温度、湿度、流速、温度、湿度、流速、温度、湿度、流速、洁净洁净度、度、度、度、空气成分、气味等空气成分、气味等空气成分、气味等空气成分、气味等JJ 污污染染染染严严重：直流式系重：直流式系重：直流式系重：直流式系统统（即机械通（即机械通（即机械通（即机械通风风系系系系统统）JJ 污污染不很染不很染不很染不很严严重：部分回重：部分回重：部分回重：部分回风风系系系系统统5通通风换风换气或空气气或空气调节调节采用稀采用稀释释方法控制室内方法控制室内环环境境 通通风风6通通风的方式的方式BB 自然通自然通自然通自然通风风JJ 利用自然的手段（利用自然的手段（利用自然的手段（利用自然的手段（热压热压、风压风压等）来促使空气流等）来促使空气流等）来促使空气流等）来促使空气流动动而而而而进进行的通行的通行的通行的通风换风换气方式气方式气方式气方式 JJ 特点特点特点特点不消耗不消耗不消耗不消耗动动力或消耗很少的力或消耗很少的力或消耗很少的力或消耗很少的动动力，力，力，力，节节能能能能可以用充足的新可以用充足的新可以用充足的新可以用充足的新鲜鲜空气保空气保空气保空气保证证室内的空气品室内的空气品室内的空气品室内的空气品质质受建筑受建筑受建筑受建筑设计设计和气候条件限制，和气候条件限制，和气候条件限制，和气候条件限制，难难以控制以控制以控制以控制BB 机械通机械通机械通机械通风风JJ利用机械手段（利用机械手段（利用机械手段（利用机械手段（风风机、机、机、机、风风扇等）扇等）扇等）扇等）产产生生生生压压力差来力差来力差来力差来实现实现空气流空气流空气流空气流动动的的的的方式方式方式方式JJ 特点特点特点特点可控制性可控制性可控制性可控制性强强。可通。可通。可通。可通过调过调整整整整风风口、口、口、口、风风量等控制室内气流分布量等控制室内气流分布量等控制室内气流分布量等控制室内气流分布需要消耗需要消耗需要消耗需要消耗 能源能源能源能源 初投初投初投初投资资和运行和运行和运行和运行费费都比都比都比都比较较高高高高6通通风风的方式的方式 自然通自然通风风7BB 基本原理：只要建筑开口两基本原理：只要建筑开口两基本原理：只要建筑开口两基本原理：只要建筑开口两侧侧存在存在存在存在压压力差力差力差力差 P P，就会，就会，就会，就会有空气流有空气流有空气流有空气流过过开口。流开口。流开口。流开口。流过过的的的的风风速速速速为为：BB驱动驱动力力力力压压差差差差JJ热压热压：温差引起的空气密度差：温差引起的空气密度差：温差引起的空气密度差：温差引起的空气密度差导导致建筑开口内外的致建筑开口内外的致建筑开口内外的致建筑开口内外的压压差差差差JJ风压风压：室外：室外：室外：室外绕绕流引起建筑周流引起建筑周流引起建筑周流引起建筑周围压围压力分布的不同形成开口力分布的不同形成开口力分布的不同形成开口力分布的不同形成开口处处的的的的压压差差差差BB自然通自然通自然通自然通风风的分的分的分的分类类JJ 热压热压通通通通风风JJ 风压风压通通通通风风JJ 风压风压和和和和热压热压的的的的联联合作用下的自然通合作用下的自然通合作用下的自然通合作用下的自然通风风自然通自然通风 P P7 基本原理：只要建筑开口两基本原理：只要建筑开口两侧侧存在存在压压力差力差 P，就会有空气流，就会有空气流过过8热压通通风h h w w n nb ba a8热压热压通通风风h w nba9热压通通风的基本概念的基本概念余压余压余压余压9热压热压通通风风的基本概念余的基本概念余压压10多多层建筑的建筑的热压引起的引起的自然通自然通风余压余压余压余压10多多层层建筑的建筑的热压热压引起的自然通引起的自然通风风余余压压11风压作用作用下的自然下的自然通通风11风压风压作用下的自然通作用下的自然通风风12风压作用下的自然通作用下的自然通风P Pf f 往往采用往往采用往往采用往往采用CFDCFD或风洞模型实验的或风洞模型实验的或风洞模型实验的或风洞模型实验的方法求取方法求取方法求取方法求取KK值。值。值。值。风压系数风压系数风压系数风压系数12风压风压作用下的自然通作用下的自然通风风Pf 往往采用往往采用CFD或或13风洞模型洞模型实验13风风洞模型洞模型实验实验14风压和和热压的的联合作用下的合作用下的自然通自然通风14风压风压和和热压热压的的联联合作用下的自然通合作用下的自然通风风15常常见的自然通的自然通风的形式的形式中庭通风中庭通风中庭通风中庭通风风井通风风井通风风井通风风井通风单面通风单面通风单面通风单面通风穿堂风穿堂风穿堂风穿堂风Cross ventilationCross ventilation15常常见见的自然通的自然通风风的形式中庭通的形式中庭通风风风风井通井通风单风单面通面通风风穿堂穿堂风风16机械通机械通风气流气流组织形式形式B 混合通混合通混合通混合通风风JJ追求均匀的室内追求均匀的室内追求均匀的室内追求均匀的室内环环境境境境JJ 混合后的空气可能已被混合后的空气可能已被混合后的空气可能已被混合后的空气可能已被污污染染染染B 置置置置换换通通通通风风JJ 保保保保证证人人人人员员呼吸区的呼吸区的呼吸区的呼吸区的环环境要求境要求境要求境要求JJ 下送下送下送下送风风，新，新，新，新鲜鲜气流先送入工作区气流先送入工作区气流先送入工作区气流先送入工作区B 个性化送个性化送个性化送个性化送风风JJ满满足不同个体的特殊性要求足不同个体的特殊性要求足不同个体的特殊性要求足不同个体的特殊性要求JJ 工位送工位送工位送工位送风风，独立可，独立可，独立可，独立可调调16机械通机械通风风气流气流组织组织形式形式 混合通混合通风风17机械通机械通风的气流的气流组织形式形式BB三种典型的送风形式三种典型的送风形式三种典型的送风形式三种典型的送风形式JJ混合通风混合通风混合通风混合通风JJ置换通风置换通风置换通风置换通风JJ个性化送风个性化送风个性化送风个性化送风17机械通机械通风风的气流的气流组织组织形式三种典型的送形式三种典型的送风风形式形式18混合通混合通风的气流形式的气流形式上送上回上送上回上送上回上送上回上送下回上送下回上送下回上送下回下送下回下送下回下送下回下送下回侧送上下回侧送上下回侧送上下回侧送上下回18混合通混合通风风的气流形式上送上回上送下回下送下回的气流形式上送上回上送下回下送下回侧侧送上下回送上下回19室内气流分布的描室内气流分布的描述参数述参数一.一.通风量通风量通风量通风量二.二.气流分布与室内环境气流分布与室内环境气流分布与室内环境气流分布与室内环境三.三.空气龄及其他空气龄及其他空气龄及其他空气龄及其他19室内气流分布的描述参数通室内气流分布的描述参数通风风量量20通通风量与量与 IAQIAQ的关系的关系室内气流分布的描述参数通风量室内气流分布的描述参数通风量室内气流分布的描述参数通风量室内气流分布的描述参数通风量20通通风风量与量与 IAQ的关系室内气流分布的描述参数通的关系室内气流分布的描述参数通风风量量21通通风量与量与 IAQIAQ的关系的关系B 美国美国美国美国(欧洲欧洲欧洲欧洲)对对对对学校，学校，学校，学校，办办办办公室的最新研究表明新公室的最新研究表明新公室的最新研究表明新公室的最新研究表明新风风风风量与量与量与量与SBSSBS之之之之间间间间有着一定的关系，当新有着一定的关系，当新有着一定的关系，当新有着一定的关系，当新风风风风量小量小量小量小于于于于36 36 mm3 3/h/h人人人人时时时时，SBS SBS 问题变问题变问题变问题变得得得得显显显显著。著。著。著。B 关于人体代关于人体代关于人体代关于人体代谢污谢污谢污谢污染的染的染的染的问题问题问题问题，第一印象，第一印象，第一印象，第一印象 (First(First Impres sion)Impres sion)使使使使 80%80%的人能的人能的人能的人能够满够满够满够满意的最小新意的最小新意的最小新意的最小新风风风风量是量是量是量是 27 27 mm3 3/h/h人，人，人，人，对对对对于已适于已适于已适于已适应应应应了室内了室内了室内了室内环环环环境的境的境的境的 90%90%的人能的人能的人能的人能够满够满够满够满足的最小新足的最小新足的最小新足的最小新风风风风量只需量只需量只需量只需 9 9 mm3 3/h/h人人人人。室内气流分布的描述参数通风量室内气流分布的描述参数通风量室内气流分布的描述参数通风量室内气流分布的描述参数通风量21通通风风量与量与 IAQ的关系的关系 美国美国(欧洲欧洲)对对学校，学校，办办公室的最新公室的最新22新新风通通风换气量气量常用民用建筑新风量范围常用民用建筑新风量范围常用民用建筑新风量范围常用民用建筑新风量范围以坐为主、少吸烟、久逗留场所以坐为主、少吸烟、久逗留场所以坐为主、少吸烟、久逗留场所以坐为主、少吸烟、久逗留场所室内气流分布的描述参数通风量室内气流分布的描述参数通风量室内气流分布的描述参数通风量室内气流分布的描述参数通风量 实际上，人体在静坐至重劳动状态，肺通气量为：实际上，人体在静坐至重劳动状态，肺通气量为：实际上，人体在静坐至重劳动状态，肺通气量为：实际上，人体在静坐至重劳动状态，肺通气量为：11.680.4 L/min11.680.4 L/min11.680.4 L/min11.680.4 L/min人，即人，即人，即人，即0.7 4.8 m0.7 4.8 m0.7 4.8 m0.7 4.8 m3 3 3 3/h/h/h/h人人人人 (实际为一半实际为一半实际为一半实际为一半)22新新风风通通风换风换气量常用民用建筑新气量常用民用建筑新风风量范量范围围室内气流分布的描述参室内气流分布的描述参23新新风通通风换气量气量B 决定因素决定因素决定因素决定因素JJ 室内室内室内室内污污染物允染物允染物允染物允许浓许浓度度度度JJ 室外室外室外室外污污染物染物染物染物浓浓度度度度JJ 室内室内室内室内污污染物染物染物染物发发生量：生量：生量：生量：发发生量已知否？生量已知否？生量已知否？生量已知否？B 室内室内室内室内污污染物染物染物染物产产生生生生对换对换气量的要求气量的要求气量的要求气量的要求JJ 人体代人体代人体代人体代谢谢生物生物生物生物污污染：以染：以染：以染：以COCO2 2浓浓度或臭气度或臭气度或臭气度或臭气强强度指数度指数度指数度指数为为指指指指标标确定确定确定确定换换气量气量气量气量JJ 消除烟臭的要求根据吸烟量确定消除烟臭的要求根据吸烟量确定消除烟臭的要求根据吸烟量确定消除烟臭的要求根据吸烟量确定JJ 污污染物染物染物染物发发生量：生量：生量：生量：VOCVOC等微量等微量等微量等微量产产生的生的生的生的污污染染染染难难以以以以监测监测，通通通通风风量的确定仍然是需要研究的量的确定仍然是需要研究的量的确定仍然是需要研究的量的确定仍然是需要研究的问题问题。室内气流分布的描述参数通风量室内气流分布的描述参数通风量室内气流分布的描述参数通风量室内气流分布的描述参数通风量23新新风风通通风换风换气量气量 决定因素室内气流分布的描述参数通决定因素室内气流分布的描述参数通风风量量24气流分布与室内气流分布与室内环境的关系境的关系BB总总新新新新风风量量量量满满足要求足要求足要求足要求 ，是否意味着，是否意味着，是否意味着，是否意味着IAQIAQ一定一定一定一定满满足要求足要求足要求足要求？JJ向室内引入的新向室内引入的新向室内引入的新向室内引入的新风风风风是否都是否都是否都是否都进进进进入了呼吸区？入了呼吸区？入了呼吸区？入了呼吸区？JJ室内空气更新的快慢如何？室内空气更新的快慢如何？室内空气更新的快慢如何？室内空气更新的快慢如何？JJ室内室内室内室内污污污污染物被染物被染物被染物被转转转转移出去的移出去的移出去的移出去的速度速度速度速度如何？如何？如何？如何？JJ室内空气参数分布是否室内空气参数分布是否室内空气参数分布是否室内空气参数分布是否满满足要求？足要求？足要求？足要求？BB气流组织包含的内容气流组织包含的内容气流组织包含的内容气流组织包含的内容JJ风速分布（风速场或风速分布（风速场或风速分布（风速场或风速分布（风速场或流场）流场）流场）流场）JJ温度分布（温度场）温度分布（温度场）温度分布（温度场）温度分布（温度场）JJ湿度分布（湿度场）湿度分布（湿度场）湿度分布（湿度场）湿度分布（湿度场）JJ污染物浓度分布（污污染物浓度分布（污污染物浓度分布（污污染物浓度分布（污染物浓度场，染物浓度场，染物浓度场，染物浓度场，IAQIAQIAQIAQ）室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境24气流分布与室内气流分布与室内环环境的关系境的关系总总新新风风量量满满足要求足要求，是否意味着，是否意味着I25气流分布气流分布(气流气流组织)评价的方法价的方法BB通通通通风风气流气流气流气流组织评组织评价的三价的三价的三价的三类类参数参数参数参数JJ描述送描述送描述送描述送风风有效性的参数，主要反映送有效性的参数，主要反映送有效性的参数，主要反映送有效性的参数，主要反映送风风能否有效到达考察能否有效到达考察能否有效到达考察能否有效到达考察区域以及到达区域以及到达区域以及到达区域以及到达该该区域的空气新区域的空气新区域的空气新区域的空气新鲜鲜程度，如：程度，如：程度，如：程度，如：空气空气空气空气龄龄、换换气气气气效率、送效率、送效率、送效率、送风风可及性可及性可及性可及性JJ描述描述描述描述污污染物排除有效性的参数，主要反映染物排除有效性的参数，主要反映染物排除有效性的参数，主要反映染物排除有效性的参数，主要反映污污染物到达考察染物到达考察染物到达考察染物到达考察区域的程度以及到达区域的程度以及到达区域的程度以及到达区域的程度以及到达该该区域所需要的区域所需要的区域所需要的区域所需要的时间时间，如：，如：，如：，如：污污染物含染物含染物含染物含量和排空量和排空量和排空量和排空时间时间 、排排排排污污效率与余效率与余效率与余效率与余热热排除效率排除效率排除效率排除效率 、污污染物年染物年染物年染物年龄龄 、污污染源可及性染源可及性染源可及性染源可及性 JJ与与与与热热舒适关系密切的有关参数，如：舒适关系密切的有关参数，如：舒适关系密切的有关参数，如：舒适关系密切的有关参数，如：不均匀系数不均匀系数不均匀系数不均匀系数 、空气、空气、空气、空气扩扩散性能指散性能指散性能指散性能指标标(ADPI)(ADPI)BB如果室内空气充分混合，那么就可以用一个集如果室内空气充分混合，那么就可以用一个集如果室内空气充分混合，那么就可以用一个集如果室内空气充分混合，那么就可以用一个集总总的的的的参数参数参数参数对对房房房房间间的通的通的通的通风风效果效果效果效果进进行行行行总总体体体体评评价价价价室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境25气流分布气流分布(气流气流组织组织)评评价的方法通价的方法通风风气流气流组织评组织评价的三价的三类类参数参数26B两种典型的理想气流分布两种典型的理想气流分布两种典型的理想气流分布两种典型的理想气流分布JJ 均匀混合：气流充分混合，各均匀混合：气流充分混合，各均匀混合：气流充分混合，各均匀混合：气流充分混合，各处处参数完全一参数完全一参数完全一参数完全一样样JJ 活塞流活塞流活塞流活塞流动动B 实际实际情况都不是均匀混合和活塞流情况都不是均匀混合和活塞流情况都不是均匀混合和活塞流情况都不是均匀混合和活塞流动动，而要，而要，而要，而要复复复复杂杂得多得多得多得多理想的气流分布形式理想的气流分布形式室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境26两种典型的理想气流分布理想的气流分布形式室内气流分布的描两种典型的理想气流分布理想的气流分布形式室内气流分布的描27全面通全面通风的基本微分方程式的基本微分方程式（均匀混合均匀混合时的稀的稀释方程方程）B QC QC QC QCS S S S d d d d +M d+M d+M d+M d -Q C d -Q C d -Q C d -Q C d =VdC=VdC=VdC=VdCB 在通风量在通风量在通风量在通风量Q Q Q Q一定、室内初始浓度为一定、室内初始浓度为一定、室内初始浓度为一定、室内初始浓度为C C C C1 1 1 1的时候，的时候，的时候，的时候，求求求求C C C C2 2 2 2与通风时间的关系：与通风时间的关系：与通风时间的关系：与通风时间的关系：B 稳定状态的关系式：稳定状态的关系式：稳定状态的关系式：稳定状态的关系式：MMQQ，C Cs sC CV VC C室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境或或或或27全面通全面通风风的基本微分方程式（均匀混合的基本微分方程式（均匀混合时时的稀的稀释释方程）方程）QC28活塞流活塞流动时的室内参数的室内参数B由源强度和由源强度和由源强度和由源强度和房间名义时间常数房间名义时间常数房间名义时间常数房间名义时间常数(换气次数的换气次数的换气次数的换气次数的倒数倒数倒数倒数)确定确定确定确定JJ 房间的温度、湿度和污染物浓度在经过源之前房间的温度、湿度和污染物浓度在经过源之前房间的温度、湿度和污染物浓度在经过源之前房间的温度、湿度和污染物浓度在经过源之前等于送风参数等于送风参数等于送风参数等于送风参数JJ 经过源之后等于均匀混合后的参数经过源之后等于均匀混合后的参数经过源之后等于均匀混合后的参数经过源之后等于均匀混合后的参数室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境室内气流分布的描述参数气流分布与室内环境28活塞流活塞流动时动时的室内参数由源的室内参数由源强强度和房度和房间间名名义时间义时间常数常数(换换气次数气次数29室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他空气空气龄 Air ageAir ageBB 最早于最早于最早于最早于20202020世纪世纪世纪世纪80808080年代由年代由年代由年代由SandbergSandbergSandbergSandberg提出。空气龄是提出。空气龄是提出。空气龄是提出。空气龄是指送风到达房间某点的时间。指送风到达房间某点的时间。指送风到达房间某点的时间。指送风到达房间某点的时间。BB 某点的空气龄越小，说明该点的空气越新鲜，空某点的空气龄越小，说明该点的空气越新鲜，空某点的空气龄越小，说明该点的空气越新鲜，空某点的空气龄越小，说明该点的空气越新鲜，空气品质就越好。气品质就越好。气品质就越好。气品质就越好。BB 如果某点的空气年龄为如果某点的空气年龄为如果某点的空气年龄为如果某点的空气年龄为 的空气微团在某点空气中的空气微团在某点空气中的空气微团在某点空气中的空气微团在某点空气中所占的比例分布即概率分布所占的比例分布即概率分布所占的比例分布即概率分布所占的比例分布即概率分布f(f(f(f()，有，有，有，有BB累计分布函数累计分布函数累计分布函数累计分布函数 BB则某点的平均空气龄为则某点的平均空气龄为则某点的平均空气龄为则某点的平均空气龄为P P P P29室内气流分布的描述参数空气室内气流分布的描述参数空气龄龄与其他空气与其他空气龄龄 Air a30与空气与空气龄相关的两个参数相关的两个参数B残余时间残余时间残余时间残余时间(Residual lifetime)(Residual lifetime)(Residual lifetime)(Residual lifetime)JJ空气从当前位置到离开房间的时间空气从当前位置到离开房间的时间空气从当前位置到离开房间的时间空气从当前位置到离开房间的时间 rlrlrlrlB驻留时间驻留时间驻留时间驻留时间(Residence time)(Residence time)(Residence time)(Residence time)JJ空气离开房间时空气龄空气离开房间时空气龄空气离开房间时空气龄空气离开房间时空气龄 r r r r室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他也称作也称作也称作也称作“换气时间换气时间换气时间换气时间”置换室内全部现存置换室内全部现存置换室内全部现存置换室内全部现存空气的时间空气的时间空气的时间空气的时间 30与空气与空气龄龄相关的两个参数残余相关的两个参数残余时间时间(Residual lif31几几处典型的空气典型的空气龄BB 房间平均空气龄房间平均空气龄房间平均空气龄房间平均空气龄JJ 等于房间各点空气龄的体平均等于房间各点空气龄的体平均等于房间各点空气龄的体平均等于房间各点空气龄的体平均BB 典型流型的空气龄典型流型的空气龄典型流型的空气龄典型流型的空气龄JJ 活塞流：活塞流：活塞流：活塞流：p p p p e e e e/2/2/2/2 r r r r=e e e e=n n n nJJ 均匀混合流：均匀混合流：均匀混合流：均匀混合流：p p p p e e e e r r r r=2=2=2=2p p p p=2=2=2=2 e e e eBB非完全混合流：入口空气年龄最年轻，出口空气年非完全混合流：入口空气年龄最年轻，出口空气年非完全混合流：入口空气年龄最年轻，出口空气年非完全混合流：入口空气年龄最年轻，出口空气年龄最老。龄最老。龄最老。龄最老。P P P PC Ce e室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他 e e31几几处处典型的空气典型的空气龄龄 房房间间平均空气平均空气龄龄P PCe室内气流分布的室内气流分布的32换气效率气效率不涉及不涉及污染源的位置染源的位置B 理理理理论论上最短的上最短的上最短的上最短的换换气气气气时间时间是多少？是多少？是多少？是多少？JJ “理想活塞流理想活塞流理想活塞流理想活塞流”的的的的换换气效率最高，房气效率最高，房气效率最高，房气效率最高，房间间的平均的平均的平均的平均空气空气空气空气龄龄最小最小最小最小 B 换换气效率的定气效率的定气效率的定气效率的定义义JJ 实际实际通通通通风风条件下房条件下房条件下房条件下房间间平均空气平均空气平均空气平均空气龄龄与活塞流的平均与活塞流的平均与活塞流的平均与活塞流的平均空气空气空气空气龄龄的比的比的比的比值值倒数倒数倒数倒数为换为换气效率（气效率（气效率（气效率（11），反映了新），反映了新），反映了新），反映了新鲜鲜空气置空气置空气置空气置换换原有空气的快慢与活塞通原有空气的快慢与活塞通原有空气的快慢与活塞通原有空气的快慢与活塞通风风下置下置下置下置换换快快快快慢的比慢的比慢的比慢的比较较室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他32换换气效率不涉及气效率不涉及污污染源的位置染源的位置 理理论论上最短的上最短的换换气气时间时间是多少？是多少？33B 空间各点的换气效率的定义空间各点的换气效率的定义B 空间各点的换气效率可以大于空间各点的换气效率可以大于1 1，反，反映了新鲜空气替换原有空气的有效程映了新鲜空气替换原有空气的有效程度度换气效率气效率不涉及不涉及污染源的位置染源的位置室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他33 空空间间各点的各点的换换气效率的定气效率的定义换义换气效率不涉及气效率不涉及污污染源的位置室内染源的位置室内34常常见送回送回风形式的形式的换气效率气效率室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他34常常见见送回送回风风形式的形式的换换气效率室内气流分布的描述参数空气气效率室内气流分布的描述参数空气龄龄35一个对比的概念一个对比的概念一个对比的概念一个对比的概念排排污效率：效率：涉及涉及污染源的位置染源的位置BB排污效率排污效率排污效率排污效率JJ充分混合流充分混合流充分混合流充分混合流 1 1 1 1 JJ 活塞流活塞流活塞流活塞流 均匀污染源均匀污染源均匀污染源均匀污染源 2 2 2 2 如果污染源在出口呢如果污染源在出口呢如果污染源在出口呢如果污染源在出口呢？污染源在入口呢？污染源在入口呢？污染源在入口呢？污染源在入口呢？BB余热排除效率余热排除效率余热排除效率余热排除效率JJ用得热代替污染物，温度代用得热代替污染物，温度代用得热代替污染物，温度代用得热代替污染物，温度代替污染物浓度替污染物浓度替污染物浓度替污染物浓度平均排污效率平均排污效率平均排污效率平均排污效率局部排污效率局部排污效率局部排污效率局部排污效率P PC Ce e,t te eC Cs s,t ts s也称：通风效率也称：通风效率也称：通风效率也称：通风效率室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他35一个一个对对比的概念比的概念排排污污效率：涉及效率：涉及污污染源的位置排染源的位置排污污效率平均排效率平均排36送送风可及性可及性(清清华，2003)2003)Accessibility of Supply Air:ASAAccessibility of Supply Air:ASA BB 传统的气流组织评价指标，如空气龄和换气效率，传统的气流组织评价指标，如空气龄和换气效率，传统的气流组织评价指标，如空气龄和换气效率，传统的气流组织评价指标，如空气龄和换气效率，均反映的是稳态情况均反映的是稳态情况均反映的是稳态情况均反映的是稳态情况BB 需要反映送风在任意时刻到达室内各点的能力，考需要反映送风在任意时刻到达室内各点的能力，考需要反映送风在任意时刻到达室内各点的能力，考需要反映送风在任意时刻到达室内各点的能力，考虑有限时间内送风的有效性虑有限时间内送风的有效性虑有限时间内送风的有效性虑有限时间内送风的有效性BB 定义定义定义定义JJ在流场不变的条件下，假设某一送风口的空气含有浓度为在流场不变的条件下，假设某一送风口的空气含有浓度为在流场不变的条件下，假设某一送风口的空气含有浓度为在流场不变的条件下，假设某一送风口的空气含有浓度为C C C Cs,is,is,is,i的指示剂气体，房间内部无源，则该送风口在历时的指示剂气体，房间内部无源，则该送风口在历时的指示剂气体，房间内部无源，则该送风口在历时的指示剂气体，房间内部无源，则该送风口在历时T T T T后后后后对空间位置对空间位置对空间位置对空间位置i i i i的可及性为的可及性为的可及性为的可及性为室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他送风到达送风到达送风到达送风到达i i点的百分比点的百分比点的百分比点的百分比36送送风风可及性可及性(清清华华，2003)Accessibility37不同不同时刻的送刻的送风可及性可及性发展情况展情况（深色区域内（深色区域内ASAASA大于大于0.50.5）室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他37不同不同时时刻的送刻的送风风可及性可及性发发展情况（深色区域内展情况（深色区域内ASA大于大于0.538可及性的物理意可及性的物理意义B 可及性是流可及性是流可及性是流可及性是流场场自身的特性，与送自身的特性，与送自身的特性，与送自身的特性，与送风风有无指示有无指示有无指示有无指示剂剂无关无关无关无关B 可及性反映了在可及性反映了在可及性反映了在可及性反映了在经历经历了一定了一定了一定了一定时间时间后，各后，各后，各后，各风风口口口口送送送送风风到达空到达空到达空到达空间间各点的相各点的相各点的相各点的相对对程度程度程度程度B 单单一一一一风风口口口口经过经过足足足足够长时间够长时间后，空后，空后，空后，空间间各点的可各点的可各点的可各点的可及性均及性均及性均及性均为为1 1B 多个多个多个多个风风口口口口经过经过足足足足够长时间够长时间后，在空后，在空后，在空后，在空间间各点的各点的各点的各点的可及性和可及性和可及性和可及性和为为1 1室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他38可及性的物理意可及性的物理意义义 可及性是流可及性是流场场自身的特性，与送自身的特性，与送风风有无指示有无指示39不均匀系数不均匀系数B 反映气流温度反映气流温度反映气流温度反映气流温度场场和速度和速度和速度和速度场场的不均匀程度。的不均匀程度。的不均匀程度。的不均匀程度。t t均方根偏差均方根偏差均方根偏差均方根偏差温度不均匀系数温度不均匀系数温度不均匀系数温度不均匀系数室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他速度不均匀系数速度不均匀系数速度不均匀系数速度不均匀系数39不均匀系数不均匀系数 反映气流温度反映气流温度场场和速度和速度场场的不均匀程度。的不均匀程度。t均方根均方根40空气空气扩散性能指散性能指标ADPIADPI(Air Diffusion Performance Index)(Air Diffusion Performance Index)B 定义定义定义定义JJ 空间内满足规定风速和温度要求的测点数与总空间内满足规定风速和温度要求的测点数与总空间内满足规定风速和温度要求的测点数与总空间内满足规定风速和温度要求的测点数与总测点数之比测点数之比测点数之比测点数之比B有效温差有效温差有效温差有效温差 ET=(t-tET=(t-tET=(t-tET=(t-tn n n n)-7.66(V)-7.66(V)-7.66(V)-7.66(Vi i i i-0.15)-0.15)-0.15)-0.15)B ADPIADPIADPIADPI的值越大，说明感到舒适的人群比例越大。的值越大，说明感到舒适的人群比例越大。的值越大，说明感到舒适的人群比例越大。的值越大，说明感到舒适的人群比例越大。在一般情况下，应使在一般情况下，应使在一般情况下，应使在一般情况下，应使ADPI80ADPI80ADPI80ADPI80 室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他室内气流分布的描述参数空气龄与其他40空气空气扩扩散性能指散性能指标标ADPI(Air Diffusion41气流组织的测量与计气流组织的测量与计算方法算方法1.1.示踪气体实验法示踪气体实验法示踪气体实验法示踪气体实验法2.2.半经验射流公式法半经验射流公式法半经验射流公式法半经验射流公式法3.3.数值求解法数值求解法数值求解法数值求解法(CFD(CFD(CFD(CFD方法方法方法方法)41气流气流组织组织的的测测量与量与计计算方法示踪气体算方法示踪气体实验实验法法421.示踪气体示踪气体试验法法B是研究建筑物空气分布与渗透特性的重要手段是研究建筑物空气分布与渗透特性的重要手段是研究建筑物空气分布与渗透特性的重要手段是研究建筑物空气分布与渗透特性的重要手段B示踪气体的目的是准确示踪气体的目的是准确示踪气体的目的是准确示踪气体的目的是准确标识标识室内空气流室内空气流室内空气流室内空气流动动特性，特性，特性，特性，必必必必须须具有如下特点具有如下特点具有如下特点具有如下特点JJ能能能能够够完全跟随空气流完全跟随空气流完全跟随空气流完全跟随空气流动动JJ具有可具有可具有可具有可测测性性性性JJ具有具有具有具有稳稳定性，一般情况下不定性，一般情况下不定性，一般情况下不定性，一般情况下不发发生物理或化学反生物理或化学反生物理或化学反生物理或化学反应应JJ 无毒性无毒性无毒性无毒性 B常常常常见见的示踪气体包括甲的示踪气体包括甲的示踪气体包括甲的示踪气体包括甲烷烷、SFSF6 6、二氧化碳等。、二氧化碳等。、二氧化碳等。、二氧化碳等。421.示踪气体示踪气体试验试验法是研究建筑物空气分布与渗透特性的重要手法是研究建筑物空气分布与渗透特性的重要手43示踪气体的常示踪气体的常见释放方法放方法B脉冲法（脉冲法（脉冲法（脉冲法（pulse methodpulse method）JJ在在在在释释放点放点放点放点释释放少量的示踪气体，放少量的示踪气体，放少量的示踪气体，放少量的示踪气体，记录测记录测量点量点量点量点处处示示示示踪气体踪气体踪气体踪气体浓浓度随度随度随度随时间时间的的的的变变化化化化过过程。程。程。程。B上升法（上升法（上升法（上升法（step-up methodstep-up method）JJ在在在在释释放点放点放点放点连续释连续释放固定放固定放固定放固定强强度源的示踪气体，度源的示踪气体，度源的示踪气体，度源的示踪气体，记录记录测测量点量点量点量点处处示踪气体示踪气体示踪气体示踪气体浓浓度随度随度随度随时间时间的的的的变变化化化化过过程。程。程。程。B下降法（或衰减法）下降法（或衰减法）下降法（或衰减法）下降法（或衰减法）(step-down or decay(step-down or decay method)method)JJ房房房房间间中示踪气体的中示踪气体的中示踪气体的中示踪气体的浓浓度达到平衡状度达到平衡状度达到平衡状度达到平衡状态态后，停止后，停止后，停止后，停止释释放示踪气体，放示踪气体，放示踪气体，放示踪气体，记录测记录测量点量点量点量点处处示踪气体示踪气体示踪气体示踪气体浓浓度随度随度随度随时间时间的的的的变变化化化化过过程。程。程。程。43示踪气体的常示踪气体的常见释见释放方法脉冲法（放方法脉冲法（pulse method）44下降法（衰减法）下降法（衰减法）测空气空气龄BB待房间内各点浓度稳定后，停止示踪气体加入，待房间内各点浓度稳定后，停止示踪气体加入，待房间内各点浓度稳定后，停止示踪气体加入，待房间内各点浓度稳定后，停止示踪气体加入，测量被测点的浓度变化过程测量被测点的浓度变化过程测量被测点的浓度变化过程测量被测点的浓度变化过程BB空气龄的累积分布函数空气龄的累积分布函数空气龄的累积分布函数空气龄的累积分布函数F F F F()BB空气龄公式空气龄公式空气龄公式空气龄公式Cp(0)C Cp p()F()44下降法（衰减法）下降法（衰减法）测测空气空气龄龄待房待房间间内各点内各点浓浓度度稳稳定后，停止示踪定后，停止示踪45脉冲法脉冲法测空气空气龄B 在通在通在通在通风风房房房房间间的送的送的送的送风风口口口口释释放少量示踪气体，放少量示踪气体，放少量示踪气体，放少量示踪气体，记记录录被被被被测测点的点的点的点的浓浓度度度度变变化化化化过过程程程程B 概率分布函数概率分布函数概率分布函数概率分布函数B空气空气空气空气龄龄公式公式公式公式释放的示踪气体的质量释放的示踪气体的质量释放的示踪气体的质量释放的示踪气体的质量 送风量送风量送风量送风量45脉冲法脉冲法测测空气空气龄龄 在通在通风风房房间间的送的送风风口口释释放少量示踪气体，放少量示踪气体，记录记录46上升法上升法测空气空气龄B 在房在房在房在房间间送送送送风风口口口口处处恒定恒定恒定恒定释释放示踪气体，放示踪气体，放示踪气体，放示踪气体，记录记录被被被被测测点的点的点的点的浓浓度随度随度随度随时间变时间变化情况化情况化情况化情况B累累累累计计分布函数与概率分布函数之分布函数与概率分布函数之分布函数与概率分布函数之分布函数与概率分布函数之间间的关系的关系的关系的关系为为B累累累累积积分布函数分布函数分布函数分布函数B 空气空气空气空气龄龄公式公式公式公式示踪气体的释放速率示踪气体的释放速率示踪气体的释放速率示踪气体的释放速率 送风量送风量送风量送风量46上升法上升法测测空气空气龄龄 在房在房间间送送风风口口处处恒定恒定释释放示踪气体，放示踪气体，记录记录被被测测47房房间平均空气平均空气龄的的测量方法量方法BB脉冲法脉冲法脉冲法脉冲法BB上升法上升法上升法上升法BB下降法下降法下降法下降法47房房间间平均空气平均空气龄龄的的测测量方法脉冲法量方法脉冲法48平均空气平均空气龄公式怎么来的？公式怎么来的？以下降法以下降法为例例证明明B 基本公式基本公式基本公式基本公式B 边边界条件界条件界条件界条件B 则则有有有有48平均空气平均空气龄龄公式怎么来的？公式怎么来的？以下降法以下降法为为例例证证明明 基本基本49平均空气平均空气龄公式怎么来的？公式怎么来的？以下降法以下降法为例例证明明(2)49平均空气平均空气龄龄公式怎么来的？公式怎么来的？以下降法以下降法为为例例证证明明(2)502.半半经验射流公式法射流公式法B 内容和来源内容和来源内容和来源内容和来源JJ采用射流公式采用射流公式采用射流公式采用射流公式对对空空空空调调送送送送风风口射流的口射流的口射流的口射流的轴轴心速度和温心速度和温心速度和温心速度和温度、射流度、射流度、射流度、射流轨轨迹等迹等迹等迹等进进行行行行预测预测 JJ基于某些基于某些基于某些基于某些标标准或理想条件理准或理想条件理准或理想条件理准或理想条件理论论分析或分析或分析或分析或试验试验 B 缺陷缺陷缺陷缺陷JJ 不能用于分析复不能用于分析复不能用于分析复不能用于分析复杂杂空空空空间间，应应用受制用受制用受制用受制约约JJ只能只能只能只能给给出室内的一些集出室内的一些集出室内的一些集出室内的一些集总总参数性的信息参数性的信息参数性的信息参数性的信息B 折衷的方法：区域模型折衷的方法：区域模型折衷的方法：区域模型折衷的方法：区域模型JJ区域内集区域内集区域内集区域内集总总参数参数参数参数JJ区域区域区域区域间间考考考考虑虑存在存在存在存在热质热质交交交交换换 502.半半经验经验射流公式法射流公式法 内容和来源内容和来源513.数数值求解法求解法BB 计计算流体力学方法的引入算流体力学方法的引入算流体力学方法的引入算流体力学方法的引入CFDCFD方法方法方法方法JJ特点：依据室内空气流特点：依据室内空气流特点：依据室内空气流特点：依据室内空气流动动的数学物理模型，的数学物理模型，的数学物理模型，的数学物理模型，在在在在计计算机上做虚算机上做虚算机上做虚算机上做虚拟实验拟实验JJ原理：原理：原理：原理：对连续对连续方程、方程、方程、方程、动动量方程、能量方程和量方程、能量方程和量方程、能量方程和量方程、能量方程和组组分方程分方程分方程分方程进进行离行离行离行离散数散数散数散数值值求解求解求解求解BB 优优点点点点JJ成本低、速度快成本低、速度快成本低、速度快成本低、速度快JJ应应用范用范用范用范围围广，提供信息全面广，提供信息全面广，提供信息全面广，提供信息全面 BB 缺点：缺点：缺点：缺点：可靠性可靠性可靠性可靠性问题问题JJ 人人人人们对们对湍流的机理尚无清楚湍流的机理尚无清楚湍流的机理尚无清楚湍流的机理尚无清楚认识认识，缺乏完整的湍流理，缺乏完整的湍流理，缺乏完整的湍流理，缺乏完整的湍流理论论，需要依需要依需要依需要依赖赖半半半半经验经验的方法的方法的方法的方法JJ边边界条件需要界条件需要界条件需要界条件需要简简化：送化：送化：送化：送风风口入流、壁面口入流、壁面口入流、壁面口入流、壁面边边界条件、室内界条件、室内界条件、室内界条件、室内热热源源源源分布等分布等分布等分布等513.数数值值求解法求解法 计计算流体力学方法的引入算流体力学方法的引入CFD方法方法521-1-壁橱，壁橱，壁橱，壁橱，2-2-桌子，桌子，桌子，桌子，3-3-计算机，计算机，计算机，计算机，4-4-人，人，人，人，5-5-灯，灯，灯，灯，6-6-送风口，送风口，送风口，送风口，7-7-回风口回风口回风口回风口3.数数值求解法示例求解法示例B 置置置置换换通通通通风风数数数数值值求解方法的空求解方法的空求解方法的空求解方法的空间间模型模型模型模型521-壁橱，壁橱，2-桌子，桌子，3-计计算机，算机，4-人，人，5-灯，灯，6-送送风风53置置换通通风的速度的速度场53置置换换通通风风的速度的速度场场54置置换通通风的温度的温度场54置置换换通通风风的温度的温度场场55置置换通通风的的污染物染物浓度度场B置置置置换换换换通通通通风风风风送送送送风风风风形式，形式，形式，形式，污污污污染物染物染物染物浓浓浓浓度高的部位在上方。度高的部位在上方。度高的部位在上方。度高的部位在上方。55置置换换通通风风的的污污染物染物浓浓度度场场置置换换通通风风送送风风形式，形式，污污染物染物浓浓度高的部度高的部56置置换通通风的空气年的空气年龄场B 置置置置换换换换通通通通风风风风送送送送风风风风形式，空气年形式，空气年形式，空气年形式，空气年龄长龄长龄长龄长的部位在上的部位在上的部位在上的部位在上方。年方。年方。年方。年龄单龄单龄单龄单位：秒位：秒位：秒位：秒56置置换换通通风风的空气年的空气年龄场龄场 置置换换通通风风送送风风形式，空气年形式，空气年龄长龄长的部位的部位57不同气流分布不同气流分布预测方法的特点比方法的特点比较 57不同气流分布不同气流分布预测预测方法的特点比方法的特点比较较 58常用的气流分布常用的气流分布计算算CFDCFD软件件 B PHOENICS PHOENICS JJ 英国英国英国英国19811981年推出的商年推出的商年推出的商年推出的商业软业软件，件，件，件，针对针对暖通空暖通空暖通空暖通空调调的的的的FLAIREFLAIRE，可以求解，可以求解，可以求解，可以求解PMVPMV和空气和空气和空气和空气龄龄 BFLUENT FLUENT JJ美国，美国，美国，美国，19831983年。年。年。年。AirpackAirpack具有具有具有具有风风口模型、新零方口模型、新零方口模型、新零方口模型、新零方程湍流模型等，并且可以求解程湍流模型等，并且可以求解程湍流模型等，并且可以求解程湍流模型等，并且可以求解PMVPMV、PDPD和空气和空气和空气和空气龄龄 B STACHSTACH3 3JJ 清清清清华华大学大学大学大学9090年代开年代开年代开年代开发发，有各种，有各种，有各种，有各种针对针对暖通空暖通空暖通空暖通空调应调应用用用用的模型和功能的模型和功能的模型和功能的模型和功能58常用的气流分布常用的气流分布计计算算CFD软软件件 PHOENICS 59思考思考题B自然通自然通自然通自然通风风的的的的驱动驱动力是什么？有何特点？一般力是什么？有何特点？一般力是什么？有何特点？一般力是什么？有何特点？一般应应用用用用于哪些于哪些于哪些于哪些场场合？合？合？合？B试试分析采用示踪气体分析采用示踪气体分析采用示踪气体分析采用示踪气体测测量空气量空气量空气量空气龄龄的三种的三种的三种的三种释释放方法放方法放方法放方法的的的的优优缺点：（缺点：（缺点：（缺点：（1 1）脉冲法；（）脉冲法；（）脉冲法；（）脉冲法；（2 2）上升法；（）上升法；（）上升法；（）上升法；（3 3）下降法（或衰减法）下降法（或衰减法）下降法（或衰减法）下降法（或衰减法）B试试推推推推导导均匀混合通均匀混合通均匀混合通均匀混合通风时风时空气空气空气空气龄龄、换换气效率、可及气效率、可及气效率、可及气效率、可及性的表达式性的表达式性的表达式性的表达式59思考思考题题自然通自然通风风的的驱动驱动力是什么？有何特点？一般力是什么？有何特点？一般应应用于哪些用于哪些场场60思考思考题B 请给请给出活塞流在以下状出活塞流在以下状出活塞流在以下状出活塞流在以下状态态下的排下的排下的排下的排污污效率，并分效率，并分效率，并分效率，并分析合理的送排析合理的送排析合理的送排析合理的送排风风口位置与口位置与口位置与口位置与污污染源位置染源位置染源位置染源位置应该应该是什是什是什是什么关系才能么关系才能么关系才能么关系才能获获得比得比得比得比较较好的室内好的室内好的室内好的室内环环境境境境质质量？量？量？量？污污染源在出口染源在出口染源在出口染源在出口时时 污污染源在入口染源在入口染源在入口染源在入口时时B 稳态稳态通通通通风风情况下，在空情况下，在空情况下，在空情况下，在空间间均布的均布的均布的均布的单单位体位体位体位体积积源作源作源作源作用用用用时时，室内，室内，室内，室内污污染物染物染物染物浓浓度的分布度的分布度的分布度的分布规规律与房律与房律与房律与房间间空气空气空气空气龄龄的分布的分布的分布的分布规规律一律一律一律一样吗样吗？60思考思考题题 请给请给出活塞流在以下状出活塞流在以下状态态下的排下的排污污效率，并分析合理的效率，并分析合理的61谢谢！谢谢！61谢谢谢谢！
展开阅读全文