关于诱导通风系统的研究与应用探讨

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
关键词: 诱导通风; 传统通风; 模拟; 喷嘴
中图分类号: TU83
文献标识码: B
文章编号: 1006- 8449( 2007) 02- 0044- 03
0 引言
目前我国大量兴建高层建筑, 设计中都设有地下 停车库, 它占有建筑空间的大小, 直接影响到投资的经 济性。汽车库通风要求有全面均匀送风和全面均匀排 风的机械通风装置, 排气量应大于进气量, 以便场内有 一定的负压, 防止场内空气流入与之相邻的房间。在布 置送风和排风口时, 应防止产生场内局部的气流滞留。 目前, 在我国停车库通风设计中, 依据 GB19- 87 及 GB50067- 2002 中的规定, 采用的通排风系统的通风 换气量为 6 次/h, 是我国卫生部门的最低标准。仅从理 论上讲, 常规地下车库通风方式在 CO 控制方面可以 达到要求。但实际工程中常因气流短路使车库中 CO 浓度高于卫生标准。为此, 采用诱导通风系统来代替一 般低速风管系统, 就被视作解决这一问题的一种有效 途径。
XU Jian- ping
( Engineering Institute of Engineer Corps, PLA University of Science and Technology, Nanjing 210007, China)
( 1) 物质浓度感受器的放置位置。这需要考虑污 染物质自身的特点, 如汽车尾气排放温度较高, 将产生 一定的热对流升腾, 污染物质向上升腾时沿程不断卷 吸周围的空气流向顶部。向上升腾的过程中, 热交换 不断进行, 由于汽车尾气的密度大于空气的密度, 会有 一定量的返回。因此, 上升气流会在某一标高上与返 回气流流量相同。此标高面上的气流会在浓度差的作 用下向周围进行扩散, 此标高面即为感受器摆放的垂 直方向基准面。实验测得, 此基准面一般大于 1.9m, 考 虑安装高度应高于人员可触及的范围, 所以污染物质 感受器在垂直方向上可放置在 2.3m 以上。对于平面方 向的布置, 我们考虑汽车库的使用率较高时, 汽车尾气 在车库中平面方向上分布较为平均, 所以可以选择均
版社, 2003. [5] 黄雪, 张慎言.地下汽车库通风系统和防排烟设计[J]. 暖通空调, 2002,
32( 5) .
收稿日期: 2006- 11- 20 修回日期: 2007- 01- 16
Resear ch and Application Discussion on Inducement Ventilation System
( 3) 对于常规的通风换气系统, 使用 CO 传感器会 发现, 传统通风方式在各区段的每个送风口和每个排 风口之间 CO 的分布是相同的, 即从送风口到排风口 浓度逐渐增加, 使人员行经时经过区域的 CO 浓度值 反而大于整体平均值。
( 4) 对于停车库的 CO 负荷产生并非一 个 连 续 稳 定的过程。通常会在上午 8: 00 和下午 6: 00 出现两个 峰值, 且峰谷与峰顶值有很大差别。下午 6: 00 时 CO 浓度最高, 而常规通风系统由于换气方式的限制, 使之 处理尖峰负荷的能力较弱, 通常需要很长的时间才能 把 CO 负荷处理掉。
参考文献: [1] GB 50067- 97, 汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S]. [2] JGJ 100- 98, 汽车库建筑设计规范[S]. [3] 北京市建筑设计研究院.建筑设备专业设计技术措施[M]. 北京:中国
建筑工业出版社, 1998. [4] 全国民用建筑工程设计技术措施( 暖通空调·动力) [M]. 中国计划出
技术交流
制 冷 空 调 Refrigeration Air Conditioning
& Electric Power Machinery 与电力机械
关于诱导通风系统的研究与应用探讨
徐剑平
( 解放军理工大学 工程兵工程学院, 江苏 南京 210007)
摘要: 介绍了诱导通风系统的原理, 提出了诱导通风系统智能化和模型化的概念; 通过 与传统通风方式的比较和分析, 阐述了诱导通风系统具有较大的实用价值和优越性。
3 诱导通风系统的优点
( 1) 诱导通风系统, 又称为活塞式换气系统, 各只 喷嘴诱导的气体形成一面活塞式的气墙, 向前推进, 使其通风换气效率理论可达 100%, 其通风换气比常 规系统彻底得多。诱导通风系统一方面稀释室内有害 气体, 一方面带动室内空气流动, 沿着预设的空气流 道行进, 从而确保车库内的良好换气。这时, 虽然进风 和排风机仍需采用, 但实际所需风压远比使用传统系 统时小。
( 2) 利用对喷射角度的调整可使 CO 随主气流位 于地表面不通过人区, 使呼吸地带的 CO 浓度下降, 诱 导 通 风 系 统 CO 浓 度 沿 程 曲 线 为 向 排 风 口 上 升 的 曲 线, 非锯齿状分布。即使 CO 浓度有高浓度区, 但由于 高浓度区位于地表面, 呼吸带 CO 浓度亦低于常规通 风换气系统, 并低于国家卫生标准。
出最终的优化方案。
6 结语
诱导通风方式除了在地下车库可以得到广泛的应 用外, 在地铁、隧道交通, 以及住宅楼排烟道防串烟、串 味现象等都可以得到进一步研究和实际应用。目前, 诱导通风系统在我国尚处于发展阶段, 而对于诱导通 风系统的模拟软件的研发工作尚未开展, 一般仅使用 现有暖通空调专业模拟软件如 CFD, AIRPARK 等。因 此, 软件的开发工作需加强力度。优化的通风系统方 案必将降低风机的能耗、节约建设成本、提高环境的舒 适度, 这也正符合社会向集约型、环保型、高效性发展 的要求。诱导通风系统也必将取代传统的通风方式, 广泛应用与实际的工程之中!
1 常规通风系统在实际应用中的弊端
经过多年实际工程的应用, 发现常规通风方式存 Βιβλιοθήκη Baidu几个方面的弊端:
( 1) 常规通风换气系统属于完全混合式换气系统。 完全混合式换气系统有着其先天的不足, 即一次换气 之后, 其通风换气效率( 排气之 CO 浓度与换气前空间 内 CO 浓度之比) 不可能大于 50%, 有时甚至更低。对 于 常 规 通 风 换 气 系 统 其 通 风 有 效 度 不 大 于 50%容 易 理解, 而更低则是因为产生了气流的短路, 难以实现极 佳的气流组织, 无法完全混合后再换气而造成的。
另外, 还有 4 个方面的问题较为突出: 1) 室内布置 送、排风低速风道系统与建筑结构矛盾较大, 往往必须 增加地下车库层高, 以致影响到土建投资; 2) 风管截 面尺寸大, 使车库有压迫感; 3) 风管上积聚尘土难以 清扫; 4) 运行费用高。
2 诱导通风系统的原理
44 No.2/2007
总 第114期 第28卷
( 2) 因为在常规的系统中还忽略了一个概念, 即呼 吸地带浓度。由于现代汽车燃料其分子量与空气相近
( 空气分子量为 29) , CO 从汽车排气管中排出后, 虽因 为其温度会有一定的升腾, 但由于热量相对太小, 立即 被周围气体平衡掉, 之后 CO 将按浓度梯度自由扩散。 因此在 GB19- 87 中规定的针对污染气体分子量与大 气分子量的差别, 采用 1/3 上排、2/3 下排或 1/3 下排、 2/3 上排这两种方式对于 CO 都不十分适合。由于排风 出口风速衰减得很快, 没有能力抑制汽车尾气的升腾, 所以此时 CO 会在送风风压和浓度差的共同作用下, 从升腾后的位置开始向上排口、下回排口移动, 而升腾 后的 CO 浓度正好略高于整个空间的平均 CO 浓度。
( 1) 根据车库内进、排风口, 车道、梁、柱以及停车 位的具体分布情况以及汽车的排气形式和污染源有害 物质释放量, 布置诱导通风机的走向和位置, 通过模拟 软件的分析, 得出具体的气流分布图和 CO 浓度场。
( 2) 分析模拟结果, 进一步改进诱导通风的方案。 通 过 对 诱 导 风 机 的 调 整 或 喷 口 喷 射 角 度 以 及 进 、排 风 口的调整, 整合诱导通风系统, 改善气流短路现象, 得
45 No.2/2007 总 第114期 第28卷
技术交流
制 冷 空 调 Refrigeration Air Conditioning
& Electric Power Machinery 与电力机械
匀布置。对于污染物质感受器数量上的选择, 可按每 台诱导风机的负担面积作为考虑因素来选取。
( 2) 自控方案的智能化、多样化。由于汽车库的使 用者有各自不同的习惯, 且同一车库使用过程中亦有 不同的情况。应考虑可提供多种模式的使用。因此应 具有自动检测空气质量的仪器, 如发现超出设定值, 自 动启动风机; 当空气质量低于设定值时, 自动关闭风 机; 也可根据用户设定的时间自动启动风机, 一般每天 可设 2 段时间自动启动。
制 冷 空 调 Refrigeration Air Conditioning
与电力机械 & Electric Power Machinery
技术交流
诱导通风系统是利用高速喷出之少量气体来诱 导及搅拌周围之大量空气, 并带动至特定的目标方 向。此系统分为无风管诱导通风系统和管道式诱导通 风系统两种形式, 它们分别由喷嘴、风机或者喷嘴、高 压风机、小 口 径 螺 旋 风 管 所 组 成 , 对 特 殊 环 境 或 空 间 能发挥较常规通风系统更佳的效果。其主要运用的理 论基础是空气动力学中讲述高速喷流的扰动特性, 扰 动喷流能够有效的诱导周围的空气, 而带动空气流 通。当空气从直径 D0 的喷口以速度 V0 射入一个不受 周围界面表面限制的空间内扩散时, 形成自由射流。 诱导通风系统的喷嘴射出的气流可视为等温自由射 流。由于射流边界与周围介质间的紊流动量交换, 周 围空气不断被卷入, 射流范围不断扩大, 射流断面的 速度场从射流中心开始逐渐向边界衰减, 并沿射程不 断减小, 同时流量沿射程方向不断增加, 射流直径不 断增大, 而各断面总动量保持不变。如图 1 所示。
( 3) 风机的连锁。智能型诱导通风系统必须与其 在同一分区内的主排风风机连锁才能保证贯流式换气 的连贯性, 保证诱导通风系统的换气效果。
( 4) 智能型诱导风机的经济性及可操作性。
5 诱导通风系统的模拟与优化
由于诱导通风系统的灵活性, 在实际工程中, 可根 据具体工程, 通过模拟软件的分析与研究, 选择最优化 的诱导通风布置形式。
4 诱导通风系统智能化解决方案
诱导通风系统对于土建造价节约方面, 人们都有 较为直观的认识, 但由于地下停车库的污染物质( 汽车 尾气) 发生有其不连续性及尖峰负荷明显等特点, 使得 诱导风系统高效率换气方式的作用一直不能得到很好 的体现, 如开启时段的减少、高污染区污染物质浓度快 速均化等。其主要原因在于现有汽车库中的诱导通风 系统的使用, 尚停留在管理人员凭经验对诱导通风系 统及主排风风机进行开关控制, 这样很难保证诱导通 风系统开启的必要性及准确性, 因此很难发挥出诱导 通风系统高效的优势。为更好的体现出诱导通风系统 的性能, 能对污染物质浓度进行监测并能根据反馈信 号进行自控的智能型诱导通风系统应运而生。要实现 智能型的诱导通风系统, 需考虑以下几个问题:
( 3) 诱导通风系统不但具有较高的通风换气效 率, 而且其处理尖峰负荷的能力远远优于常规系统。
通常, 诱导通风系统处理某一尖峰负荷所需的时间仅 为常规系统的一半。
为避免过大的土方开挖费用, 地下停车库的层高 一般较低, 对管路的设计空间有限制, 使用诱导通风系 统可在保持车库良好通风效果的前提下, 使车库的层 高减低 300mm, 大量节约土建费用; 从系统设置来讲, 诱导通风系统代替了常规通风系统的送风管、排风管、 各种风口阀门, 使克服沿程阻力的压头大大减少, 从而 大大减少了电耗, 其耗电量仅为 2W/m; 诱导风系统结 构和设计简单, 系统泄漏可能性小; 变动弹性大, 即使 系统施工完毕, 仍可视实际情况增减风量; 由于诱导通 风系统不使用风管或者高速螺旋风管, 基本无须维护; 其气流流线可以根据建筑特征布置, 可彻底消灭死角; 诱导通风系统不仅施工费用低且周期短, 而且其外观 小巧, 若加以精心布置, 甚至可以起到装饰作用。
相关文档
最新文档