06第6章通风与气流组织

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6第六章 通风与气流组织

6第六章 通风与气流组织

第六章通风与气流组织在本书的第三、四和五章中已经分别介绍了热湿环境和室内空气品质,而合理的气流组织是实现室内热湿环境和保证空气品质的最终环节。

通风空调系统通过送风口(机械通风)或建筑的开口(自然通风)将满足要求的空气送入建筑中,形成合理的气流组织,从而实现所需要的热湿环境和空气品质。

一般来说,狭义的气流组织指的是上(下、侧、中)送上(下、侧、中)回或置换送风、个性化送风等具体的送回风形式,也称气流组织形式;而广义的室内气流组织,是指一定的送风口形式和送风参数所带来的室内气流分布(Air Distribution)。

其中,送风口的形式包括风口(送风口、回风口、排风口)的位置、形状、尺寸,送风参数包括送风的风量、风速的大小和方向以及风温、湿度、污染物浓度等。

本章所讨论的内容即为这种广义的气流组织。

本章将着重介绍气流组织与室内空气环境的关系,包括常见的气流组织形式、气流组织的描述方法和评价指标、气流组织的测量与计算方法以及典型的气流组织示例等。

第一节通风(空调)的目的与方法1.1 通风(空调)的目的所谓通风,是指把建筑物室内污浊的空气直接或净化后排至室外,再把新鲜的空气补充进来,从而保持室内的空气环境符合卫生标准。

空调和通风有类似的作用,没有严格的区分,但是一般来说,空调还要考虑到控制房间的热环境,因此送风要经过较为复杂的处理过程,空调对效果的要求也更为严格。

建筑内部的空调通风条件是决定生活在建筑内部的人们健康、舒适的重要因素。

通风(或空调)的目的主要有以下几个方面:一、保证排除室内污染物。

室内空气污染物的来源多种多样。

有从室外带入的污染物:工业燃烧和汽车尾气排放的NO2、SO2、臭氧等;有室内产生的污染物:室内装饰材料散发的挥发性有机化合物、人体新陈代谢产生的CO2、家用电器产生的臭氧,以及厨房油烟等其它污染物。

室内污染物源可以散发到空间各处,在室内形成一定的污染物分布。

大量的污染物在空间存在,会对人体健康存在不利影响,而对房间进行通风则可以带走室内的污染物。

第六章 通风与气流组织(wlf)第二节

第六章 通风与气流组织(wlf)第二节



0
f ( )d F ( ) F (0) 0 F () 1
13
空气龄的概率分布f(τ):年龄为τ的空气微团 在某点空气中所占的比例。
空气龄的累计分布F(τ):年龄比τ短的空气微 团所占的比例。
某点的空气龄tp指该点所有微团的的空气龄的 平均值:
p f ( )d p [1 F ( )]d
38
第六章 通风与气流组织
§6.2 室内空气分布的 描述参数
1
气流组织:在一定的送回风形式下,建筑内部 空间会形成某个具体的风速分布、温度分布、 湿度分布、污染物浓度分布。 如何评价气流组织?
② 描述污染物排除有效性的参数:污染物到达程度,到 达的时间; ③ 与热舒适有关的参数; ④ 若充分混合,用一个集总的参数对房间通风效果进行 总体评价。
非完全混合(实际情况):入口处空气最新 鲜,出口处空气龄要高于房间平均空气龄, 死角处最陈旧。
17
2. 换气效率(Air exchange efficiency
对于理想“活塞流”的通风条件,房间 的换气效率最高。此时,房间的平均空 气龄最小,它和出口处的空气龄、房间 的名义时间常数存在以下的关系 :
Ce Cs C Cs
Ce Cs p Cp Cs
30
排污效率的意义:
衡量稳态通风性能的指标,表示送风排除污染物的 能力。
对相同的污染物,在相同的送风量时,能维持较低 的室内稳态浓度,或者能较快的将室内初始浓度降 下来的气流组织,排污效率高。
主要影响ε的因素:
7
二、通风有效性描述参数
空气龄 换气效率 可及性
8
1. 空气龄(Air Age)

第六章气流组织 ppt课件

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• 你怎么称呼老师? • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点,你
是否会认为老师的教学方法需要改进? • 你所经历的课堂,是讲座式还是讨论式? • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒,也不怕那风雨狂,只怕先生骂我
笨,没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照,花儿对我笑,小鸟说早早早……”
4
1. 侧送侧回
③由于侧送侧回的射流射程比较长,射流来 得及充分衰减,故可加大送风温差。
5
侧送侧回的室内气流分布(a)
6
侧送侧回的室内气流分布(b)
7
侧送侧回的室内气流分布(C)
8
侧送侧回的室内气流分布(d)
9
Байду номын сангаас
2. 上送下回
• 孔板送风和散流器送风是常见的上送下
回形式。
特点
孔板送风和散流器送风,可以形成平行流流型, 涡流少,断面速度场均匀的气流 。对于温湿度 要求精度高的房间,特别是洁净度要求很高的房 间,是理想的气流组织型式。
这种形式的排风温度也接近室内工作区平均温度。
10
上送下回的室内气流分布(a)
11
上送下回的室内气流分布(b)
12
上送下回的室内气流分布(c)
13
3. 中送下、上回
• 对于高大房间,送风量往往很大,房间上 部和下部的温差也比较大,采用中部送风 ,下部和上部同时排风,形成两个气流区 ,保证下部工作区达到空调设计要求,而 上部气流区负担排走非空调区的余热量。 (上部不需要空调,节能)
• 侧送风口布置在房间的侧墙上部,空气横向送出, 吹到对面墙上后转折下落,以较低速度流过工作区, 再由布置在侧墙下部的回风口排出。
• 根据房间跨度大小,可以布置成单侧送、单侧回和

建筑环境学理论第六章通风与气流组织

建筑环境学理论第六章通风与气流组织

通风(空调)的目的与方法 室内气流分布的描述参数 气流组织的测量与计算方法
建筑环境学理论第六章通风与气流组织 3
建筑环境学理论第六章通风与气流组织
4
通风
基本考虑单一参数控制,如温度,污染物浓度等
空气调节
多参数控制:调节温度、湿度、流速、洁净度、 空气成分、气味等
污染严重:直流式系统(即机械通风系统) 污染不很严重:部分回风系统
特点 可控制性强。可通过调整风口、风量等控制室内气流分布 需要消耗 能源 初投资和运行费都比较高 建筑环境学理论第六章通风与气流组织 6
基本原理:只要建筑开口两侧存在压力差P,就会
有空气流过开口。流过的风速为: P
= 2P= 2P
驱动力压差
热压:温差引起的空气密度差导致建筑开口内外的压差
风压:室外绕流引起建筑周围压力分布的不同形成开口处的 压差
自然通风的分类
热压通风 风压通风 风压和热压的联合作用下的自然通风
建筑环境学理论第六章通风与气流组织 7
P b ( P a ) P b P a g (w h n )来自bwn h
a
建筑环境学理论第六章通风与气流组织 8
建筑环境学理论第六章通风与气流组织 24
室内气流分布的描述参数--气流分布与室内环境
通风气流组织评价的三类参数
描述送风有效性的参数,主要反映送风能否有效到达考察 区域以及到达该区域的空气新鲜程度,如:空气龄、换气 效率、送风可及性
建筑环境学理论第六章通风与气流组织
1
气流组织的定义
狭义:机械通风的送回风的搭配形式 广义:一定的送风口形式和送风参数所带来的
室内气流分布(Air Distribution)
送风参数:风量、风速的大小和方向以及风温、 湿度、污染物浓度等

【精品】06章通风与气流组织-130411

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按动力(自然、机械);按作用面积(全面、局部);按换气方式(送风、排风)。
4.通风分类
5.通风的方法:自然通风和机械通风
(1)自然通风 定义: 利用自然的手段(热压、风压等)来促使空气流动而进行的通风换气方式 基本原理: 只要建筑开口两侧存在压力差P,就会有空气流过开口。
热压(定量考虑);风压(不稳定,定性考虑)
中庭通风
通风量难控制,导致达不到预期要求和过量热损失在大而深的多房间建筑中,难以保证新风的充分输入和平衡分配在噪声和污染较严重地区不适用可能带来安全隐患不适用恶劣气候环境的地区需要居住者自己调整风口,麻烦很少对进口空气进行过滤和净化风道需要较大空间,受建筑形式的限制
自然通风的缺陷
自然通风优点1)保护人们免受病毒侵害方面更有其不可替代的作用2)它是一种具有很大潜力的通风方式,它具有节能、改善室内热舒适性和提高室内节能可以用充足的新鲜空气保证室内的空气品质受建筑设计和气候条件限制,难以控制
(2)机械通风定义 利用机械手段(风机、风扇等)产生压力差来实现空气流动的方式 特点可控制性强。可通过调整风口、风量等控制室内气流分布需要消耗能源 初投资和运行费都比较高
组成
1、某车间使用脱漆剂,每小时消耗量为4kg;脱漆剂成分为苯50%,醋酸已酯30%,乙醇10%,松节油10%,求全面通风所需空气量。根据卫生标准,车间中上述有机溶剂蒸汽的允许浓度为:苯 :40mg/m3 ;醋酸已酯 :300 mg/m3 ;乙醇没有规定,不计风量。松节油: 300 mg/m3(注:本题中几种有机溶剂为同系物。)
解:苯:Q= 4×0.5×106/(3600×40)=13.89 m3/s醋酸已酯: Q= 4×0.3×106/(3600×300)=1.11 m3/s松节油:Q= 4×0.1×106/(3600×300)=0.37 m3/s全面通风量分别计算,求和:15.37m3/s

第六章_通风与气流组织第一--三节

第六章_通风与气流组织第一--三节
通风和空调的区别
通风:不采用回风,空气不循环使用,进风不 (或简单)处理,排风需处理至满足排放标准才 能排除; 空调:采用回风,进风需处理至设计值,排风不 需处理。
4
二、自然通风(Natural Ventilation)
定义:指利用自然的手段(热压、风 压等)来促使空气流动而进行 的通风换气方式。
洁区
29
常见风口类型---置换通风
30
3、个性化送风(Personalized Ventilation)
原理:将处理好的新鲜空 气直接送至人员主要活动 区,同时人可调节送风参 数,实现有限区域个性化。
特点:个性化调节;直接 控制呼吸区,无需全部区 域的控制;通风效率高, 通风量、能耗小。
42
根据通风气流的目的,气流分布的 评价分为三个方面 通风有效性 排污有效性 能量利用有效性与热舒适
43
二、通风有效性描述参数
空气龄 换气效率 可及性
44
1、空气龄(Air Age)
最早于20世纪80 年代由Sandberg 提出。
定义:指送风到 达房间某点的时 间。
实际意义:旧空 气被新空气代替 的速度。
输入和平衡分配; 在噪声和污染严重地区,不适用; 安全隐患,应预先采取措施; 不适用恶劣气候地区; 需要居住者自己调节,麻烦; 未对进口空气过滤、净化; 所需空间较大,受到建筑形式的限制。
24
三、机械通风(Mechanical Ventilation)
定义:指利用机械手段(风机、风扇等)产 生压力差来实现空气流动的方式。
= 2P= 2P


通过的空气量:
G F=F 2P
关键因素: F、P

第六章通风与气流组织

第六章通风与气流组织
仅有热压作用时,余压仅沿高度变化,且变化的规律如图 所示,余压值从窗孔a的负值逐渐增大到排风窗孔b的正值。 其中在o-o平面上,余压等于零,我们通常将其称为中和面, 因中和面的余压△Pxo=0,于是a、b窗孔的余压分别为:
△Pxa =△Pxo-h1g(w-n) = -h1g(w-n) Pa
△Pxb =△Pxo+h2g(w-n) = h2g(w-n) Pa 不难理解,对于中和面
从式中可以看出, △P是自然通风的直接推动力!
第一节 通风(空调)的目的与方法
二、自然通风
2.热压作用下的自然通风 窗孔a和b,两者高差为h,窗 外空气的静压力分别为Pa、Pb, 窗内为Pa/、Pb/,室内外空气温 度及密度分别为tn、ρ n和tw、ρ w。 设tn>tw,则ρ n<ρ w。 先开启下a,关闭b,由于空气 先由流动到静止,最后使得 △ Pa=0 , 此 时 据 流 体 静 力 学 原 理窗孔b内外压差为:
1.不均匀系数

算术平均值为:
t

ti
n


i
n
均方根偏差为: t

2P

式中: 为1 门窗的流量系数,μ值大小与门窗的 构造有关,其值一般小于1。
第一节 通风(空调)的目的与方法
二、自然通风
1.自然通风的作用原理 通过门窗的空气量为:
L F F
2P

m3 / s
G L F 2P kg / s
式中:F---窗孔的面积,m2;L---空气体积换气量,m3/s; G---空气质量换气量,kg/s
空气离开房间时空气龄 r
也称作“换气时间” 置换室内全部现存
空气的时间

第六章 通风与气流组织(wlf)第三节

第六章 通风与气流组织(wlf)第三节
τ
M ' (τ ) = QCe (τ ) M (τ ) = ∫ C p (τ )dV = M (0) Q ∫ Ce (τ )dτ
V 0

1 1 τCe (τ )dτ = ∫ τ [ Q M ' (τ )]dτ = Q ∫ τd ( M (τ )) ∫ 0 1 Q 0 ∞ 0 ∞ ∞ 0


1 1 = τM (τ ) + Q ∫ M (τ )dτ = Q ∫ M (τ )dτ 0 0
21
以下降法为例证明平均 空气龄公式( 空气龄公式(2)
∞ 1 τ p = V ∫ τ p dV = V ∞
∫ ∫C
0V ∞
p
(τ )dVdτ =

∫ M (τ )dτ
0
VC (0)
M ( 0)
=
Q ∫ τCe (τ )dτ
0
M ( 0)
=
∫ τC (τ )dτ
e 0 ∞
∫ C (τ )dτ
e 0
13
释放点在房间内部,测量点在出风口处 释放点在房间内部, ——污染物驻留时间 ——污染物驻留时间 脉冲法 上升法 下降法
14
脉冲法测污染物驻留时间
在通风房间的入口释放 少量示踪气体, 少量示踪气体,记录被 测点的浓度变化过程 频率分布函数
c (τ ) = c (τ ) A(τ ) = (τ )dτ m Q ∫c
p p
污染物年龄公式
τ
p
=∫

0
c p (τ ) 1 dτ c p (∞ )
12
下降法测污染物年龄
待通风房间各点浓度平 衡后, 衡后,停止示踪气体加 入,测量被测点的浓度 变化过程 累积分布函数 污染物年龄公式

06第6章室通风与气流组织

06第6章室通风与气流组织
4
热压通风
Pb (Pa ) Pb Pa gh( w n )
b
w
n
h
a
5
热压通风的基本概念
b
h2
余压
o
h1
中和面
o
a
6
余压
i ( out li ) H i g 1 / 1.5 Lia ( total) Fdi [ ] 1 (1 1.5 ) m
置换通风的空气年龄场
置换通风送风形式,空气年龄长的部位在上 方。年龄单位:秒
24
如何描述和评价气流组织
描述送风有效性的参数
送风能否有效到达,空气新鲜程度如何
描述污染物排除有效性的参数
污染物到达考察区域的程度及所需时间
与热舒适关系密切的有关参数
25
均匀混合气流组织的描述参 数
对于一个均与混合的房间,换气次数或名义 时间常数就可以反映房间的通风情况。 换气次数 n=Q/V 次/h
第六章 通风与 气流组织
1
通风(空调)的目的与方法
通风(空调)的目的 1. 保证排除室内污染物。 2. 保证室内人员热舒适。 3. 满足室内人员对新鲜空气的需要。 通风(空调)系统要配以合理的气流组织形 式 方法分自然通风和机械通风两种。
2
自然通风
特点:
自然通风是指利用自然的手段(热压、风压 等)来促使空气流动而进行的通风换气方式。
气流分布的研究方法
数值求解法 半经验公式法 示踪气体实验法
置换通风数值求解 方法的空间模型
1-壁橱,2-桌子 ,3-计算机,4人,5-灯,6-送 风口,7-回风口
20
置换通风的速度场
21
置换通风的温度场

通风与气流组织

通风与气流组织
63
常用的计算软件 • PHOENICS • FLUENT • Airpak
64
数值求解的研究方法
1-壁橱,2-桌子 ,3-计算机,4人,5-灯,6-送 风口,7-回风口
65
置换通风的速度场
66
置换通风的温度场
67
置换通风的污染物浓度场
• 置换通风中,污染物浓度高的部位在上方 。
68
置换通风的空气年龄场
w
Pb (Pa ) Pb Pa
PPx’bb
b
Kb
Pb
gh(w n )
热压
tw w
h
tn n
Pa a
PPx’aa
7
Ka
(二)余压的概念(p185)
• 室内某一点的压力 和室外同标高未受 扰动的空气压力的 差值。 o
• 余压为正,风口排 风;余压为负,风 口进风。
d
dC

V GC0 M GC
dC GC0 M GC
d
V
31
全面混合式通风的基本微分方程式 (稀释污染物所确定的方程)
• 在通风量一定、室内初始浓度为C1的时候 ,求C2与通风时间的关系:
C2

C1
e
xp

G
V



M G

C0
1
exp
最好
机械和自然通 风 61
计算流体动力学CFD的发展背景
计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)是利用数值计算方法通 过计算机求解描述流体运动的数学方程,揭示流 体运动内在规律的一门新兴学科。
计算机表现出在速度、内存等方面的巨大潜 力之后,才有越来越多的学者通过离散算法、迭 代方法等计算数学领域的研究活动,使流体力学 有了与计算机结合的可能,为CFD的飞速发展奠 定了基础。

第六章通风与气流组织wlf第二节

第六章通风与气流组织wlf第二节
关。 污染源越靠近排风口,排空时间越小。
28
2.排污效率与余热排除效率
对整个房间来说,排污效率:
n Ce Ce Cs
t C
C Cs
对房间任一点来说,
p Ce Cs
Cp Cs
29
排污效率的意义:
衡量稳态通风性能的指标,表示送风排除污染物的 能力。
对相同的污染物,在相同的送风量时,能维持较低 的室内稳态浓度,或者能较快的将室内初始浓度降 下来的气流组织,排污效率高。
36
小结
可以用空气龄、换气效率和送风可及性三种 指标评价某种通风形式的通风效率
用污染物含量、排空时间;排污效率、污染 物年龄、污染源可及性对污染物排除有效性进 行评价。
评价热舒适性的指标有不均匀系数、ADPI 换气次数、名义时间常数也是评价室内气流
组织好坏的重要指标。
37
23
稳态送风可及性
稳态时的送风可及性反映了空间各点的 空气有多少来自这个风口,有多少来自 那个风口
根据送风可及性的大小,可以确定各风 口对空间各处的影响程度,从而可更有 针对性地调节各送风口的参数来改变空 间各处的值
24
三、污染物排除有效性的描 述参数
污染物含量、排空时间 排污效率 污染物年龄 污染源可及性
均温度, ηt>1
31
3.污染物年龄
定义:污染物从产生到当前时刻的时间。 污染物驻留时间:污染物从产生到离开房间
的时间。 与空气龄相同:概率分布函数、累计分布函
数。 与空气龄不同:某点的污染物年龄越短,污
染物越容易来到该点,IAQ差。
32
4.污染源可及性(Accessibility of
25
1.污染物含量和排空时间

建筑环境学通风与气流组织

建筑环境学通风与气流组织

建筑环境学通风与气流组织建筑环境学涉及建筑物内外的所有环境要素。

通风和气流组织是其中两个重要的组成部分,它们对建筑物内部的空气调节、保持舒适室内环境、控制室内污染物和减少病原体传播等方面都起着至关重要的作用。

本文将介绍通风和气流组织的概念、原理、分类和特点,以及其在建筑环境学中的应用。

一、通风的概念、原理和分类1.1 通风的概念通风是指通过人工或自然的方式,将新鲜空气引入室内,将污浊空气排出室外,保持室内空气的新鲜、净化、循环和调节。

1.2 通风的原理通风的原理包括以下几个方面:•自然风:因为地球旋转,大气层会形成气压系统。

当地表气压高时,空气会流向气压低的地方,形成自然风。

•气流差异:由于室内外温度、湿度、气压等因素的差异,形成气流,促进新鲜空气的引入和污浊空气的排出。

•机械通风:通过风机、空调等机械设备,人工引入新鲜空气,带走污浊空气,实现空气的循环和调节。

1.3 通风的分类通风根据其方式分为以下几种类型:•自然通风:未使用任何机械设备,仅通过自然因素实现空气的循环和调节。

•强制通风:通过机械系统驱动,强制引入新鲜空气和排出污浊空气。

•混合通风:将自然风和机械通风相结合,使得空气的循环和调节更加详细。

•正压通风:通过增加室内空气压力,使得污浊空气自然流向室外。

•负压通风:通过减少室内空气压力,使得新鲜空气自然流向室内。

二、气流组织的概念、原理和特点2.1 气流组织的概念气流组织是指通过人工或自然的方式,调节和优化室内气流,确保空气的质量、温度、湿度和速度符合人体舒适所需。

2.2 气流组织的原理气流组织的原理包括以下几个方面:•气流方向:根据空气的密度和温度等物理因素,形成升温气流和下降气流,以促进空气的循环和调节。

•气流速度:适度的气流速度可以确保空气的质量和舒适度,过大或过小则可能对人体健康产生影响。

•气流质量:气流中应不含有有害物质和过高或过低的湿度和温度等因素。

•气流分布:气流应合理地分布到整个室内,使得室内空气质量的不均匀性减少。

第六章-通风与气流组织

第六章-通风与气流组织

2、空气扩散性能指标(ADPI)
(1)定义:
• 满足规定风速和温度要求的测点数与总测点比。
(2)实际: • 考虑空气温度与风速对人体的综合作用:
⊿ET=(ti-tn)—7.66(ui-0.15) 式中,⊿ET~有效温度差, ti、tn、ui~工作区某点的空
气温度、设计室内温度、空气流速。 • 符合多数人舒适要求的⊿ET在-1.7~+1.1之间。 (3)实用式、数值:
• CFD法:“在计算机上虚拟地做实验”~依据室内空 气流动的数学物理模型,将房间划分为许多小的控制 体,把控制空气流动的连续的微分方程组离散为非连 续的代数方程组。再结合实际的初始、边界条件,在 计算机上求解离散所得代数方程组,作为房间内空气 分布情况。
• 高层次、知识密集度较高的商业产品:PHOENICS (FLAIRE)、CFX、FLUENT(Airpak)、STAR-D
有利于自然通风。 • 主房间应布置在夏季的迎风面,辅助房间则
布置在背风面;改进门、窗结构和内开口。 • 房间进气口不能正对夏季风向时,可设置导
流板、采用绿化或台阶式平面组合等方法。 • 布置建筑内部的开口位置,应是室内流场分
布均匀。 • 努力引风、导风、透风—利用天井、楼梯间、
屋顶开天窗等。
2)建筑群的布局
2、按照实现机理或流动动力分
(1)自然通风(空调) • 利用自然的手段(热压和风压等)来促
使空气流动而进行的通风方式。 1)优点: • 无需耗能或消耗很少的动力, • 系统简单、占地面积小, • 经济~投资少,运行费用低, • 通风效果好; 2)局限: • 受气象条件、建筑结构和布局的限制;德国议会大厦自然通风 • 注意城市大气质量、涡流风的影响; • 可控性低,风量可能不足。

建筑设备节能技术-补充-通风和气流组织共63页

建筑设备节能技术-补充-通风和气流组织共63页
文 家 。汉 族 ,东 晋 浔阳 柴桑 人 (今 江西 九江 ) 。曾 做过 几 年小 官, 后辞 官 回家 ,从 此 隐居 ,田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材, 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
特点 可控制性强。可通过调整风口、风量等控制室内气流分布 需要消耗 能源 初投资和运行费都比较高
7
自然通风
基本原理:只要建筑开口两侧存在压力差P,就会 有空气流过开口。流过的风速为:
P
=2P= 2P
驱动力压差
热压:温差引起的空气密度差导致建筑开口内外的压差 风压:室外绕流引起建筑周围压力分布的不同形成开口处的
室内污染物允许浓度 室外污染物浓度 室内污染物发生量:发生量已知否???
室内污染物产生对换气量的要求
人体代谢生物污染:以CO2浓度或臭气强度指数 为指标确定换气量
消除烟臭的要求根据吸烟量确定 污染物发生量:VOC等微量产生的污染难以监测,
通风量的确定仍然是需要研究的问题。
24
室内气流分布的描述参数--气流分布与室内环境
22
室内气流分布的描述参数--通风量
新风通风换气量
常用民用建筑新风量范围 以坐为主、少吸烟、久逗留场所
活动 强度
静坐 极轻 轻 中等 重
CO2 发生量 (m3/h.人)
0.0144 0.0173 0.023 0.041 0.0748
不同 CO2 允许浓度下必须的新风量(m3/h.人)
0.1%
0.15%
1
0







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第六章室内气流环境营造的理论基础
绪论
合理的气流组织是实现室内热湿环境和保证空气品质的最终环节。

狭义:上(下、侧、中)送上(下、侧、中)回或置换送风、个性化体送回风形式。

广义:一定的送风口形式和送风参数所带来的室内气流分布(a i r
d i s t r i b u t i o n)。

本章所讨论的为广义气流组织!
第一节室内气流环境营造方法概述
目的:
●保证排除室内污染物
●保证室内人员热舒适
●满足室内人员对新鲜空气的需要
通风:送风+排风=通风系统
自然通风:依靠自然风压、热压作用进行通风
机械通风:利用风机等机械设备进行通风
多层建筑的热压引起的自然通风
热压作用模拟的建筑模型
每层有上下两个开口
室内空气速度分布
室内空气温度分布
风洞模型实验
风洞模型实验
风压和热压的联合作用
风压和热压的联合作用
自然通风的主要优点
自然通风对于温带气候的很多类型建筑均适用
自然通风比机械通风经济
如果开口数量足够、位置合适,空气流量较大
不需要专门的机房
不需要专门的维护
自然通风的缺陷
通风量难以控制
在进深大,房间密度大的建筑自然通风难以保证新风的充分输入和平衡分配
在噪声和污染比较严重的地区不适用
一些自然通风的设计可能会带来安全隐患,应预先采取措施
自然通风的风道需要比较大的空间,经常受到建筑形式的限制
常见的自然通风形式
自然通风的主要实现形式
•穿堂风
•单面通风
•被动风井通风
•中庭通风
第三节稀释法与置换法
-机械通风
置换通风的两种类型
热羽流置换通风
单向活塞流置换通风:水平单向流、垂直单向流
实际送风的气流形式
决定混合通风气流组织的因素主要包括:送风口位置、送风口类型、送风量、送风参数等。

几种典型的气流形式:上送上回、上送下回、下送下回、侧送上下回。

第五节室内气流环境评价指标
理想的气流分布形式
两种典型的理想气流分布是均匀混合和活塞流动
均匀混合模型:
活塞流动模型:
不同的气流分布会形成完全不同的热湿环境和室内空气品质
实际气流的评价方法
实际的气流分布都不会是理想的气流形式,因此需要对实际气流分布好坏进行评价的方法。

根据通风气流的目的,气流分布的评价分为三个方面
通风有效性
排污有效性
能量利用有效性与热舒适
通风有效性评价的三个方面
空气龄
换气效率
可及性
1空气龄(A i r A g e)
最早于20世纪80年代由S a n d b e r g提出。

空气龄是指送风到达房间某点的时间。

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。

与空气龄相关的两个参数
残余时间(R e s i d u a l l i f e t i m e)
空气从当前位置到离开房间的时间
驻留时间(R e s i d e n c e t i m e)
空气离开房间时空气龄
空气龄、残余时间和驻留时间示意图空气龄的频率分布函数和累积分布函数
从统计角度来看,房间中某一点的空气由不同的空气微团组成,这些微团的年龄各不相同。

因此该点所有微团的空气年龄存在一个频率分布函数f(τ)和累计分布函数F(τ)
空气龄与频率分布函数和累积分布
函数的关系
几处典型的空气龄或时间
出口处的空气龄
出口这一点的空气龄
平均驻留时间
出口空气驻留时间的质量平均
房间平均空气龄
房间各点空气龄的体平均
示踪气体
利用示踪气体研究建筑物空气分布与渗透特性是通风实验测量的重要手段。

示踪气体的目的是准确标识室内空气流动特性,因此必须:
⏹具有被动特性
⏹具有可测性
⏹具有稳定性
⏹具有无毒性等。

常见的示踪气体包括甲烷、S F6、二氧化碳等。

示踪气体的常见释放方法
脉冲法(p u l s e m e t h o d):
上升法(s t e p-u p m e t h o d):
下降法(或衰减法)(s t e p-d o w n o r d e c a y m e t h o d):
具体定义见教材,并划线标注!
2换气效率
对于理想“活塞流”的通风条件,房间的换气效率最高。

此时,房间的平均空气龄最小,它和出口处的空气龄、房间的名义时间常数存在以下的关系:
换气效率的定义及含义
定义实际通风条件下房间平均空气龄与活塞流下的比值为
换气效率(该值不大于1),它反映了新鲜空气置换原有空气的快慢与活塞通风下置换快慢的比较
空间各点的换气效率
空间各点的换气效率
空间各点的换气效率可以大于1,反映了新鲜空气替换原有空气的有效程度
3送风可及性
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
近年来的恐怖袭击和反恐通风,以及S A R S期间有害病毒传播的范围,使人们越来越关注有限时间内送风的有效性
送风可及性的定义
该送风口对空间任一位置在时间 时的可及性定义为
可及性的物理意义
可及性是流场自身的特性,与示踪气体无关
可及性反映了在一定时间内,各风口送风到达空间各点的相对程度
单一风口经过足够长时间后,空间各点的可及性均为1
多个风口经过足够长时间后,在空间各点的可及性和为1
稳态送风可及性
稳态时的送风可及性的物理意义。

(解释)
根据送风可及性的大小,可以确定各风口对空间各处的影响程度。

小结
可以用空气龄、换气效率和送风可及性三种指标评价某种通风形式的通风效率
空气龄可以用示踪气体方法测量,有三种释放示踪气体的方法
可及性反映了各送风口的空气在给定时间到达空间各处的有效程度。

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