建筑环境学第六章通风与气流组织
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哈工大-建筑环境学-第6章1
Clean air
Indoor air quality
10
通风的目的
Indoor air quality
Removes contaminants generated by processes such as cooking, burning.
Clean air
11
通风的目的
Creates some degree of air movement which is essential for occupant’s feelings of freshness and comfort.
P’b Pxb
Kb b
Pb
gh( w n )
热压
tw w
Pa
tn n
P’a Pxa
25
a Ka
h
2.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。 • 余压为正，风口排 风；余压为负，风 口进风。
b
o
h2
中和面
o
h1
a
Px Pxa gh( w n )
• 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。 • 分类：1）机械送风-自然排风 系统；2）机械排风-自然送风 系统；3）机械送排风系统
自然通风的作用原理及可提供的通风量
• 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：
• • 流过的体积风量为： Q F＝F 2P • 流过的质量风量？ • 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：室外气流绕流引起建筑周围压力分布的不同形 成开口处的压差。 24 ＝
建筑设备节能技术-补充-通风和气流组织
24
室内气流分布的描述参数－－气流分布与室内环境
气流分布(气流组织)评价的方法
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
描述污染物排除有效性的参数，主要反映污染物到达考察 区域的程度以及到达该区域所需要的时间，如：污染物含 量和排空时间 、排污效率与余热排除效率 、污染物年龄 、 污染源可及性
穿堂风最大深度 5m
穿堂风 Cross ventilation
15
机械通风气流组织形式
混合通风
追求均匀的室内环境 混合后的空气可能已被污染
置换通风
保证人员呼吸区的环境要求 下送风，新鲜气流先送入工作区
个性化送风
满足不同个体的特殊性要求 工位送风，独立可调
16
机械通风的气流组织形式
三种典型的送风形式
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。
23
室内气流分布的描述参数－－气流分布与室内环境
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
6
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 压差
室内气流分布的描述参数－－气流分布与室内环境
气流分布(气流组织)评价的方法
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
描述污染物排除有效性的参数，主要反映污染物到达考察 区域的程度以及到达该区域所需要的时间，如：污染物含 量和排空时间 、排污效率与余热排除效率 、污染物年龄 、 污染源可及性
穿堂风最大深度 5m
穿堂风 Cross ventilation
15
机械通风气流组织形式
混合通风
追求均匀的室内环境 混合后的空气可能已被污染
置换通风
保证人员呼吸区的环境要求 下送风，新鲜气流先送入工作区
个性化送风
满足不同个体的特殊性要求 工位送风，独立可调
16
机械通风的气流组织形式
三种典型的送风形式
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。
23
室内气流分布的描述参数－－气流分布与室内环境
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
6
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 压差
建筑环境学-第6章 室内空气环境营造的理论基础
描述污染物排除有效性的参数，主要反映污染物到达考察 区域的程度以及到达该区域所需要的时间，如：污染物含 量和排空时间 、排污效率与余热排除效率 、污染物年龄 、 污染源可及性
与热舒适关系密切的有关参数，如：不均匀系数 、空气扩 散性能指标(ADPI)
如果室内空气充分混合，那么就可以用一个集总的 参数对房间的通风效果进行总体评价
b
w
n
h
a
5
二、余压的概念
余压：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。 中和面：余压为零
以中和面作为基准面，窗孔a,b的余压？
6
b
h2
余压
o
h1
中和面
o
a
7
余压
i ( out li ) H i g 1 / 1.5 Lia ( total) Fdi [ ] 1 (1 1.5 ) m
脉冲法（pulse method）
在释放点释放少量的示踪气体，记录测量点处示踪气 体浓度随时间的变化过程。
上升法（step-up method）
在释放点连续释放固定强度源的示踪气体，记录测量 点处示踪气体浓度随时间的变化过程。
下降法（或衰减法）(step-down or decay method)
大中和面
hi i i L F i [( out in Z
i a i d
小中和面
h
的多 自层 然建 通筑 风的 )h g ] 热 压 引 起
i 1 / 1.5
H
8
三、风压作用下的自然通风
往往采用CFD 或风洞模型实验的 方法求取K值。
风压系数 Pf
Pf K
2 w
2
与热舒适关系密切的有关参数，如：不均匀系数 、空气扩 散性能指标(ADPI)
如果室内空气充分混合，那么就可以用一个集总的 参数对房间的通风效果进行总体评价
b
w
n
h
a
5
二、余压的概念
余压：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。 中和面：余压为零
以中和面作为基准面，窗孔a,b的余压？
6
b
h2
余压
o
h1
中和面
o
a
7
余压
i ( out li ) H i g 1 / 1.5 Lia ( total) Fdi [ ] 1 (1 1.5 ) m
脉冲法（pulse method）
在释放点释放少量的示踪气体，记录测量点处示踪气 体浓度随时间的变化过程。
上升法（step-up method）
在释放点连续释放固定强度源的示踪气体，记录测量 点处示踪气体浓度随时间的变化过程。
下降法（或衰减法）(step-down or decay method)
大中和面
hi i i L F i [( out in Z
i a i d
小中和面
h
的多 自层 然建 通筑 风的 )h g ] 热 压 引 起
i 1 / 1.5
H
8
三、风压作用下的自然通风
往往采用CFD 或风洞模型实验的 方法求取K值。
风压系数 Pf
Pf K
2 w
2
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。
通风与气流组织
室内气流分布的描述参数－－气流分布与室内环境
*
气流分布与室内环境的关系
气流分布(气流组织)评价的方法
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 描述污染物排除有效性的参数，主要反映污染物到达考察区域的程度以及到达该区域所需要的时间，如：污染物含量和排空时间 、排污效率与余热排除效率 、污染物年龄 、污染源可及性 与热舒适关系密切的有关参数，如：不均匀系数 、空气扩散性能指标(ADPI) 如果室内空气充分混合，那么就可以用一个集总的参数对房间的通风效果进行总体评价
气流组织对室内环境质量的意义
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 气流组织的重要性： 保证室内热湿环境和保证空气品质
*
*
第六节 通风（空调）的 目的与方法
*
*
不同气流分布预测方法的特点比较
常用的气流分布计算CFD软件
英国1981年推出的商业软件，针对暖通空调的FLAIRE，可以求解PMV和空气龄
1
PHOENICS
美国，1983年。Airpack具有风口模型、新零方程湍流模型等，并且可以求解PMV、PD和空气龄
2
FLUENT
清华大学90年代开发，有各种针对暖通空调应用的模型和功能
送风可及性(清华，2003) Accessibility of Supply Air: ASA 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 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 定义 在流场不变的条件下，假设某一送风口的空气含有浓度为Cs,i的指示剂气体，房间内部无源，则该送风口在历时T后对空间位置i的可及性为
*
气流分布与室内环境的关系
气流分布(气流组织)评价的方法
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 描述污染物排除有效性的参数，主要反映污染物到达考察区域的程度以及到达该区域所需要的时间，如：污染物含量和排空时间 、排污效率与余热排除效率 、污染物年龄 、污染源可及性 与热舒适关系密切的有关参数，如：不均匀系数 、空气扩散性能指标(ADPI) 如果室内空气充分混合，那么就可以用一个集总的参数对房间的通风效果进行总体评价
气流组织对室内环境质量的意义
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 气流组织的重要性： 保证室内热湿环境和保证空气品质
*
*
第六节 通风（空调）的 目的与方法
*
*
不同气流分布预测方法的特点比较
常用的气流分布计算CFD软件
英国1981年推出的商业软件，针对暖通空调的FLAIRE，可以求解PMV和空气龄
1
PHOENICS
美国，1983年。Airpack具有风口模型、新零方程湍流模型等，并且可以求解PMV、PD和空气龄
2
FLUENT
清华大学90年代开发，有各种针对暖通空调应用的模型和功能
送风可及性(清华，2003) Accessibility of Supply Air: ASA 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 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 定义 在流场不变的条件下，假设某一送风口的空气含有浓度为Cs,i的指示剂气体，房间内部无源，则该送风口在历时T后对空间位置i的可及性为
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)
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
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
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
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
△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
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
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
第6章通风与气流组织-2011(4)
d dC V QC s M QC
dC QC s M QC d V
在通风量Q一定、室内初始浓度为C1的时候， 求C2与通风时间的关系：
Q，Cs C
Q M Q 1 exp C 2 C1 exp Cs V Q V
关于人体代谢污染的问题，第一印象 (First Impres sion) 使 80%的人能够满意的最小新风 量是 27 m3/h人，对于已适应了室内环境的 90%的人能够满足的最小新风量只需 9 m3/h人。
26
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
4
本章内容
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
5
通风（空调）的 目的与方法
6
通风换气或空气调节
采用稀释方法控制室内环境
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
对于温带的很多类型的建筑都适用 比机械通风经济 如果开口数量足够，位置合适，空气流量大 不需要专门的机房和维护。
18
常见的自然通风的形式
中庭通风
由于受热， 气流上升 中间隔断尽可能小
风井通风
空气从 下面的 开口进 入
单面通风
高度，h
高度，h
穿堂风 Cross ventilation
19
穿堂风最大深度 5m
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
dC QC s M QC d V
在通风量Q一定、室内初始浓度为C1的时候， 求C2与通风时间的关系：
Q，Cs C
Q M Q 1 exp C 2 C1 exp Cs V Q V
关于人体代谢污染的问题，第一印象 (First Impres sion) 使 80%的人能够满意的最小新风 量是 27 m3/h人，对于已适应了室内环境的 90%的人能够满足的最小新风量只需 9 m3/h人。
26
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
4
本章内容
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
5
通风（空调）的 目的与方法
6
通风换气或空气调节
采用稀释方法控制室内环境
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
对于温带的很多类型的建筑都适用 比机械通风经济 如果开口数量足够，位置合适，空气流量大 不需要专门的机房和维护。
18
常见的自然通风的形式
中庭通风
由于受热， 气流上升 中间隔断尽可能小
风井通风
空气从 下面的 开口进 入
单面通风
高度，h
高度，h
穿堂风 Cross ventilation
19
穿堂风最大深度 5m
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
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
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
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。
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。
建筑环境学第六章通风与气流组织
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%
第六章
通风与气流组织
1
气流组织对室内环境质量的意义
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
气流组织的重要性：
保证室内热湿环境和保证空气品质
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。21.8.2321.8.2314:59:0614:59:06August 23, 2021
14、市场营销观念：目标市场，顾客需求，协调市场营销，通过满足消费者需求来创造利润。2021年8月23日星期一下午2时59分6秒14:59:0621.8.23
送风可及性(清华，2003)
Accessibility of Supply Air: ASA
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
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
定义
在流场不变的条件下，假设某一送风口的空气含有浓度为
Cs,i的指示剂气体，房间内部无源，则该送风口在历时T后
等于送风参数
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%
第六章
通风与气流组织
1
气流组织对室内环境质量的意义
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
气流组织的重要性：
保证室内热湿环境和保证空气品质
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。21.8.2321.8.2314:59:0614:59:06August 23, 2021
14、市场营销观念：目标市场，顾客需求，协调市场营销，通过满足消费者需求来创造利润。2021年8月23日星期一下午2时59分6秒14:59:0621.8.23
送风可及性(清华，2003)
Accessibility of Supply Air: ASA
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
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
定义
在流场不变的条件下，假设某一送风口的空气含有浓度为
Cs,i的指示剂气体，房间内部无源，则该送风口在历时T后
等于送风参数
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
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
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。
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小中和面
引
起
的风 自压 然作 通用 风下
风压作用下的自然通风
往往采用CFD或 风洞模型实验的方法 求取K值。
风压系数
Pf
Pf
K w2
2
w
风洞模型实验
风压和热压的联合作用下的
自然通风
2
2
P b P x b K b2 ww P x a h (w g n ) K b2 ww
w
Kb
Pxb
0.2%
20.6
12
8.5
24.7
14.4
10.2
32.9
19.2
13.5
58.6
34.2
24.1
106.9
62.3
44
实际上，人体在静坐至重劳动状态，肺通气量为： 11.6~80.4 L/min人，即0.7~ 4.8 m3/h人 (实际为一半)
一. 通风量、气流分布与室内环境
新风通风换气量
决定因素
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。
一. 通风量、气流分布与室内环境
一. 通风量、气流分布与室内环境
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%
均匀混合：气流充分混合，各处参数完全一样 活塞流动
实际情况都不是均匀混合和活塞流动，而要 复杂得多
室内空气环境的评 价指标
一. 通风量、气流分布与室内环境 二. 理想稀释与置换时的描述参数 三. 送风有效性的描述参数 四. 污染物排除有效性的描述参数 五. 空气扩散性能与均匀指标
一. 通风量、气流分布与室内环境
b
tw w
Pa PxaKa2w 2 w K a a
h
tn n Pxa
常见的自然通风的形式
中庭通风
空气从 下面的 开口进 入
由于受热， 气流上升
中间隔断尽可能小
风井通风
单面通风
高度，h 高度，h
穿堂风最大深度 5m
穿堂风 Cross ventilation
机械通风
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
室内空气环境营造的方法
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
通风是最基本的方法
功能
对污染物与热污染进行移除
通风的方式
自然通风 机械通风
第六章
通风与气流组织
清华大学 建筑学院 建筑技术科学系
气流组织对室内环境质量的意义
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
气流组织的重要性：
保证室内热湿环境和保证空气品质
本章内容
室内空气环境营造方法 室内空气环境的评价指标 主要评价指标的测量方法
室内空气环境营 造方法
室内空气环境的基本要求
满足室内人员对新鲜空气的需求
保证主观感受的满意度
保证室内人员的热舒适
保证温湿度、风速要求
保证室内污染物不超标
各种污染物需要被稀释和移除
优点：可控制性强
可通过调整通风设备控制风量 可通过调整风口、风量等控制室内气流分布
局限性：成本高
需要消耗能源 初投资和运行费都比较高 需要维护管理 设备需要占据空间，并可能带来噪声
机械通风气流组织形式
混合通风：稀释法
追求均匀的室内环境 混合后的空气可能已被污染
置换通风：置换法
保证人员呼吸区的环境要求 下送风，新鲜气流先送入工作区
热压通风
P b ( P a ) P b P a g (w h n )
b
w
n h
a
热压通风的基本概念
b
余压
h2
o
中和面
o
h1
a
H h
余压
的自 多层 Lia(tot)alFdi[(oi(1ut m 1li1).5H )ig]1/1.5
然建
通筑
大中和面
风的
热压 LiaF di Z hii[(o i ut iin )hig]1/1.5
稀释法（均匀混合） 置换法（活塞置换） 局部保障法（个性化送风）
自然通风
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
优点
不消耗动力或消耗很少的动力，节能 可以用充足的新鲜空气保证室内的空气品质 不需要专用机房，不需要专门维护 可以带来较宽的舒适范围
局限性
受建筑设计限制，难以控制总通风量 难以保证新风在室内得到合理的分布 室外污染严重（包括噪声）时不适用 气候条件不适合时不适用 往往需要居住者进行通风口的调节
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 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
通风换气量的评价指标
个性化送风：局部保障法
满足不同个体的特殊性要求 工位送风，独立可调
机械通风的气流组织形式
三种典型的送风形式
混合通风 置换通风 个性化送风
Fanger 教授的比方：
混合通风
置换通风 或
个体送风
混合通风的气流形式
上送上回
上送下回
下送下回
侧送上下回
理想的气流分布形式
两种典型的理想气流分布
通风量与 IAQ的关系
一. 通风量、气流分布与室内环境
通风量与 IAQ的关系
美国(欧洲)对学校，办公室的最新研究表明 新风量与SBS之间有着一定的关系，当新风量 小于36 m3/h人时，SBS 问题变得显著。
关于人体代谢污染的问题，第一印象 (First Impres sion) 使 80%的人能够满意的最小新 风量是 27 m3/h人，对于已适应了室内环境的 90%的人能够满足的最小新风量只需 9 m3/h 人。