大空间建筑气流组织.ppt
大空间建筑气流组织(二)
人工冰场气流组织
• 防止馆内产生大循环流
用CFD模拟证实了双层屋顶的有效性
人工冰场气流组织
• 冰场消雾措施
冰场表面附近温度接近冰温，但随着高度增加，迅速接近室 温。室内空气与冰面空气汇合后的状态处于焓湿图的雾区，即能 形成雾气。要解决这一问题的通常做法是： ①向冰面送风，加强室内空气与冰面附近空气的混合，使混合后 空气状态点接近室内空气状态。最好上送下回，回风口接近冰场。 ②室内冰场加装除湿后的送风系统。或利用冰场回流盐水在空气 处理箱中循环，进行去湿处理，降低室内局部地区的露点温度。 ③对于过渡季节采用自然通风的冰场，要注意室外的温湿度参数， 湿空气不能应用。
• CFD Computational Fluid Dynamics 计 算流体力学
CFD软件应用的通用流程Leabharlann 顶送四角回风手术室数值模拟
均布四个送风口模拟
高大空间恒温室气流数值分析
• 某高大空间，长宽均为 30m，高20m，内部总安 装功率为1250kw，设备 的表面温度约为55℃。 整个空间要求控制温度 为20℃，恒温区(地上 10m高度以内的空间)要 求温度为20℃±0.5℃， 气流速度≤0.5m／s。
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• 中庭 防火 应考 虑的 各种 因素
常见的气流组织形式有哪些？
常见的⽓流组织形式有哪些？暖通知识常见的⽓流组织形式有哪些？1.侧板送风侧板送风是⽬前常⽤的⽓流组织形式。
风道位于房间上部，沿墙敷设，在风道的⼀侧或两侧开送风⼝。
可以上送风，上回风，也可以上送风，下回风。
它的特点是风⼝应贴顶布置，形成贴附式射流，回风区进⾏热交换。
回风⼝设在送风⼝的同侧，风速为2～5m/s。
冬季送热风时，调节百叶窗使⽓流向斜下⽅射出。
2.散流器送风散流器送风可以进⾏平送和侧送。
它也是在空⽓回流区进⾏热交换。
射流和回流流程较短，通常沿顶栅形成贴附式射流时效果较好。
它适⽤于设置顶栅的房间。
3.条缝送风条缝送风通过条缝形送风⼝进⾏送风，其射程较短。
温差和速度变化较快，适⽤于散热量较⼤只求降温的房间，例如纺织⼚、⾼级公共民⽤建筑等都有采⽤条缝送风。
4.喷⼝送风喷⼝送风经热、湿处理的空⽓由房间⼀侧的⼏个喷⼝⾼速喷出，渡过⼀定的距离后返回。
⼯作区处于回流过程中，这种送风⽅式风速⾼，射程远，速度、温度衰减缓慢，温度分布均匀。
适⽤于⼤型体育馆、礼堂、剧院及⾼⼤⼚房等公共建筑中。
5.孔板送风孔板送风利⽤顶栅上⾯的空间作为静压箱。
在压⼒的作⽤下，空⽓通过⾦属板上的⼩孔进⼊室内。
回风⼝设在房间下部。
孔板送时，射流的扩散及室内空⽓混合速度较快，因此⼯作区内空⽓温度和流速都⽐较稳定，适⽤于对区域温差和⼯作区风速要求严格，室温允许波动较⼩的场合室外排⽔管材应满⾜以下⼏点要求:(1)管材内壁应光滑，具有耐蚀和耐冲刷性。
(2)管材本⾝应具有⼀定的机械强度和承受来⾃⼟壤及地⾯荷载的能⼒。
(3)管材应具有⼀定的抗渗能⼒。
室外排⽔管材多采⽤⾮⾦属管。
常⽤的有混凝⼟管、钢筋混凝上管、排⽔铸铁管、硬质聚氯⼄烯管、带釉⾯缸⽡管等，混凝⼠管管径超过400多采⽤钢筋混凝⼟管，常⽤于⾬污⽔系统。
排放含酸碱性较强的污⽔可采⽤缸⽡管。
缸⽡管具有内壁光滑、较强的耐酸碱性能，但承压能⼒差，质脆易碎。
塑料管具有较强的耐蚀性、质轻、易于加⼯、施⼯⽅便，但应选择管壁较厚、刚度较⼤的管材。
空间的气流组织和分配
3、平行射流的叠加
当两股平行射流距离 比较近时，射流的发展相 互影响。汇合之后，射流 边界相交，互相干扰并重 叠，逐渐一股总射流。总 射流的中心速度逐渐增大， 直至最大，然后再逐渐衰 减直至趋近于零
1.1.2 回风气流的基本流动规 律
• 研究内容：在一定的回风口面积、形式和回风速度条件 下，研究气流速度和温度的沿程变化。
• 目的：根据汇流规律，合理布臵回风口的数量和位臵， 使其与送风口相配合，保证室内气流的均匀性和稳定性， 不出现“死角或短路”现象。
（1）点汇的气流流动
回风口与送风口的空气流动 规律完全不同。 送风射流:扩散，形成点源。 回风气流:集中,形成点汇。 在吸风气流作用区内，任意 两点间的流速变化与据点汇的 距离平方成反比。
遮光百叶风口
• 用于暗室通风
2、散流器（celling diffusers)
• 适用：吊顶送风
• 根据顶棚形状和定型产品样本建议的流程、 间距，面积不超过1：1.5 • 盘式：平送 • 送吸式：上送上回
• 直片式：上送或平送
• 流线型：下送
方矩形散流器: 气流形式为贴 附（平送）型 圆形散流器
• 双层：短叶片用于改变气流的方向; 长叶片可以使送风气 流贴附顶棚或下倾一定的角度(当送暖风时).
• 三层：对开叶片调风量，两层百叶调角度，高精度空调
• 适用：侧送，有导向功能。
活动双层百叶送风口
• 可与风机盘管配套，或 者用于集中式空调系统 • 风口的叶片可在0-90度 的范围内任意调节，从 而得到不同的送风距离 和扩散角 • 配合对开多叶调节阀， 可以调节风量
喷口型式、特征及适用范围
气流组织(PPT115页)(1)
首都机场喷口
气流组织(PPT115页)(1)
图所示的球形喷口又称为球形旋转式喷口。
该风口的球形壳体上带有圆形可调送风量的短喷嘴， 转动风口的球形壳体，可使喷嘴位置在一定范围内上 下左右变动，从而很方便地改变气流送出方向；
改变喷嘴处的阀片位
置，还可调节送风量
的大小。
图8-18 上送式旋流风口
1-出风格栅 2-集尘箱 3-旋流叶片
气流组织(PPT115页)(1)
上送式旋流风口优 点
送风气流与室内空 气混合好，速度衰 减快，格栅和集尘 箱可以随时取出清 扫。
适用场合
室内下部空调负荷 大的场合(如计算 机房)，以及只需 要控制室内下部空 气环境的高大房间 (如展览馆）。
空调风口
§ 包括送风口和回风口。 § 空调风口的形式对空调房间内气流及温度、湿度等空气
参数的分布情况有很大影响。 § 对于空调房间的使用者来说，通常空调风口是整个空调
系统惟一可看见的装置，因此空调系统所选用的空调风 口不但应当很好的实现对其功能的要求，而且外观还要 与室内装饰相协调，并得到使用者的认可。 § 全面了解空调风口的形式和特点对选用合适的送回风口 十分重要。
气流组织(PPT115页)(1)
喷口送风的优点
射程远、送风口数量需要少、系统简单、投资较小。
常用场合
空间较大的公共建筑（如体育馆、影剧院、候机厅、展 览馆等）和室温允许波动范围要求不太严格的高大厂 房。
气流组织(PPT115页)(1)
4.条缝风口
或称条缝型风口。按风口的条缝数分有单条缝、 双条缝和多条缝等形式。
气流组织(PPT115页)(1)
(2)双层百叶风口 ▪ 是双层活动百叶风口的简称。 ▪ 它有两组相互垂直的活动可调叶片，分外层和内层布置，
气流组织设计
第一章气流组织设计7.4.1 空调区的气流组织设计，应根据空调区的温湿度参数、允许风速、噪声标准、空气质量、温度梯度以及空气分布特性指标(ADPI)等要求，结合内部装修、工艺或家具布置等确定；复杂空间空调区的气流组织设计，宜采用计算流体动力学(CFD)数值模拟计算。
7.4.2空调区的送风方式及送风口选型，应符合下列规定：1 宜采用百叶、条缝型等风口贴附侧送；当侧送气流有阻碍或单位面积送风量较大，且人员活动区的风速要求严格时，不应采用侧送；2 设有吊顶时，应根据空调区的高度及对气流的要求，采用散流器或孔板送风。
当单位面积送风量较大，且人员活动区内的风速或区域温差要求较小时，应采用孔板送风；3 高大空间宜采用喷口送风、旋流风口送风或下部送风；4 变风量末端装置，应保证在风量改变时，气流组织满足空调区环境的基本要求；5 送风口表面温度应高于室内露点温度；低于室内露点温度时，应采用低温风口。
7.4.3采用贴附侧送风时，应符合下列规定：1 送风口上缘与顶棚的距离较大时，送风口应设置向上倾斜10°～20°的导流片；2 送风口内宜设置防止射流偏斜的导流片；3 射流流程中应无阻挡物。
7.4.4采用孔板送风时，应符合下列规定：1 孔板上部稳压层的高度应按计算确定，且净高不应小于0.2m；2 向稳压层内送风的速度宜采用3 m／s～5m／s。
除送风射流较长的以外，稳压层内可不设送风分布支管。
稳压层的送风口处，宜设防止送风气流直接吹向孔板的导流片或挡板；3 孔板布置应与局部热源分布相适应。
7.4.5采用喷口送风时，应符合下列规定：1 人员活动区宜位于回流区；2 喷口安装高度，应根据空调区的高度和回流区分布等确定；3 兼作热风供暖时，宜具有改变射流出口角度的功能。
7.4.6采用散流器送风时，应满足下列要求：1 风口布置应有利于送风气流对周围空气的诱导，风口中心与侧墙的距离不宜小于1.0m；2 采用平送方式时，贴附射流区无阻挡物；3 兼作热风供暖，且风口安装高度较高时，宜具有改变射流出口角度的功能。
第六章_通风与气流组织第一--三节
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。
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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
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常见风口类型---置换通风
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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。
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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
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二、通风有效性描述参数
空气龄 换气效率 可及性
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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。
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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
气流组织形式
空气调节技术承德石油高等专科学校气流组织形式气流组织设计：合理地布置送风口和回风口室内空气没有循环不均匀现象；空调区温度、湿度、空气流速、洁净度满足使用要求；送风气流不易形成短路。
123形式：按照机理不同可分为上（顶）部混合式置换通风式单向流式地板送风式工位与环境结合式一、上（顶）部混合式先混合空调区按送回风口的位置可分为三种形式1.上送下回按送回风口的位置可分为三种形式1.上送下回主要特点：易形成均匀的温度场和速度场，但施工不便。
应用：（1）有恒温要求和洁净度要求的工艺性空调；（2）冬季以送热风为主，空调房间较高的舒适性空调系统。
2.上送上回方式上送上回的气流分布a）单侧送风b）双侧由内向外送风c）双侧由外向内送风d）送风与回风不在同一侧e）顶棚送风与回风两用散流器2.上送上回方式特点：应用：施工方便，气流均匀性不如上送下回式。
舒适性空调最常用的方式。
夏季降温为主，房高较低的舒适性空调；冬夏均使用，房间下部无法布置回风口的场合；精度要求不高的恒温工艺空调。
1233.中送风方式中送风下回风的气流分布a）中送风、下回风b）中送风、下回风加顶排风3.中送风方式特点：有一定节能效果，竖向存在温度“分层”现象。
应用：高大空间的空调系统，如高大厂房。
二、置换通风系统原理：新鲜空气以低风速、高送风温度（≥18℃）的状态送入活动区下部，在送风及室内热源形成的上升气流的共同作用下，将污浊空气提升至顶部排出。
置换通风的流态特点：在相同设计温度下，活动区里所需的供冷量较少；活动区内的空气质量好；12活动区：保证热舒适性和空气品质；非活动区：允许温度和污染物不达标。
存在热力分层现象3应用：教室、会议室、剧院、超市、体育馆等公建以及厂房等高大空间场合。
三、地板送风地板送风系统原理：利用结构或架空地板，将调节好的空气直接送到人员活动区或附件的地板送风口，吸收空调区的余热余湿后，从顶棚回风口排出。
特点：能有效改善热舒适性、增加通风效率、减少能耗等，但需考虑地面的清洁性并提高处理装置的过滤要求。
气流组织形式
第2.4.1条空气调节房间的气流组织,应根据室内温湿度参数、允许风速和噪声标准等要求，并结合建筑物特点、内部装修、工艺布置以及设备散热等因素综合考虑，通过计算确定。
第2.4.2条空气调节房间的送风机及送风口的选型,应符合下列要求;一、一般可采用百叶风口或条缝型风口等侧送,有条件时,侧送气流宜内贴附.工艺性空气调节房间,当室温允许波动范围小于或等于±0.5ºC 时,侧送气流应贴附;二、当有吊顶可得用时,应根据房间高度及使用场所对气流的要求,分别采用圆型、方型和条缝型散流器和孔板送风，当单位面积送风量较大，且工作区内要求风速软件包小或区域温差要求严格时，就采用孔板送风。
三、空间较大的公共建筑和室温允许波动范围大于或等于±0.1ºC 的高大厂房，可采用喷口或旋流风口送风。
注：1、工艺设备对侧送气流有一定的阻碍或单位面积送风量较大，使工作区的风速成不能满足要求时，不应采用侧送。
2、电子计算机房，当其设备散热大且上都有排热装置时，可采用地板送内方式。
3、设置窗式空调器和风机组时，不宜使气流直接吹向人体。
第2.4.3条采用贴附侧送,应符合下列要求:一、送风中上缘离顶棚距离较大时,送风口处应设置向上倾斜10~20的导流片;二、送风口内应设置使射流不致左右偏斜的导流片三、射流流程中不得有阻挡物.第2.4.4条采用孔板送风时,应符合下列要求:一、孔板上部稳压层的高度,应按计算确定,但净高不应小于0.2m;二、向稳压层内送风的速度,宜采用3~5M/S;除送风射程较长的以外,稳压层内可不设送风分布支管,在送风口处,宜装设防止送风气流直接吹向孔板的导流片或挡板.第2.4.5条采用喷口送风时,应符合下列要求:一、生活区或工作区宜处于回流区;二、喷口直径可采用0.2-0.8M;三、喷口的安装高度,应根据房间高度和回流区的分布位置等因素确定,但不宜低于房间高度0.5倍;四、兼作热风采暖时,应考虑具有改变射流出口角度的可能性。
第十一章 送、回风口的型式及气流组织形式
第二节送、回风口的型式及气流组织形式一、送风口的型式由前述可知，空调房间气流流型主要取决于送风射流。
而送风口型式将直接影响气流的混合程度、出口方向及气流断面形状，对送风射流具有重要作用。
根据空调精度、气流形式、送风口安装位置以及建筑装修的艺术配合等方面的要求，可以选用不同形式的送风口。
送风口的种类繁多，按送出气流形式可分为四种类型。
1．辐射形送风口：送出气流呈辐射状向四周扩散。
如盘式散流器、片式散流器等；2．轴向送风口：气流沿送风口轴线方向送出。
这类风口有格栅送风口、百叶送风口，喷口、条缝送风口等；3．线形送风口：气流从狭长的线状风口送出。
如长宽比很大的条缝形送风口；4．面形送风口：气流从大面积的平面上均匀送出。
如孔板送风口。
还有按送风口的安装位置分为顶棚送风口、侧墙送风口、窗下送风口及地面送风口等。
还常常将格栅送风口、百叶送风口、条缝送风口等安装在侧墙上或风管侧壁上的送风口统称为侧送风口。
下面介绍几种常见的送风口。
(一)侧送风口此类风口常向房间横向送出气流，表5—2是常用的侧送风口形式。
在百叶送风口内一般根据需要设置1—3层可转动的叶片。
外层水平叶片用以改变射流的出口倾角。
垂直叶片能调节气流的扩散角，叶片平行时扩散角只有19℃，而叶片张开时(最边缘叶片与送风口平面夹角为45℃)，扩散角可增大至60℃(图5—11)。
送风口内层对开式叶片则是为了调节送风量而设置的。
格栅送风口除可装横竖薄片组成格栅外，还可以用薄板冲制成带有各种装饰图案的空花格栅，气流通过有效面积可达53-73％。
(二)散流器散流器是一类安装在顶棚上的送风口，可以与顶棚下表面平齐，也可以在顶棚下表面以下。
散流器有圆形、方形或矩形的。
盘式散流器的送风气流呈辐射状。
片式散流器设有多层散流片，片的间距有固定的也有可调的。
使送风气流呈辐射形或锥形扩散。
还有将送风口和回风口做成一体的，分别与送、回风支管连接。
，表5—3是常见的散流器型式。
还有一种方形或矩形散流器，散流片的倾斜方向不同，各向散流片所占散流器的面积比例不同。
空气调节-气流分布PPT
以风口为起点 的轴心速度
ux 0.48 ax u0 d0
紊流系数， 取决于风口型式
二、 非等温射流
射流会发生弯曲——阿基米德数Ar
Ar——浮升力与惯性力之比 Ar大，则射流弯曲大 空调送风温度与室内温度有一定温差，射流在流动过 程中，不断掺混室内空气，射流温度逐渐接近室温。
轴线上温度分布规律可用半经验公式求得
第一节 送风射流的流动规律
层流射流 雷诺数的大小 紊流射流 等温射流 t0,tn 非等温射流 自由射流 进入空间 受限射流 受限情况
一、 等温自由射流
特征 由于紊流的横向脉动和涡流的出现，射流卷吸周围空 气，射流流量逐渐扩大，呈锥体状（扩散角）
速度不断减小 边界速度首先减小，轴心速度不变——起始段 根据动量守恒，轴心速度减小——主体段
2.条缝送风口和格栅送风口
这两种风口不能调节风量和出风方向，适用于一 般要求的空调系统，其中条缝型风口常作为风机 盘管及诱导器的出风口。
3.散流器
散流器是安装在顶棚上的一类送风口，气流从顶 棚向下送出并有一定扩散功能。 散流器的型式有两种： 平送型 下送型
平送型散流器 。
散流器平送送风射流沿着顶 棚径向流动形成贴附射流
为保证空调区的温度场、速度场达到要求散流 区送风气流组织设计计算涉及的内容如下:
(1)送风口的喉部风速 (2)射流速度衰减方程及室内平均风速
v x KA1 / 2 散流器射流的速度衰减方程为： v0 x x0 0.381 rL 室内平均风速：vm ( L2 / 4 H 2 )1 / 2
（3）轴心温差 对于散流器平送，其轴心温差衰减可近似地取：
t x v x t s v s
散流器送风气流设计步骤：
空调房间的气流组织PPT64页
(二)半经验公式
若用Fn表示垂直于单股射流的房间横截面积，则 射流自由度可表示为 Fn / d0
射流的无因次距离为 x ax / Fn 第Ⅱ临界断面的无因次距离为 x =0.2 最大回流平均速度vhp
vhp Fn 0.69 v0 d0
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四、平行射流的叠加
当两股平行射流距离比较 近时，射流的发展互相影 响。在汇合之前，每股射 流独立发展。汇合之后， 射流边界相交，互相干扰 并重叠，逐渐形成一股总 射流。总射流的轴心速度 逐渐增大，直至最大，然 后再逐渐衰减直至趋近于 零。
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三、受限射流
当射流边界的扩展受到房间边壁影响时，就 称为受限射流。
不管是受限射流还是自由射流，都是对周围 空气的扰动，它所具有的能量是有限的，它 能引起的扰动范围也是有限的，不可能扩展 到无限远去，而受限射流还要受到房间边壁 的影响，因此形成了受限射流的特征。
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(一)受限射流的几何形状
当射流不断卷吸周围空气时，周围较远处空气流必然要来补充，由于边 壁的存在与影响，势必导致形成回流(见图8-3)。而回流范围有限，则促 使射流外逸，于是射流与回流闭合，形成大涡流。在所谓的第Ⅱ临界断 面处，将出现极值:射流断面最大，射流流量最大，回流流速最大。
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二、经济指标
气流组织设计的任务，就是以一定型式送进房间一定数量经过处理成 某种参数的空气，用以消除室内一定量的某种有害物使室内工作区空
气的某些参数的值和波动范围达到设计要求。换句话说，消除室内某
种有害物是以投入能量为代价的。因此，作为评价气流组织的经济指
标，就应能够反映投入能量的利用程度，为此，引入“投入能量利用
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第八章 空调房间的气流组织
概述 送风口空气射流 回风口的空气汇流 送、回风口型式 气流组织的评价指标 气流组织形式 气流组织设计计算
CFD在建筑设计中的应用ppt课件
改善空气品质、节能
一、新鲜自然空气，有利于人的生理和心理健康
室内空气品质的优劣很大程度上取决于室外新风量。 室外空气品质的优劣取决于室外气流是否顺畅。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
九、计算流体动力学（CFD）在暖通空调设计中的应用
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
一、自然通风的原理
自然通风的动力:风压和热压
风压:自然通风的风压就是建筑迎风面和背风面 的压力差.
“穿堂风”就是利用风压在建筑内部产生的空气流 动。
深圳地区5~9月，每月都有10天以上的时间，具备采 用自然通风降温的自然条件；
夏热冬暖地区的沿海地区具有较好的自然通风条件， 即使在最热份，也有20%以上的天数，具备采用自然通 风降温的自然条件；
夏热冬暖地区的内陆地区单就气温来讲，在最热份， 均有30%以上的天数，具备采用自然通风降温的室外温 度条件，但室外风速相对较小，大部分在1.0~1.5m/s 左右，因此其自然通风条件不及沿海地区。
相互削弱还不能完全预知。 一般来说，建筑进深小的部位、室外区域多利用风压；
进深较大的部位、高层建筑竖向多利用热压来达到通风的效 果。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
一般来说，建筑进深小的部位、空旷区域多利用风压， 如单体建筑室内、小区等区域（见下图）：
大空间办公室室内气流组织模拟分析
大空间办公室室内气流组织模拟分析摘要：风机盘管侧吹的距离较小，常与空间净高或装修要求相冲突，本次模拟计算得出：合理布置送排风口位置，合理设计风口类型尺寸、选择适当风速大小，可有效的增大风机盘管的送风距离，使人员活动区处在回风区，同时有效控制风速与噪声在合理区间。
关键字：气流组织；风机盘管；新风；风速一、建筑概况本次模拟分析采用Phoenics软件中的FLAIR模块，分析在不同送风方式下室内气流组织的分布情况，本次着重对室内温度，风速和风压三个指标进行分析说明。
大空间办公室尺寸为9m*18m*4.5m，其中18米为长，宽为9米，高为4.5米，在9米的两边上各装2台风机盘管，采用侧送风对吹方式，回风采用在风盘下部，风机盘管吊装在梁底，方案送风口高度为3.40m，回风口高度为3.15m，本次模拟分析采用四种不同布置方案。
1.1方案一送风口尺寸为1200*150，风量为1800CMH，按1次/h的换气次数进行设计计算；在走廊侧设有面积约为1m2的新风口，采用缝隙渗透的进风方式。
该方案送风口高度为3.40m,回风口高度为3.15m,盘管间隔3m,盘管距离长边外墙约为2.7m，送风口距离短边外墙为1.5m，回风口距离短边外墙1.2m。
排风口尺寸为0.35*0.25m,距离长边墙1.8m,高度为3.4m，间隔3m。
平面示意图1.3方案三新风采用机械送风，并经冷却处理，新风口与风盘同高，新风口尺寸为400*150，风速为2.95m/s；风盘送风口尺寸为900*150，风速为2.95m/s，布置形式为对吹方式；回风口尺寸为2200*300，风速为1.75m/s。
在阳台及走廊处各设有1台排风风机，按1次/h的换气次数进行设计计算。
1.4方案四新风采用机械送风，并经冷却处理，新风口与风盘同高，新风口尺寸为600*130，风速为2.95m/s；风盘送风口尺寸为900*130，风速为2.95m/s，布置形式为对吹方式；回风口尺寸为1200*300，两侧布置，风速为1.75m/s。
大空间建筑气流组织模拟及优化分析
大空间建筑气流组织模拟及优化分析宣湟;丁剑红;曹毅然【摘要】以上海市某新建大空间项目为例,结合CFD模拟技术,对室内看台区的制冷系统气流设计进行方案比选和优化分析.项目最终选定的"座椅送风+局部上送风"的气流组织设计方案有效解决了常规空调模式送风效率低、温度控制能力弱的问题,也优化了普通座椅送风方式下,局部走道和连廊区域热舒适性差的弊端.本研究内容对于利用CFD模拟技术对大空间公共建筑及居住建筑的气流组织进行优化设计方面具有显著的应用意义.【期刊名称】《住宅科技》【年(卷),期】2017(037)002【总页数】4页(P39-42)【关键词】大空间建筑;CFD;气流组织;节能【作者】宣湟;丁剑红;曹毅然【作者单位】上海交通大学;伊尔姆环境资源管理咨询(上海)有限公司;上海众材工程检测有限公司第一事业部【正文语种】中文建筑节能是国家实现节能减排总体目标的重要组成部分。
大空间建筑制冷能耗巨大，特别是其中的风机能耗，节能潜力很大，是建筑节能领域研究的重点之一。
大空间建筑的气流组织设计一直是制冷系统设计的重点，也是难点，传统的空调设计方法在该类型建筑中受到挑战。
以计算流体力学（CFD）模拟为代表的新技术手段正越来越多地应用到制冷系统气流组织设计中去，通过准确的建模和模拟计算，较高精度地定量分析不同设计方案的预期实施效果，从而进行方案比选和优化，不仅确保了设计方案的有效性，还提高了设计工作效率。
在以剧场为代表的大空间公共建筑中，CFD模拟技术的作用尤为突出，对于解决大空间公共建筑典型的上热下冷温度分层问题和提高制冷系统整体运行效率，发挥了重要作用。
本文将以上海市某新建大空间项目为例，结合CFD模拟技术，对室内看台区的制冷系统气流进行方案比选和优化，并最终得到了一套有效的解决方案。
1.1 项目概况上海市某新建大空间项目，总用地面积约5.6hm2，总建筑面积约15万m2。
项目的核心部分是一座可容纳1 500人的高级室内剧场。
08室内气流组织与风口ggr
I
12
8.1 基本要求
• 受限射流的流动 规律和特征；
8.1 风口气流流动规律
⑶第二临界断面：
——射流断面积和流量达到最大时的断
面。
位置在射流断面积占房间断面积的
40~42%处。
I
II
I
II
13
8.1 基本要求
• 受限射流的流动 规律和特征；
8.1 风口气流流动规律
出口 第一断面：
自由射流；
第一断面 第二断面：
当|Ar|<0.001,可近似认为其等于0。
9
8.1 基本要求
• 受限射流的流动 规律和特征；
8.1 风口气流流动规律
㈢受限射流
——射流边界扩展受到房间边壁影响的射
流。
当：
Fs
1 5
FN
射流受限。
FS ——射流断面面积； FN ——房间横断面面积。
10
8.1 基本要求
• 受限射流的流动 规律和特征；
定性有利。 风口位置影响： 风口越接近顶棚，射流对顶棚的贴附力
越大。 贴附长度与Ar的关系(冷射流) |Ar|值越小，贴附长度越长； |Ar|值越大，射程越短。
21
8.1 基本要求
• 回风口气流流动 规律和特征；
8.1 风口气流流动规律
二、回风口的气流流动
㈠回风口气流流动形式
汇流特点：
任意两点间流速与距汇点距离平方成反
• 受限射流的流动 规律和特征；
• 射流自由度
8.1 风口气流流动规律
2. 射流的无因次距离 x
a――紊流系数； x――计算断面距喷口的距离，m； Fn――房间的断面面积，m2。 射流自由度：
Fn d0
例析大空间气流组织分布仿真模拟
例析大空间气流组织分布仿真模拟一.研究背景论述首先在研究的开始要搞清楚气流组织分布的实际含义。
所谓气流组织，即指对气流流向和均匀度进行组织。
在空调房间里合理的布置送风口和回风口，使经过了处理，净化的空气被送风口送到室内后，在与室内的空气混合并且扩散后，均匀的消除室内的余湿和余热。
从而使得室内形成一个均匀，稳定，有着合理的湿度和温度的状态，最终目的即使得室内的人感到舒适。
而与此同时，回风口抽调走室内的空气，将大部分的风返回到空气处理机组，还有一小部分的风就会被排到室外。
气流组织对建筑空间内的空气温度，湿度和分布是否符合各种生产或生活的要求有着重大的影响，甚至起着决定性作用。
在一栋现代化的体育馆这种大空间的建筑中，除了必备的体育设施，必须有良好流通的空气。
特别是在比赛大厅中的空调是重中之重。
而气流组织又是体育馆空调设计的关键，它不仅直接影响到体育馆内空调能否达到预期的效果，而且还与空调方案的经济性，如运行的费用，是否节能等方面有着密切的联系。
因此可看出在设计中的重要性。
了解气流组织的实际效果主要有两个部分：即建设之前的预测和建成之后的实测。
设计前的预测主要有射流理论分析，模拟实验，数值模拟（CFD），区域化模型三种方法。
在此着重介绍数值模拟（CFD）这一方法。
CFD数值模拟这一方法与其他的方法相比较有着得天独厚的优势，比如成本低，速度快且适用的范围广。
它是伴随着计算机技术和数值计算技术的发展而逐渐得以发展的自从CFD在1974年由丹麦的学者P.V.Nilsen应用于空调室内的空气气流组织的模拟数值以来，短短的40年间，CFD在应用空调气流组织方面取得了飞速的进步和发展。
在CFD的研究方面分为基础研究和应用研究。
在基础研究方面包括：室内研究的简化模拟，室内空气流动模拟等，在应用研究方面又可分为自然通风的数值模拟，VOC散发数值模拟，置换通风的数值模拟等。
而本文的研究方向是在室内研究的简化模拟的基础之上的高大空间数值模拟应用模拟研究。
空调房间的气流组织PPT54页
顶送冷风散流型 顶送热风贴附型
顶送冷风吹出型
8.座椅风口
Air Conditioning－Chapter 5
Air Conditioning－Chapter 5
9.球型风口
• 喷口型，高速气流，对指定方向送风，方向可调
Air Conditioning－Chapter 5
10. 台式送风口
Air Conditioning－Chapter 5
VAV。
活动双层百叶送风口
• 可与风机盘管配套，或者用于集中式空调系统 • 风口的叶片可在0-90度的范围内任意调节，从而得到不
同的送风距离和扩散角
• 配合对开多叶调节阀，可以调节风量
固定百叶侧壁格栅风口
• 常用于卫生间的回风、电梯、管道口和检修口的装饰
可开百叶侧壁格栅风口
• 整个风口呈活门形式，活门与边框间开关自如，有利 于安装和与过滤器的配套使用，常用于客房的回风
减小送风温差 ；还要根据房间高度调整风口至顶棚的距离
Air Conditioning－Chapter 5
范例：顶送
扩散距离
达到控制速度和温度 时气流位置
射程
• 适用：吊顶送风 • 根据顶棚形状和定型产品样本建议的流程、间距，面
积不超过1：1.5 • 盘式：平送 • 送吸式：上送上回 • 直片式：上送或平送 • 流线型：下送
• 方矩形散流器:气流形式为贴附（平送）型
圆形散流器
• 一般用于冷暖送风 • 吹出气流贴附型 • 结构多为多层锥面型 • 室内诱导气流量大，
气
分
布
扇形射流风口
孔板、格栅风口 柱型风口
器
平面扁型射流风口
的
条缝风口
型
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建 筑 拱顶球场
场 所 物馆
会 场 大 会 议 厅 、 讲 堂 、 宗 教 教堂、寺院
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
大会堂
建筑
观 览 剧场、电影院、 场 所 音乐厅、杂技场
厂 房 一般车间、高温车间、 恒温恒湿车间
大空间建筑的特征
空间尺度的特征
• 高度高 • 外墙面积与地板面积之比大
居留区的特征
大空间建筑人员比较密集
使用特征
除古典音乐厅、大剧院、会堂等具备有限的 功能外，其他都有多功能要求，如体育运动、 杂技、演剧、音乐会、展示会等，需要临时舞 台和活动坐椅等。
大空间建筑气流组织
《大空间建筑空调实录》 范存养编著
大空间建筑的定义
• 空间高度大于5米，体积大于1万m3的建 筑称为大空间建筑
大空间建筑的分类
类别
例子
类别
例子
体 育 体育馆、竞技场、 展 示 博览会场、展览厅、博
剧场、音乐厅、会场的气流组织问题
• 侧送下回：从观众厅两侧（高度3米左右） 水平方向的喷口送风，造价便宜。
剧场、音乐厅、会场的气流组织问题
• 后部喷口送风：利用密集排列的直径100～ 150mm的圆喷口从观众席后部向平台方向送风， 出口风速<8m/s。回风口设在同一侧，使观众 处于回流区。对电影院比较适合。
空调方式对温度梯度的影响
空调送回风方式对负荷率的影响
高大空间一般采用分层空调
• 原则：
• 供冷时，冷风只送到工作区。利用室外空 气或回风形成上部非空调空间。
• 供热时，送风温差宜小，且送到工作区。 有条件时与辐射采暖相结合。
空调送风方式的总体选择
分类
例
顶棚喷口
顶 棚 散 流 横向喷口 器
横 向 散 流 向上送风 器
长 时 间 停 剧场观众
○
△
□
△
○
留且对舒
厅
适要求高
教堂
的场合
大教室
长时间停
体育馆
○
×
○
△
□
留 且 对 舒 室内棒球
适要求不
场
太高
大工场
短 时 间 停 空港大厅
○
×
○
□
×
留的场合
门厅
注：○不论规模大小均适宜；△仅小规模适用；□按实际场合的使用性质作决定；×不适当。
剧场、音乐厅、会场的气流组织问题
• 上送下回：以垂直向下的顶送为主。根 据控制高度不同，可采用普通的散流器 和下送喷口。考虑冷热射流的区别，很 多工程采用可调射程和方向的送风口
剧场、音乐厅、会场的气流组织问题
• 下送上回方式
体育比赛馆及多功能大厅的气流组织
• 观众区送风方式 观众区大多是斜面，多层看台。可
以采用①侧送射流覆盖观众席；②坐椅 空调；③也有通过一根干管按比例分配 空气到观众席，通过不同结构的阀门控 制，调节风量和射程。
体育馆下送风各种方式
体育比赛馆及多功能大厅的气流组织
•向 比 赛 场 内 送 风
体育比赛馆及多功能大厅的气流组织
• 供冷期和供热期风量、气流组织有较大 差别，可以通过以下方式进行调节。
• (1)送风方向的变更，以满足所需的射流 轨迹，适应冬季和夏季不同要求。
• (2)送风口数量和位置的转换，以控制相 应区域。