建筑环境学第六章-通风与气流组织
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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
25
室内气流分布的描述参数－－气流分布与室内环境
理想的气流分布形式
两种典型的理想气流分布
0.2%
20.6
12
8.5
24.7
14.4
10.2
32.9
19.2
13.5
58.6
34.2
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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)
22
室内气流分布的描述参数－－通风量
新风通风换气量
决定因素
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
2
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
3
通风（空调）的 目的与方法
4
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
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
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
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
2
w
w
Kb
Pxb
b
tw w
Pa
Pxa
Ka
2 w
2
w
a Ka
h
tn n Pxa
14
常见的自然通风的形式
中庭通风
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
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
混合通风 置换通风 个性化送风
17
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
18
室内气流分布的描 述参数
一. 通风量 二. 气流分布与室内环境 三. 空气龄及其他
19
室内气流分布的描述参数－－通风量
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
5
通风的方式
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
特点 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 受建筑设计和气候条件限制，难以控制
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
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
热压通风
Pb (Pa ) Pb Pa gh( w n )
b
w
n h
a
8
热压通风的基本概念
b 余压
h2
o
中和面
o
h1
a
9
多层建筑的热压引起的 自然通风
余压
Lia
(total )
Fdi
[
(
i out
(1
i )H l 1
m1.5 )
i
g
]1 / 1.5
H h
大中和面
Lia
Fdi
hi Zi
通风量与 IAQ的关系
20
室内气流分布的描述参数－－通风量
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。
气流分布与室内环境的关系
气流组织包含的内容
风速分布（风速场或 流场）
温度分布（温度场） 湿度分布（湿度场） 污染物浓度分布（污
染物浓度场，IAQ）
总新风量满足要求 ，是否意味着IAQ一定满足要求？
向室内引入的新风是否都进入了呼吸区？ 室内空气更新的快慢如何？ 室内污染物被转移出去的速度如何？ 室内空气参数分布是否满足要求？
21
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%
[(
i out
i in
)hi
g ]1 / 1.5
小中和面
10
11
风压作用 下的自然 通风
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
w
12
风洞模型实验
13
风压和热压的联合作用下的
自然通风
Pb
Pxb
K
b
2 w
2
w
Pxa
hg(w
n)
K
b
2 w
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
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
25
室内气流分布的描述参数－－气流分布与室内环境
理想的气流分布形式
两种典型的理想气流分布
0.2%
20.6
12
8.5
24.7
14.4
10.2
32.9
19.2
13.5
58.6
34.2
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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)
22
室内气流分布的描述参数－－通风量
新风通风换气量
决定因素
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
2
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
3
通风（空调）的 目的与方法
4
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
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
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
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
2
w
w
Kb
Pxb
b
tw w
Pa
Pxa
Ka
2 w
2
w
a Ka
h
tn n Pxa
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常见的自然通风的形式
中庭通风
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
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
混合通风 置换通风 个性化送风
17
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
18
室内气流分布的描 述参数
一. 通风量 二. 气流分布与室内环境 三. 空气龄及其他
19
室内气流分布的描述参数－－通风量
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
5
通风的方式
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
特点 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 受建筑设计和气候条件限制，难以控制
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
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
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热压通风
Pb (Pa ) Pb Pa gh( w n )
b
w
n h
a
8
热压通风的基本概念
b 余压
h2
o
中和面
o
h1
a
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多层建筑的热压引起的 自然通风
余压
Lia
(total )
Fdi
[
(
i out
(1
i )H l 1
m1.5 )
i
g
]1 / 1.5
H h
大中和面
Lia
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通风量与 IAQ的关系
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室内气流分布的描述参数－－通风量
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。
气流分布与室内环境的关系
气流组织包含的内容
风速分布（风速场或 流场）
温度分布（温度场） 湿度分布（湿度场） 污染物浓度分布（污
染物浓度场，IAQ）
总新风量满足要求 ，是否意味着IAQ一定满足要求？
向室内引入的新风是否都进入了呼吸区？ 室内空气更新的快慢如何？ 室内污染物被转移出去的速度如何？ 室内空气参数分布是否满足要求？
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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%
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风压作用 下的自然 通风
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
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风洞模型实验
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风压和热压的联合作用下的
自然通风
Pb
Pxb
K
b
2 w
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Pxa
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n)
K
b
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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。
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室内气流分布的描述参数－－气流分布与室内环境