通風(fēng)與氣流組織課件

通風(fēng)與氣流組織§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)§3氣流組織的測量與計算方法§4典型氣流組織參數(shù)示例自學(xué)§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法一、通風(fēng)（空調(diào)）的目的

保證排除室內(nèi)污染物保證室內(nèi)人員的熱舒適滿足室內(nèi)人員對新鮮空氣的需要通風(fēng)：不采用回風(fēng)，空氣不循環(huán)使用，進風(fēng)不（或簡單）處理，排風(fēng)需處理至滿足排放標(biāo)準(zhǔn)才能排除；空調(diào)：采用回風(fēng)，進風(fēng)需處理至設(shè)計值，排風(fēng)不需處理。通風(fēng)和空調(diào)的區(qū)別§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法按動力(自然、機械)；按作用面積(全面、局部)；按換氣方式(送風(fēng)、排風(fēng))。熱壓（定量考慮）；風(fēng)壓(不穩(wěn)定,定性考慮)1.通風(fēng)（1）分類(2)自然通風(fēng)的作用原理（3）機械通風(fēng)的組成室內(nèi)送、排風(fēng)口（排風(fēng)罩）風(fēng)道、風(fēng)機除塵（或吸收）設(shè)備室外進排風(fēng)口§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法2.空調(diào)對空氣經(jīng)過處理的通風(fēng)（1）控制參數(shù)溫度濕度氣流速度潔凈度（2）組成冷、熱源設(shè)備：制冷設(shè)備、鍋爐、熱交換裝置等空氣處理設(shè)備：冷卻、加熱、加濕、除濕、過濾空氣輸送管道：風(fēng)機、風(fēng)管系統(tǒng)空氣分配裝置：送風(fēng)口、散流器、風(fēng)閥電氣自動控制裝置等§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法通過窗孔的空氣量：體積換氣量：m3/s

質(zhì)量換氣量：

kg/s

式中F—窗孔的面積，m2；△P—窗孔兩側(cè)的壓力差，Pa；ρ—空氣密度，kg/m3；μ—窗孔的流量系數(shù)。二、自然通風(fēng)§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法1.熱壓作用下的自然通風(fēng)

式中△Pa、△Pb—窗孔a、b的內(nèi)外壓差?！鱌＞0，該窗孔排風(fēng)；△P＜0，該窗孔進風(fēng)。熱壓§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法2.余壓的概念室內(nèi)某一點的壓力和室外同標(biāo)高未受建筑或其它物體擾動的空氣壓力的差值余壓為正，該窗排風(fēng)；余壓為負，該窗孔進風(fēng)。式中ΔPx′—某窗孔的余壓，Pa；

Pxa—窗孔a的余壓，Pa；h′—窗孔a與某窗孔的高差，m?！?通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法中和面室內(nèi)外壓差為0的界面a點：Pxa＝Px0－ɡh1(ρw－ρn)＝－ɡh1(ρw－ρn)b點：Pxb＝Px0＋ɡh2(ρw－ρn)＝ɡh2(ρw－ρn)某一窗孔余壓的絕對值與中和面至該窗孔的距離有關(guān)；中和面以上的窗孔余壓為正；中和面以下的窗孔余壓為負。

§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法3.風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)（Pa）

空氣動力陰影K值為正，該點風(fēng)壓為正；K值為負，該點風(fēng)壓為負。式中K—空氣動力系數(shù)；

υw—室外空氣速度，m/s；

ρw—室外空氣密度，kg/m3?！?通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法(Pa)在室外氣象條件和噪聲符合要求的情況下，自然通風(fēng)可用于：低層建筑、中小尺寸的辦公室、學(xué)校、住宅、倉庫、輕工業(yè)廠房、簡易養(yǎng)殖廠等。4.風(fēng)壓、熱壓同時作用下的自然通風(fēng)自然通風(fēng)的形式§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法采用獨立的垂直風(fēng)井彎頭≯2個，且≯45°管道未加熱處保溫風(fēng)井最后出口處于室外負壓區(qū)需留補氣進口§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法自然通風(fēng)的缺陷通風(fēng)量難控制，導(dǎo)致達不到預(yù)期要求和過量熱損失在大而深的多房間建筑中，難以保證新風(fēng)的充分輸入和平衡分配在噪聲和污染較嚴重地區(qū)不適用可能帶來安全隱患不適用惡劣氣候環(huán)境的地區(qū)需要居住者自己調(diào)整風(fēng)口，麻煩很少對進口空氣進行過濾和凈化風(fēng)道需要較大空間，受建筑形式的限制§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法三、機械通風(fēng)通風(fēng)形式混合通風(fēng)置換通風(fēng)個性化送風(fēng)§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法置換通風(fēng)的空氣流場§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法個性化送風(fēng)示意圖§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法四、常見送回風(fēng)形式§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法常見送風(fēng)口類型——混合通風(fēng)條縫風(fēng)口百葉風(fēng)口旋流風(fēng)口散流器§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法常見送風(fēng)口類型——置換通風(fēng)§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法常見送風(fēng)口類型個性化送風(fēng)裝置——兩邊送風(fēng)§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法常見送風(fēng)口類型——個性化送風(fēng)裝置(條縫送風(fēng))§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法常見送風(fēng)口類型——個性化送風(fēng)裝置(頭部送風(fēng))§1通風(fēng)（空調(diào)）的目的與方法工位—背景空調(diào)Think，與前兩種比較如何？如何評價它們的效果？§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)描述送風(fēng)有效性的參數(shù)，主要反映：送風(fēng)能否有效到達考察區(qū)域到達該區(qū)域的空氣新鮮程度描述污染物排除有效性的參數(shù)，主要反映：污染物到達考察區(qū)域的程度到達該區(qū)域所需要的時間與熱舒適關(guān)系密切的有關(guān)參數(shù)§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)一、均勻混合氣流組織的描述參數(shù)換氣次數(shù)名義時間常數(shù)污染物含量和排空時間排污效率與余熱排除效率污染物年齡污染源可及性三、污染物排除有效性的描述參數(shù)二、送風(fēng)有效性的描述參數(shù)空氣齡換氣效率送風(fēng)可及性四、與熱舒適相關(guān)的描述參數(shù)不均勻系數(shù)空氣擴散性能指標(biāo)你還記得多少？Think，哪個可測呢？§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)你認為可實現(xiàn)嗎？由得室內(nèi)污染物濃度按指數(shù)規(guī)律變化，其增減速率取決于Q/V，該值的大小反映了均勻混合房間的通風(fēng)變化規(guī)律.（次/h

）換氣次數(shù)名義時間常數(shù)（s

）我可以衡量房間通風(fēng)情況好壞和估算房間的通風(fēng)量呢污染物散發(fā)速率指空氣進入房間的時間。反映房間排除污染物的能力，是衡量空調(diào)房間空氣新鮮程度與換氣能力的重要指標(biāo)?？諝恺g殘留時間：空氣從當(dāng)前位置到離開出口的時間。駐留時間：空氣從進入房間到離開房間時的時間。理想活塞流通風(fēng)條件下駐留時間=名義時間常數(shù)§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)換氣效率房間各點換氣效率：名義時間常數(shù)=理論上最短換氣時間實際換氣時間房間總體換氣效率：§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)不同通風(fēng)方式下的換氣效率近似活塞流下送上回頂送上回上送上回§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)送風(fēng)可及性反映送風(fēng)在任意時刻到達室內(nèi)各點的能力，只與流場相關(guān)，當(dāng)流動形式確定時，可及性也相應(yīng)確定。§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)污染物含量針對某一種而非全部穩(wěn)定狀態(tài)下房間污染物總量：均勻混合：房間各處污染物濃度處處相等非均勻混合：房間各處的污染物濃度存在差異，不同通風(fēng)形式下的房間污染物總量也不同。排空時間§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)穩(wěn)定狀態(tài)下房間污染物的總量房間污染物產(chǎn)生率反映了一定的氣流組織形式排除室內(nèi)污染物的相對能力。排空時間越大，說明這種形式排除污染物的能力越小；和污染源的位置有關(guān)，而和污染源的散發(fā)強度無關(guān)。污染源越靠近排風(fēng)口，排空時間越小。§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)排污效率名義時間常數(shù)污染物排空時間出口濃度房間平均濃度是衡量穩(wěn)態(tài)通風(fēng)性能的指標(biāo)，表示送風(fēng)排除污染物的能力。影響排污效率的主要因素是送排風(fēng)口的位置（氣流組織形式）和污染源所處位置。房間內(nèi)任一點的排污效率：房間內(nèi)任一點的濃度進口空氣帶有相同污染物時：房間污染物濃度平均值和最大值入口濃度§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)余熱排除效率（投入能量利用系數(shù)）這時我們關(guān)注的是工作區(qū)的溫度而非整個室內(nèi)空間溫度排風(fēng)溫度送風(fēng)溫度工作區(qū)平均溫度不同的氣流組織形式即使產(chǎn)生相同的舒適性，消耗的能源也存在著差異；不同的氣流組織形式中下送上回的形式較高?！?室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)污染物年齡指污染物從產(chǎn)生到當(dāng)前時刻的時間，是該點排出污染物有效程度的指標(biāo)。污染物駐留時間：污染物從產(chǎn)生到當(dāng)前時刻的時間。某點的污染物年齡越短，說明污染物越容易來到該點，則該點空氣品質(zhì)較差；反之，污染物年齡越大，說明污染物越難達到該點，該點的空氣品質(zhì)較好。與空氣齡不同耶！與駐留時間不同耶！§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)污染源可及性反映污染物在任意時段內(nèi)對室內(nèi)各點的影響程度；只與污染源的位置和流場相關(guān)；當(dāng)污染源位于送風(fēng)口處時=送風(fēng)的可及性；當(dāng)各風(fēng)口某種組分的濃度為0時可用于指導(dǎo)如何在任意時段內(nèi)通過通風(fēng)系統(tǒng)去除污染物的影響§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)不均勻系數(shù)用于評價室內(nèi)各點溫度、風(fēng)速存在的差異。為無量綱數(shù)，該值越小，表示氣流分布的均勻性越好。算術(shù)平均值均方根偏差不均勻系數(shù)§2室內(nèi)空氣分布的描述參數(shù)空氣擴散性能指標(biāo)ADPI指滿足規(guī)定風(fēng)速和溫度要求的測點數(shù)與總測點數(shù)之比。Think，為什么僅考慮這兩項？有效溫度差與室內(nèi)風(fēng)速之間的關(guān)系：該值在-1.7～+1.1范圍時多數(shù)人感覺舒適。該值越大說明感到舒適的人群比例越大，一般應(yīng)使該值≥80%§3氣流組織的測量與計算方法能夠完全跟隨空氣流動密度與空氣相近可測穩(wěn)定，一般情況下不與空氣及其他物質(zhì)發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)無毒一、示蹤氣體及常見釋放方法1.示蹤氣體的特性2.常用示蹤氣體：CO2、SF6、CH4等Think，什么氣體可以作為示蹤氣體？§3氣流組織的測量與計算方法3.常用示蹤氣體釋放方法脈沖法（thepulsemethod）：釋放少量示蹤氣體，記錄測點處示蹤氣體濃度隨時間的變化過程上升法（thestep-upmethod）：連續(xù)釋放固定強度源的示蹤氣體，記錄測點處示蹤氣體濃度隨時間的變化過程下降法（衰減法）（thestep-downmethodordecaymethod）：示蹤氣體濃度達到平衡后停止釋放氣體，記錄測量點處示蹤氣體濃度隨時間的變化過程§3氣流組織的測量與計算方法二、利用示蹤氣體測量氣流組織參數(shù)空氣齡污染物年齡污染物的駐留時間換氣次數(shù)換氣效率排污效率1.各種年齡指標(biāo)釋放點在送風(fēng)口，測量點在空間任一位置，通過測量示蹤氣體濃度、質(zhì)量或釋放速率、送風(fēng)量，可求得該點的空氣齡釋放點在房間內(nèi)部，測量點在空間任一位置，可測房間內(nèi)部存在相應(yīng)污染源時該點的污染物年齡釋放點在房間內(nèi)部，測量點在出風(fēng)口，可測量污染物的駐留時間這三種測量方案均可用上述三種示蹤氣體釋放方法§3氣流組織的測量與計算方法§3氣流組織的測量與計算方法2.換氣次數(shù)上升法下降法均為測量值3.換氣效率用上述測量方法測得空氣齡和名義時間常數(shù)后計算求得4.排污效率通過測量進風(fēng)口、考察區(qū)域和排風(fēng)口的示蹤氣體濃度，利用定義式計算求得?！?氣流組織的測量與計算方法三、室內(nèi)氣流組織的計算方法實測射流理論分析模型實驗區(qū)域模型（ZonalModel）基于CFD方法的數(shù)值模擬投資高，周期長，復(fù)雜，難以模擬實際情況誤差大，無法提供詳細資料精確，周期長，昂貴，難以廣泛采用相對精確，有較多問題成本低，速度快，資料完備，可模擬各種工況，但存在可靠性和對實際問題的可算性