空调建筑空气幕作用压差的正确计算方法精

1、空调建筑空气幕作用压差的正确计算方法摘要 本文分析了空调建筑空气幕实际承受的作用压差，指出目前国内现有 的空气幕设计计算方法均只考虑总作用压差中的 12项，存在严重误差 阐明空气幕总作用压差应全面计算热压、风压机械压及平衡压，并对各压 差组成项的影响因素和计算进行了讨论，提出了总作用压差的具体计算方 法。关键词 空调 空气幕 作用压差不设空气幕的空调建筑大门在5Pa正压作用下每平方米面积外泄的冷量相当于三百多平方米建筑所耗冷量。因此人员出入频繁的大门口要设计 安装空气幕。但相当多的空调建筑空气幕实际未能起到应有作用。究其原 因，从根本上说，是目前使用的空气幕设计计算方法不当造成的，其中空 气幕

2、作用压差计算不当是最主要的问题。空气幕是一种平面射流。平面射 流在两侧压力不平衡时产生弯曲，偏向压力较小一侧。对空气幕而言，弯 曲达到一定程度后就失去封闭作用。因而空气幕必须具有足够的抗弯能 力，以抵抗相应的作用压差。因此，空气幕作用压差是空气幕设计后一个 最重要的条件参数，其确定是空气幕计算的第一步，也是最重要的一步。 但是国内对于空气幕总作用压差空竟由几部分组成，只计算某一部分会有 多大误差，没有清楚的认识和明确的把握。目前国内广泛应用的几种计算 方法，均是计算单一热压或单一风压作用下的空气幕的，虽然人们已认识 到这是不合理的，但是目前还未有成熟的符合我国实际情况的方法 1 ，从而 造成空

3、气幕计算结果偏小的后果。为此，有必要对空调建筑的空气幕作用 压差进行全面深入的分析，以便正确确定空气幕作用压差。建筑内外空气总作用压差的形成建立在建筑物空气质量平衡的基础上。人们早已认识到它与热压 Ph及风压 pw有关。但这并非全部。对建筑物空气流动的原因进行全面分析，可知还有两项对总作用压差有重大影 响的部分目前未引起足够注意。首先是建筑物特别是空调建筑内机械送风 和排风量不平衡导致的室内外空气压差，称为机械压 pm,如空调建筑保 持的正压。其次是建筑物自然渗透发生变化引起的室内外空气压差变化， 称为平衡压 Pe。实际建筑物内外交外压差即部作用压差 Pz是这四个因 素综合作用的结果，可用其代

4、数和表示，即1） Pz = Pw + Ph + Pm - Pe 时1 风压 Pm室外空气以一定速度流动，碰到建筑物后速度降低转化为静压而形成风压 PM，可用卜式表示：（2）式中 Cw 建筑风压系数，或称空气动力系数，用以表达动压转化为静压的程度;P w-室外空气密度，kg/m3.Vw-室外风速，m/s.G是建筑物在风场中相对于风向的形状和方位的函数，在有关的手册和专著中可查到。表1给出了长方形建筑的风压系数，可以大致上了解风压系数的分布情况。室外风速Vw 一般采用国家建筑气象参数标准中给出的季节最大频率和风向的数据，这种数据是在地面以上10m高度获得的。实际上由于地形、高度和树木及其他建筑遮挡

5、的原 因，一般建筑表面附近的风速往往低于气象参数标准给出的室外风速，而 10m以上的风速则高于此数：长方形建筑的风压系数Cw表1建筑方位垂直偏斜迎风面0.950.70侧面-0.4-背风面-0.15-0.50(3)其中k=0.110.14。非高层建筑可不考虑此问题。现有以自然通风计算法为基础的空气幕计算方法认为只要不是迎风 面，为避免复杂计算，可忽略风压，仅计算热压引起的空气流动2。这种方法对以增大通风量业排除余热为目标工业建筑通风是有好处的，因为它能 加大计算的安全系数。但对以减小通过大门风量为目标的空调建筑空气幕 设计，是不合适的，因为不能充分考虑可能的最大压力，会造成计算结果 偏小，使得空

6、过空气幕的风量增加从而加大冷热量的消耗。由表1,可知即使不是迎风面，风压系数仍有相当数值。另外，对于空调建筑物，由于夏 季冷气的流动方向是由内而外，背风面负压加剧这种流动。因而空气幕计 算中不论迎风在还是背风面，风压都不应忽略。2热压 ph室内外空气温度不同而产生密度差，使同一高度上承受的气柱压力不 同，导致空气从冷侧向热侧流动的压力称为热压。热压用以下公式表式：(4)(5) 式中 Gr-热压系数；G是建筑物内部纵向隔断状况的函数。对高大 厂房之类无内部纵向隔断的场合等于1.0 ;各层楼之间的楼梯间和电梯间均有门隔断的现代建筑， Ch 是等于 0.65 。其余根据内部纵向隔断程度在此区间取值；

7、P c, P h-分别是冷、热侧空气密度，kg/m3；m；H， h 分别是大门高度，建筑物最高排风点高度，HZ 空气幕作用下中和面高度，由地面起算，m； q,卩-分别是空气幕效率和空气幕作用下大门的流量系数；Fm 大门面积， m；Fp 与大门处空气流动方向相反的空气流动总净面积，m2；2Fm 与大门处空气流动方向相同的空气流动总净面积，m2；由于现代空调建筑都采用铝合金门窗，气密性高，其缝隙的卩F值在10-5，大大小于一般工业厂房的 10-3水平，所以二楼以上的一般房间几乎没有渗透，应将注意力集中于大门、屋顶排风口等处。中和面主度 HZ 主要与建筑高度、进排风面积比等因素有关。对一般建 筑物为

8、建筑高度的0.40.7倍。而建筑气密性好的建筑，在设有带空气幕 的开敞大门时，可能超出此范围。3机械压 Pm为防止未经处理的空气无组织流入室内，空调建筑往往通过送风量大 于排风量的方式保持室内正压。这种由送风和排风量的不平衡造成的室内 外交困压差称为机械压。机械压与风压、热压叠加使室内外压差增大。根 据我国暖通空调设计规范规定，空调房间的正压不应大于50Pa。一般空调房间按5Pa正压设计，实际上，由于设计和设备情况的不同，空调房间的 正压从0到50Pa甚至更大，有一个很大的分布范围。机械的大小于送排风量之差及外围护结构上的开孔或缝隙面积有关， 可按下式计算：（6）式中 Cm 机械压系数，当排风量大于进风量，Cm =1；否则 Cm =-1；P 进排风平均空气密度， kg/m3;Lj 、 LP 分别是进风量，排风量，