通风与气流组织课件

通风与气流组织§1通风（空调）的目的与方法§2室内空气分布的描述参数§3气流组织的测量与计算方法§4典型气流组织参数示例自学§1通风（空调）的目的与方法一、通风（空调）的目的

保证排除室内污染物保证室内人员的热舒适满足室内人员对新鲜空气的需要通风：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。通风和空调的区别§1通风（空调）的目的与方法按动力(自然、机械)；按作用面积(全面、局部)；按换气方式(送风、排风)。热压（定量考虑）；风压(不稳定,定性考虑)1.通风（1）分类(2)自然通风的作用原理（3）机械通风的组成室内送、排风口（排风罩）风道、风机除尘（或吸收）设备室外进排风口§1通风（空调）的目的与方法2.空调对空气经过处理的通风（1）控制参数温度湿度气流速度洁净度（2）组成冷、热源设备：制冷设备、锅炉、热交换装置等空气处理设备：冷却、加热、加湿、除湿、过滤空气输送管道：风机、风管系统空气分配装置：送风口、散流器、风阀电气自动控制装置等§1通风（空调）的目的与方法通过窗孔的空气量：体积换气量：m3/s

质量换气量：

kg/s

式中F—窗孔的面积，m2；△P—窗孔两侧的压力差，Pa；ρ—空气密度，kg/m3；μ—窗孔的流量系数。二、自然通风§1通风（空调）的目的与方法§1通风（空调）的目的与方法1.热压作用下的自然通风

式中△Pa、△Pb—窗孔a、b的内外压差。△P＞0，该窗孔排风；△P＜0，该窗孔进风。热压§1通风（空调）的目的与方法2.余压的概念室内某一点的压力和室外同标高未受建筑或其它物体扰动的空气压力的差值余压为正，该窗排风；余压为负，该窗孔进风。式中ΔPx′—某窗孔的余压，Pa；

Pxa—窗孔a的余压，Pa；h′—窗孔a与某窗孔的高差，m。§1通风（空调）的目的与方法中和面室内外压差为0的界面a点：Pxa＝Px0－ɡh1(ρw－ρn)＝－ɡh1(ρw－ρn)b点：Pxb＝Px0＋ɡh2(ρw－ρn)＝ɡh2(ρw－ρn)某一窗孔余压的绝对值与中和面至该窗孔的距离有关；中和面以上的窗孔余压为正；中和面以下的窗孔余压为负。

§1通风（空调）的目的与方法3.风压作用下的自然通风（Pa）

空气动力阴影K值为正，该点风压为正；K值为负，该点风压为负。式中K—空气动力系数；

υw—室外空气速度，m/s；

ρw—室外空气密度，kg/m3。§1通风（空调）的目的与方法(Pa)在室外气象条件和噪声符合要求的情况下，自然通风可用于：低层建筑、中小尺寸的办公室、学校、住宅、仓库、轻工业厂房、简易养殖厂等。4.风压、热压同时作用下的自然通风自然通风的形式§1通风（空调）的目的与方法§1通风（空调）的目的与方法采用独立的垂直风井弯头≯2个，且≯45°管道未加热处保温风井最后出口处于室外负压区需留补气进口§1通风（空调）的目的与方法§1通风（空调）的目的与方法自然通风的缺陷通风量难控制，导致达不到预期要求和过量热损失在大而深的多房间建筑中，难以保证新风的充分输入和平衡分配在噪声和污染较严重地区不适用可能带来安全隐患不适用恶劣气候环境的地区需要居住者自己调整风口，麻烦很少对进口空气进行过滤和净化风道需要较大空间，受建筑形式的限制§1通风（空调）的目的与方法§1通风（空调）的目的与方法三、机械通风通风形式混合通风置换通风个性化送风§1通风（空调）的目的与方法置换通风的空气流场§1通风（空调）的目的与方法个性化送风示意图§1通风（空调）的目的与方法四、常见送回风形式§1通风（空调）的目的与方法常见送风口类型——混合通风条缝风口百叶风口旋流风口散流器§1通风（空调）的目的与方法常见送风口类型——置换通风§1通风（空调）的目的与方法常见送风口类型个性化送风装置——两边送风§1通风（空调）的目的与方法常见送风口类型——个性化送风装置(条缝送风)§1通风（空调）的目的与方法常见送风口类型——个性化送风装置(头部送风)§1通风（空调）的目的与方法工位—背景空调Think，与前两种比较如何？如何评价它们的效果？§2室内空气分布的描述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到达该区域的空气新鲜程度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到达该区域所需要的时间与热舒适关系密切的有关参数§2室内空气分布的描述参数一、均匀混合气流组织的描述参数换气次数名义时间常数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三、污染物排除有效性的描述参数二、送风有效性的描述参数空气龄换气效率送风可及性四、与热舒适相关的描述参数不均匀系数空气扩散性能指标你还记得多少？Think，哪个可测呢？§2室内空气分布的描述参数你认为可实现吗？由得室内污染物浓度按指数规律变化，其增减速率取决于Q/V，该值的大小反映了均匀混合房间的通风变化规律.（次/h

）换气次数名义时间常数（s

）我可以衡量房间通风情况好坏和估算房间的通风量呢污染物散发速率指空气进入房间的时间。反映房间排除污染物的能力，是衡量空调房间空气新鲜程度与换气能力的重要指标。空气龄残留时间：空气从当前位置到离开出口的时间。驻留时间：空气从进入房间到离开房间时的时间。理想活塞流通风条件下驻留时间=名义时间常数§2室内空气分布的描述参数§2室内空气分布的描述参数§2室内空气分布的描述参数换气效率房间各点换气效率：名义时间常数=理论上最短换气时间实际换气时间房间总体换气效率：§2室内空气分布的描述参数不同通风方式下的换气效率近似活塞流下送上回顶送上回上送上回§2室内空气分布的描述参数送风可及性反映送风在任意时刻到达室内各点的能力，只与流场相关，当流动形式确定时，可及性也相应确定。§2室内空气分布的描述参数污染物含量针对某一种而非全部稳定状态下房间污染物总量：均匀混合：房间各处污染物浓度处处相等非均匀混合：房间各处的污染物浓度存在差异，不同通风形式下的房间污染物总量也不同。排空时间§2室内空气分布的描述参数稳定状态下房间污染物的总量房间污染物产生率反映了一定的气流组织形式排除室内污染物的相对能力。排空时间越大，说明这种形式排除污染物的能力越小；和污染源的位置有关，而和污染源的散发强度无关。污染源越靠近排风口，排空时间越小。§2室内空气分布的描述参数排污效率名义时间常数污染物排空时间出口浓度房间平均浓度是衡量稳态通风性能的指标，表示送风排除污染物的能力。影响排污效率的主要因素是送排风口的位置（气流组织形式）和污染源所处位置。房间内任一点的排污效率：房间内任一点的浓度进口空气带有相同污染物时：房间污染物浓度平均值和最大值入口浓度§2室内空气分布的描述参数余热排除效率（投入能量利用系数）这时我们关注的是工作区的温度而非整个室内空间温度排风温度送风温度工作区平均温度不同的气流组织形式即使产生相同的舒适性，消耗的能源也存在着差异；不同的气流组织形式中下送上回的形式较高。§2室内空气分布的描述参数污染物年龄指污染物从产生到当前时刻的时间，是该点排出污染物有效程度的指标。污染物驻留时间：污染物从产生到当前时刻的时间。某点的污染物年龄越短，说明污染物越容易来到该点，则该点空气品质较差；反之，污染物年龄越大，说明污染物越难达到该点，该点的空气品质较好。与空气龄不同耶！与驻留时间不同耶！§2室内空气分布的描述参数污染源可及性反映污染物在任意时段内对室内各点的影响程度；只与污染源的位置和流场相关；当污染源位于送风口处时=送风的可及性；当各风口某种组分的浓度为0时可用于指导如何在任意时段内通过通风系统去除污染物的影响§2室内空气分布的描述参数§2室内空气分布的描述参数不均匀系数用于评价室内各点温度、风速存在的差异。为无量纲数，该值越小，表示气流分布的均匀性越好。算术平均值均方根偏差不均匀系数§2室内空气分布的描述参数空气扩散性能指标ADPI指满足规定风速和温度要求的测点数与总测点数之比。Think，为什么仅考虑这两项？有效温度差与室内风速之间的关系：该值在-1.7～+1.1范围时多数人感觉舒适。该值越大说明感到舒适的人群比例越大，一般应使该值≥80%§3气流组织的测量与计算方法能够完全跟随空气流动密度与空气相近可测稳定，一般情况下不与空气及其他物质发生物理或化学反应无毒一、示踪气体及常见释放方法1.示踪气体的特性2.常用示踪气体：CO2、SF6、CH4等Think，什么气体可以作为示踪气体？§3气流组织的测量与计算方法3.常用示踪气体释放方法脉冲法（thepulsemethod）：释放少量示踪气体，记录测点处示踪气体浓度随时间的变化过程上升法（thestep-upmethod）：连续释放固定强度源的示踪气体，记录测点处示踪气体浓度随时间的变化过程下降法（衰减法）（thestep-downmethodordecaymethod）：示踪气体浓度达到平衡后停止释放气体，记录测量点处示踪气体浓度随时间的变化过程§3气流组织的测量与计算方法二、利用示踪气体测量气流组织参数空气龄污染物年龄污染物的驻留时间换气次数换气效率排污效率1.各种年龄指标释放点在送风口，测量点在空间任一位置，通过测量示踪气体浓度、质量或释放速率、送风量，可求得该点的空气龄释放点在房间内部，测量点在空间任一位置，可测房间内部存在相应污染源时该点的污染物年龄释放点在房间内部，测量点在出风口，可测量污染物的驻留时间这三种测量方案均可用上述三种示踪气体释放方法§3气流组织的测量与计算方法§3气流组织的测量与计算方法2.换气次数上升法下降法均为测量值3.换气效率用上述测量方法测得空气龄和名义时间常数后计算求得4.排污效率通过测量进风口、考察区域和排风口的示踪气体浓度，利用定义式计算求得。§3气流组织的测量与计算方法三、室内气流组织的计算方法实测射流理论分析模型实验区域模型（ZonalModel）基于CFD方法的数值模拟投资高，周期长，复杂，难以模拟实际情况误差大，无法提供详细资料精确，周期长，昂贵，难以广泛采用相对精确，有较多问题成本低，速度快，资料完备，可模拟各种工况，但存在可靠性和对实际问题的可算性