置换通风系统在中国的应用问题研究

【摘要】： 置换通风系统作为一种新型的通风方式，与传统的混合通风相比，在许多场合具有明显的优势：例如，能提供更好的室内空气品质、节约能耗以及经济效益显著等等。国外(尤其是北欧)三十多年的理论研究和应用历史已证明它确实是一种非常优良的通风方式。 但在我国，对它的研究还刚刚起步，离全面的应用还有诸多的问题要解决，本文正是着眼于我国实际存在的一些问题，主要进行了以下方面的研究： (1)置换通风的模拟方法研究。置换通风的模拟要求设计人员对它的机理和计算流体力学的知识有相当的了解，这对于普通的设计人员来说有一定的难度。为了帮助设计人员正确而有效地进行置换通风的模拟，笔者根据自身的模拟经验，结合国外的最新研究成果，提出了针对置换通风的模拟方法和具体步骤，并通过一个详细的实例指导设计人员如何模拟和分析结果，从而为准确、高效的设计置换通风系统提供了理论依据。 (2)置换通风房间内湿度分布的研究。已有的关于置换通风的研究大都是植根于欧美自然气候条件下进行的，而我国华东大部分处于亚热带地区，夏季炎热潮湿，这和北欧地区干燥的气候有很大的差异，有必要进一步研究空气中水蒸气含量对置换通风系统的影响以及与系统的湿度控制相关的问题。本文模拟了一间置换通风办公室的湿度分布情况，结果表明：置换通风房间内的湿度也同样存在层状梯度分布，这一特性使之非常适合于热湿同源的场合，系统在湿度控制时只要保证工作区的湿度能满足要求即可，使空调系统在节能上有了新的空间。 (3)送风特性对置换通风系统的影响。研究表明：置换通风中送风口邻接区的大小是影响室内舒适性的重要因素，为了保证室内人员的舒适性，需要控制好邻接区的位置和范围。本文研究了各种送风参数对邻接区的大小的影响，结果表明：送风温差、送风量、送风湍流度以及送风口的掺混量等因素对其都有重要影响，在设计时必须仔细平衡这些因素，确定合适的送风口和送风参数，才能使设计更加合理，充分发挥出置换通风系统的优势。 (4)置换通风下污染物浓度分布的模拟研究。我国大多数地区的室外空气品质不如欧美，而建筑物内的空气品质在很大程度上取决于室外空气状况，因此需要研究室外空气条件对置换通风房间内空气品质的影响情况。本文针对气态污染物，研究了不同送风浓度对系统的影响，结果表明：置换通风房间的下部区域受送风污染物浓度的影响较大，人的工作区恰好处于该区，实践中需要控制好送风浓度以保证人呼吸区的空气品质；但是送风浓度的变化并不影响置换通风下污染物的分层分布的特点。 (5)舒适性置换通风的应用设计研究。置换通风在我国的应用刚刚起步，设计人员也 还未能完全接受这一新观念，缺乏详细的设计相关的指导。本文在国外已有成果的基础上， 结合本地实际，研究提出了适用于我国舒适性置换通风的设计方法和步骤，适用于办公类商 用建筑和高大建筑中的应用设计，可供有关人员设计时参考。