混合通风VS.置换通风-竖壁贴附射流通风原理及设计案例.pdfVIP

2013年全国通风技术学术交流会论文集 混合通风VS．置换通风一 竖壁贴附射流通风原理及设计案例 尹海国李安桂 西安建筑科技大学环境与市政工程学院 摘要：混合通风及置换通风的优、缺点众所周知。对这两种传统的、常用的送风方式如何 扬长避短?作者研究了新型气流组织形式——坚星塑坚巡射流通风模式，建立了该模式下条缝 风口送风理论模型。本文通过全尺寸实验研究了竖壁贴附射流的流场特性，给出了竖壁贴附 射流气流组织的设计案例，并与置换通风进行了比较。研究表明竖壁贴附射流是一种兼具混 合通风及置换通风优点、通风效率较高，工作区人员热舒适性较好的气流组织形式。 关键词：通风，气流组织，竖壁贴附，空气湖，设计方法 引言 “气流组织”形式是影响建筑室内通风、空调效果的重要因素，决定着送入室内新鲜空 气、冷热量、湿度以及室内污染物浓度的分布。合理的气流组织应该是在消耗较少能源的基 础上，有效改善室内空气品质，创建舒适的热湿环境，同时能够有效消除吹风感，不对称表 面辐射温度等局部热不舒适性…的影响。 通风空调系统气流组织形式主要有两种，混合式通风和置换式通风12J。两种通风方式各 有其优缺点： · 混合式通风送风口一般位于建筑空间上部，不受室内家俱、工艺设备等障碍物影响， 容易布置；但人员工作区往往位于回风或排风环境中，卫生条件较差：同时送风进入工作区 之前首先要与室内环境空气混合，进入工作区的有效冷／热量减少，因此通风效率较低pJ。 · 与混合式通风相比，置换式通风的基本思想是利用送风来置换室内已经存在的空 气，而不是与其混合。送风由位于建筑空间下部一侧的散流器送出后直接进入工作区，因此 新鲜空气和冷量能够有效被人员利用，室内空气品质和通风效率较高。但是如果以较高速度 的冷风直吹人体将造成局部热不舒适，并且容易将流动形式由活塞流转换为混合式流动，削 弱通风效果，因此置换通风一般用于房间负荷较低的环境中【4J。同时其局限性也显而易见： 置换通风的布置方式往往需要升高楼板高度(可达30cm以上，布置下送管道)或者占用下 部有效空间。 在对两种传统通风模式对比分析的基础上，作者提出了竖壁贴附射流气流组织模式l引， 以此有效解决现有通风、空间房间气流组织形式中存在的问题。如下图1所示。 (a) (b) 图l竖壁贴附射流气流组织：(a)通风模式示意图，(b)全尺寸可视化图 16 2013年全国通风技术学术交流会论文集 1竖壁贴附射流通风模式原理 1．1空气湖送风原理 由图1a可知，送风射流由开设在房间项部的条缝送风口送出，进入房间开敞空间后射 流速度将有所降低，为了保持射流主体的动量守恒，射流将卷吸周围空气。此时由丁．左边竖 直墙壁的存在，射流轴线左侧用于卷吸的室内空气量远远小于右侧区域，射流的卷吸将造成 左侧角落区域形成一个低压区，进而射流主体两侧产生的压力差将驱使射流向左侧墙壁偏 转，与壁面形成贴附。这种射流偏离初始的流动方向，而与邻近壁面形成贴附并沿其流动的 E能ct)。此后射流主体将沿壁面向下流动，接近地面时逆压梯 现象称为康达效应(Coanda 度增加，射流主体与竖直壁面分离，撞击角落区域后方向转为水平向，然后与地面形成贴附， 以辐射流动方式沿地板向前延伸扩散流动。进而在工作区形成类似于置换通风的“空气湖” (Airlal(e)或“空气池”(Airp001)状速度分布。 该气流组织原理得到了全尺寸可视化实验验证。从图lb中清晰地看出，射流主体能够 与竖直壁面和地板形成贴附，进而减少送风与周围空气的混合，将新鲜空气和冷／热量下送 至人员工作区，形成空气湖状速度分布。表明竖壁贴附射流模式在某种程度上确实具备了置 换通风的一些优点。 1．2竖壁贴附射流模型 竖壁贴附射流理论基础基于壁面贴附射流和冲击式射流，但与传统项板水平贴附射流不 同的是，竖壁贴附射流是沿竖直壁面的空气流动，流动方向与重力方向一致，因此由以上理 论分析可知射流轴线速度衰减相对较慢，射流主体与周围环境空气的混合相对较少，进而影 响冲击后水平向的气流组织分布。同时竖壁贴附射流模式存在送