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【CAHVAC暖通大讲堂】李安桂:基于目标通风的高大空间通风空调气流组织

  • 作者:
  • CAHVAC暖通大讲堂
  • 发布时间:
  • 2020-03-28

       通风直接影响工业建筑环境和民用建筑舒适健康。在新冠肺炎疫情持续蔓延的当下,如何通过有效的技术手段,创造健康、安全、舒适的室内环境,为业界所广泛关注。3月27日,CAHVAC暖通大讲堂第一季“疫情防控 暖通在行动”第5期特邀西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院李安桂院长/教授分享《基于目标通风的高大空间通风空调气流组织》,中国建筑科学研究院建筑环境与能源研究院邹瑜副院长受邀担任主持人。

 
特邀嘉宾:李安桂 院长/教授                                 特邀主持:邹瑜 副院长
    西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院           中国建筑科学研究院建筑环境与能源研究院             

       视频回放:https://v.qq.com/x/page/s0941gfy6qc.html

       李安桂教授在报告中指出,围合结构将“世界”分成了室外和室内两大部分,室外环境是由“大自然”控制的,而室内环境——包括国计民生各个领域,从航空航天、工农业生产、到人民的衣食住行的环境保障则是暖通空调专业的任务和使命。气流组织的任务就是,用人工(机械)气流,以尽可能低的能耗,创造适合人类生活与工作的舒适、健康与节能的“人工环境”,营造生活与生产活动的“春夏秋冬”。

       对于贴附送风气流组织,李教授总结了以下特点:第一降低了需求侧空调负荷;第二,与混合通风相比,提高了通风(温度)效率;第三,克服了置换通风往往占用下部使用弊端;第四,降低了通风空调系统一次投资及运行管理费用。贴附送风技术在展览馆地铁/高铁站等高大空间推广应用,节能效果显著,为高大空间气流组织设计提供了新的选择。

       答疑和总结环节在邹瑜副院长主持下,大家就贴附送风的形式、是否结露以及设计与应用中遇到的问题进行了互动交流。邹院长对李教授抽出时间分享研究成果,回答网友提问表示感谢,她表示气流组织在暖通空调系统设计中会越来越重要,希望以后能有更多的交流机会。

       讲座结束后,秘书处对提出问题在请教了李安桂教授后进行了汇总,现分享给各位同仁。

       问题1:形成贴附气流的原因是什么?
       回复:当送风射流距墙壁不超过一定距离时,受康达效应和扩展康达效应影响,形成室内受限贴附射流。康达效应简单来说指射流流体趋于相邻固体壁面的现象,其原理为:当流体1以一定的初速度从孔口射入另一种流体2(或称环境流体)时,会对周围环境流体产生卷吸。射流对周围环境空气的卷吸效应存在不平衡时,射流将朝向流体流动阻力较大的一侧偏转。扩展康达效应系指流体射流沿壁面形成康达效应,并保持持续性流动,直至撞击地面后继续保持贴附于地板并后续扩展流动的现象。其与康达效应的区别在于存在撞击区。定量化分析可参阅《贴附通风理论及设计方法》。

       问题2:条缝送风口的送风速度与送风温差、层高之间的关系是什么?
       回复:从工程设计的角度而言,条缝送风口的送风速度、温度是由工作区范围、工作区所要求的气流参数、工作区热源情况等通过参数关联式反算而得到。同时,针对不同的贴附通风形式(如竖壁贴附、方柱贴附、圆柱贴附等),研究给出的贴附通风射流特征参数关联式也有所不同,其特征参数就包括了送风速度、温度(温差)、送风高度(反映了层高影响)。一般而言,以普通3 m层高办公类建筑为例,其夏季条缝送风口出风速度不超过1.5 m/s。

       问题3:房间内外区的贴附气流组织设计有何建议?
       回复:建筑物的内外区一般是根据其空调负荷特性来划分的,内区往往需要常年供冷,外区负荷则受室外气候的影响。通常,内外区的划分会影响空调系统类型的选用,但在贴附通风气流组织的设计方法、原则上没有差异。但需要注意的是,贴附通风送风口应不宜布置在外窗、外门位置。

       问题4:在空调形式已固定的情况下,如何通过气流组织改善房间的空气质量?
       回复:分为两个角度来看,如果是空调系统的形式确定,但末端位置和形式并没有确定,那么通过合理的送排风口布置,气流组织设计,可以保证良好的室内空气品质(如工作区可以的话,采用置换通风或贴附通风的通风效率高于混合通风)。若是空调系统形式和送排风口均确定但房间空气质量无法达到既定要求,应关注气流组织路径设计是否合理、换气次数是否符合要求等,通过增大换气次数或对气流组织进行简单改造,如改变送风口角度、加导流板等等。此外,还要注意对空调系统进行调试。

       问题5:冬季贴附射流送风有何特殊要求?
       回复:受热射流浮升力影响,冬季热风送难以送至工作区是目前气流组织设计中较为普遍的一个问题。贴附通风由于壁面康达效应的存在,其送风射流速度衰减慢,热风更易送至工作区。当冬季送热风,由于贴附射流首先沿壁面贴附而下,继之在工作区形成空气湖效应,这也是贴附通风适用于冬季送热风工况的优点所在。但应注意贴附通风送风口应不宜布置在外窗、外门位置。

       问题6:贴附送风除了在高大空间应用外,在普通建筑有什么应用?
       回复:贴附通风将空间划分为控制区和非控制区两大部分,它以保障控制区环境为目标,其控制区(工作区)的实际负荷是全室负荷的一部分。因此,空间高度越高,节能效果越明显。在普通建筑中应用贴附通风,同样具有一定的节能效果。同时,由于贴附通风属于目标通风,尤其是贴附通风加导流板的变工作区应用,可以实现新鲜空气定向流动,直接送至人员呼吸区或者特定的调控区域。

注:如您有相关问题与李教授交流,可致电029-82205958  或发邮件至liag@xauat.edu.cn

 关于CAHVAC暖通大讲堂 

        “CAHVAC暖通大讲堂”是暖通空调产业技术创新联盟、中国建筑学会暖通空调分会和中国制冷学会空调热泵专业委员联合推出的系列网络专题公益直播活动,将围绕技术趋势、产业方向以及行业热点等邀请业内专家、学者、企业家等进行主题分享。

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