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第六讲
室内空气环境营造的理论基础Par2
清华大学建筑学院
建筑技术科学系
1
6.3基本原理：
稀释与置换
目标：依然是清除
2
不同的气流分布形式
?两种典型的理想气流分布
①充分混合流
②理想活塞流
①充分混合流：
气流充分混合，各
处参数完全一样
②活塞流动：原有空气清晰地被替换3
不同的气流分布形式
?实际情况都不是均匀混合和活塞流动，而要复
杂得多
4
接近活塞流的通风方式
置换通风
穿堂风
5
接近充分混合流
混合通风的流场与温度场
混合通风
6
不同的气流分布形式
①混合通风：稀释法
?追求均匀的室内环境，但混合后的空气可
能被污染
7
混合通风
Fanger教授的比方：
置换通风或个体送风
8
不同的气流分布形式
②置换通风：置换法
?新鲜气流先送入工作区，污染物带离工作区
?保证人员呼吸区或者工作区的环境要求
9
置换通风方式之一：热羽流
?以极低速度(0.25m/s将新鲜冷空气送入房间底部
?室内热源驱动受热空气向上流动，同时在周边形成负
压区，吸引冷气流流过来，被加热上升形成热羽流，
把热量和污染物带到顶部排出
10
置换通风方式之二：机械驱动
?大风量顶送或侧送形成竖直方向或水平方向的活塞流,
达到有效置换室内空气的目的
?一般用于特殊工艺过程：洁净室
风机
风机
风机
11
混合通风的气流形式
上送上回上送下回
下送下回侧送上下回
12
稀释原理与稀释方程
污染物散
室内浓度
发速率
??
?根据质量守恒定律
?
=???+???C
??房间容积
送风浓度
送风量
?初始条件为：＝，C，方程的解为：
??=??????
?
?
?+??+
?
?
?????(?
?
?
)
?当???时，有稳定解为：
13
?∞=??+
?
?
?=
?
?∞???
稀释原理与稀释方程
?
?当时，有
???
?
????
?
?
???+
?
?
?
?因此，要求时刻达到浓度C=C所需的通风量
求解如下：
?????????
?????????
=?+
?
?
?
非稳定状态下的全面稀释所需换气量计算式为：
?=
?
?????
?
?
?
?????
?????
=
??????
?????
14
稀释原理与稀释方程
风口
?
?
??
?
σ=?
?
?
????
?=??=?
稀
?=
??
?????
?σ?=?
15
局部保障法
?局部保障法（个性化送风排风）
?就地处理，独立可调，满足不同对象的特殊性要求
16
局部送风为人员提供清洁适宜的
空气，维持个性化需求的微环境
局部排风把污染物就地排除，
避免进入人员区造成危害
局部个体送风的优势
?背景温度可以提高到3℃，与局部送风相组合，依然
能够满足热舒适的要求，总冷负荷可降低35~50%
?保证新风可直接到达人的呼吸区的送风温差≤℃
≤℃
3C
2C2C
17
6.室内空气环境的
评价指标
1理想稀释与置换时的描述参数
2送风有效性的描述参数
3污染物排除有效性的描述参数
4空气扩散性能与均匀指标
18
气流分布与室内环境的关系
?总新风量满足要求，是否意味着IAQ一定满足
要求？
?新风是否都进入了呼吸区？
?室内空气更新的快慢如何？
?室内污染物被转移出去的速
度如何？
?室内空气参数分布是否满足
要求？19
气流分布与室内环境的关系
?气流分布包含的内容
?风速分布（风速场或流场）
?温度分布（温度场）
?湿度分布（湿度场）
?污染物浓度分布污染物浓度场)
?如果室内空气均匀混合或者是理想活塞流，可用
集总参数对房间的通风效果进行总体评价
20
室内空气环境的描述参数
?实际环境通风气流组织评价的三类参数
?描述送风有效性的参数
?反映送风能否有效到达考察区域以及到达该区域的空气
新鲜程度，如：空气龄、换气效率、送风可及性
?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以及到达该区域所
需要的时间，如：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
?与热舒适关系密切的有关参数：
?不均匀系数、空气扩散性能指标(ADPI)
21
6.4.理想稀释与置换时的
描述参数
22
新风通风换气量
?决定因素
?室内污染物允许浓度
?室外污染物浓度
?室内污染物发生量
?室内污染物源对换气量的要求
?人体代谢生物污染
?消除烟臭的要求根据吸烟量确定
?污染物散发速率：VO等微量产生的污染难以监测，
通风量的确定仍
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