典型高大空间建筑空调通风气流组织设计.pptx

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气流组织示意图

建筑空调是能耗大户，在“双碳目标”背景下，应该增加对气流组织节能的要求，即满足相同的室内环境需求下，尽量降低末端能耗。;

气流组织常用评价标准：热舒适性（PMV、PPD、不均匀系数、ADPI），空气品质或污染物控制（空气龄、换气效率、通风效率），评价分层效果的指标（能量利用系数）。缺少对末端输送能耗的关注！

上部送风混合通风可以满足人员区的舒适性要求，一般采用CFD可以进行评价。

维持气流组织所需的能耗包含建筑能耗和末端输送能耗。全室空调是传统的设计形式，由于负担了整个空间的负荷，建筑能耗无折减。

末端输送能耗（Pe∝（Q，p））体现在送风量和克服阻力上，上部送风温度可取露点温度，具有较大送风温差，风量较小。但混合通风需提供较大全压，输送能耗很大。;

适用高大空间，高度H≥10m，建筑物体积V＞1万m3，空调区域高度与建筑物高度之比h/H≤1/2时，这种空调方式才经济合理。

空调区域分层空调冷负荷占全室空调冷负荷的0.5~0.85，缺少数据时，取0.7。

非空调区向空调区热转移包括辐射和对流。

中下部侧向送风混合通风在上部空间的气流组织形式包括：自然进机械排，上部无气流流动，下部部分气流进入上部机械排，中部空气幕隔绝，等等。;

泰安文化艺术中心门厅（中部侧送下部侧回）

实际设计中，建筑负荷取全室的0.7~0.8，没有达到理论下限值。究其原因，其一，室内正压排出气流带走部分上部负荷；其二，

送风卷吸上部空间气流，负担了部分负荷；

第三，上部自然通风或机械通风不畅，无法对上部散热壁面有效降温，从而对下部辐射热量较大。甚至卷吸室外空气进入下部空间，空调系统负担了过量室外新风负荷。

中下部侧向送风混合通风分层空调设计并海口国际会展中心（中部侧送下部侧回）未实现空调区域明显分层，反而能耗较大。;

常用喷口作为侧向送风口，其出口风速大（不超过10m/s），湍流强度较大。Ⅰ∝（Re），即与特征速度和尺寸相关。湍流强度是衡量射流混合程度强弱的指标，常用脉???速度均方根值表示脉动的大小。湍流强度越大，射流与周围空气掺混作用越强，且沿着射流方向掺混作用越强，射流衰减越快。

喷口送风压损较大，输送能耗大；且沿程掺混作用较强，分层效果不理想，过多地负担了建筑负荷。CFD模拟一般设置出口为压力出口或速度出口，不能完全体现风口构造引起的出风湍流特性，导致模拟结果失真。相同风量，球喷出口雷诺数和湍流强度约为条形风口的25倍，压损约3倍，

多负担的能耗仅仅为提供更远的射程。;

地板/座椅送风空调区域分层良好，空气分布均匀，有较高的舒适度。

置换通风形式具有较好的室内空气品质，通风效率高。

空气直接送入人员区，送风温度不宜太低，一般

19~22℃,较小的送风温差造成送风量成倍增加，增大了末端输送能耗。

回风/排风在上部，空调送风负担了部分上部空间负荷，室内温度梯度较小，较中下部侧向送风负担了更多的建筑负荷。;

所有的气流组织形式在不考虑室内空气品质、能量利用效率和能耗的情况下，均能满足室内舒适性要求。

西安建筑科技大学的马仁民老师提出不同送风方式的换气效率如下表a，单向流的换气效率最高，置换通风次之，混合通风较低，尤其是上送上排的最低。在大空间气流组织中应避免采用上送上排的混合通风模式。

李琳等比较了高大空间四种气流组织的气流分布特性及能耗，见下表b。碰撞射流的热舒适度最好，空调分层即能量利用系数高，末端能耗较小，应在大空间气流组织设计中优先选择。但文中所述“碰撞射流”并非传统意义上的碰撞射流，其流型示意图见图c。在与地面碰撞转折后，其流型与壁面贴附射流近似，但竖向是管道流动。;

贺肖杰对混合通风、置换通风和贴附通风的气流组织性能做了比较，在热舒适指标方面，混合通风适用于具有较大室内负荷的情况，置换通风在小负荷时表现更好，贴附通风适用范围更广，不同负荷下室内热环境良好。在空气品质方面，置换通风和贴附送风的通风效率均大于1，空气品质较好，而混合通风效率小于1。冬季送热风时，置换通风送风快速上浮，贴附送风可以将热风送至工作区。

清华大学的李先庭老师提出综合各种高大空间气流组织现有评价指标的评价体系，结合不同权重给出百分制的评分，从而确定适合的气流组织形式。其中，节能项体现能量利用系数的大小，即空调分层效果带来的建筑节能，并未涉及末端输送能耗。;;

竖壁