重慶地區(qū)居住建筑采暖空調(diào)期自然通風(fēng)器效果研究.pdf

1、近年來(lái)居住環(huán)境中室內(nèi)空氣品質(zhì)惡化事件不斷發(fā)生,損害人體健康。建筑自然通風(fēng)逐漸受到人們的重視。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)各種形式的自然通風(fēng)已經(jīng)作了大量研究。自然通風(fēng)主要具有降溫排熱和通風(fēng)換氣兩個(gè)作用,分別借以改善室內(nèi)熱舒適和室內(nèi)空氣品質(zhì)狀況,是一種節(jié)能環(huán)保的通風(fēng)方式。利用自然通風(fēng)原理制成的自然通風(fēng)器可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)通風(fēng)換氣,改善空氣品質(zhì)。這類自然通風(fēng)產(chǎn)品在住宅建筑中開(kāi)始應(yīng)用起來(lái)。但由于自然通風(fēng)器的主要驅(qū)動(dòng)力為熱壓和風(fēng)壓,作用力大小受到室外氣象條件的限制,同時(shí)

2、學(xué)術(shù)界又缺少自然通風(fēng)器的實(shí)際使用效果的研究資料。故人們逐漸開(kāi)始質(zhì)疑這類產(chǎn)品在實(shí)際使用中對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的改善效果。這也使得自然通風(fēng)器得不到有效地推廣。
　　本文利用計(jì)算流體力學(xué)軟件 Fluent建立自然通風(fēng)模型,進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。在計(jì)算過(guò)程中選取不同室內(nèi)外溫差、室外風(fēng)速等邊界條件,模擬得到了室內(nèi)濃度場(chǎng)分布和濃度隨時(shí)間的變化過(guò)程,以此來(lái)評(píng)判自然通風(fēng)器的通風(fēng)換氣效果。此后在重慶地區(qū)某住宅標(biāo)準(zhǔn)戶型內(nèi)建立了自然通風(fēng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)設(shè)置了室內(nèi)外

3、6℃,8℃和10℃三種溫差下通風(fēng)器關(guān)閉,通風(fēng)器開(kāi)啟、窗簾開(kāi)啟以及通風(fēng)器開(kāi)啟、窗簾關(guān)閉的9種工況,測(cè)試了室內(nèi)二氧化碳濃度變化情況。一方面測(cè)試結(jié)果與模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,用以驗(yàn)證模型;另一方面以二氧化碳濃度為指標(biāo)進(jìn)一步分析了通風(fēng)器對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的改善效果。根據(jù)室內(nèi)濃度變化,利用微環(huán)境質(zhì)量平衡公式計(jì)算并分析了不同工況下室內(nèi)的通風(fēng)換氣量,檢驗(yàn)其是否能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。文章最后部分還對(duì)極大影響自然通風(fēng)器性能的室外風(fēng)壓因素進(jìn)行了重點(diǎn)研究。本論文主要

4、研究成果如下:
　　1)建立風(fēng)壓、熱壓自然通風(fēng)模型,利用Fluent軟件對(duì)不同工況下自然通風(fēng)器的換氣情況進(jìn)行模擬分析,并得到室內(nèi)二氧化碳濃度場(chǎng),室內(nèi)濃度變化隨時(shí)間變化等等模擬結(jié)果。模擬研究證明在熱壓作用和風(fēng)壓作用下,自然通風(fēng)器均能有效地排除室內(nèi)二氧化碳,改善空氣品質(zhì)。隨著熱壓力(溫差)和風(fēng)壓力(風(fēng)速)提高,通風(fēng)效果越來(lái)越好,并且風(fēng)壓的影響要大于熱壓。
　　2)根據(jù)實(shí)測(cè)房間內(nèi)二氧化碳濃度變化,繪制出不同熱壓、風(fēng)壓影響下,二氧化

5、碳與時(shí)間的關(guān)系曲線,計(jì)算室內(nèi)的通風(fēng)量。從規(guī)范規(guī)定的室內(nèi)二氧化碳濃度標(biāo)準(zhǔn)值與通風(fēng)換氣量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)來(lái)共同判斷通風(fēng)器的工作性能。研究結(jié)果表明在冬季采暖季節(jié),8℃和10℃兩種溫差純熱壓作用下,通風(fēng)器開(kāi)啟、窗簾開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)時(shí),室內(nèi)二氧化碳濃度能得到有效的控制,房間通風(fēng)量滿足換氣要求。自然通風(fēng)器在改善室內(nèi)空氣品質(zhì)方面具有一定的實(shí)際效果。同時(shí)這種效果會(huì)隨著室外風(fēng)壓的加強(qiáng)能得到更好的改善。在夏季空調(diào)季節(jié)室外無(wú)風(fēng)工況下,10℃溫差條件時(shí)室內(nèi)二氧化碳濃度和

6、房間通風(fēng)量基本滿足要求。
　　3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,通過(guò)開(kāi)關(guān)窗簾的對(duì)比分析測(cè)試發(fā)現(xiàn)窗簾的阻礙對(duì)通風(fēng)器的換氣效果影響并不顯著。室內(nèi)外6℃溫差時(shí),主臥室關(guān)閉窗簾后室內(nèi)CO2濃度僅上升了80ppm,通風(fēng)器通風(fēng)量下降了3.8m3/h。從另一個(gè)方面來(lái)說(shuō)窗簾在夜間休息時(shí)才會(huì)關(guān)上,這時(shí)人們都處于睡眠休息狀態(tài),新陳代謝作用下降,二氧化碳釋放量更低。因此拓展了自然通風(fēng)器在夜間的應(yīng)用范圍。
　　4)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā),研究了室外風(fēng)壓作用(類型、風(fēng)速和風(fēng)向