寒冷地區(qū)民用住宅冬季自然通風數值研究.pdf

1、寒冷地區(qū)冬季氣溫低，晝夜溫度波動大，人們通常利用長時間關閉窗戶來維持室內溫度的恒定。但是人體、地板、墻壁、家具等擴散的污染物長時間聚集，使得室內空氣質量嚴重惡化。如何滿足居住者對室內采暖溫度的需求和保證符合室內空氣質量標準要求的室內空氣品質因此成為暖通界研究的熱點問題。本文就此問題展開工作，以蘭州地區(qū)某民用住宅為例，旨在探尋寒冷地區(qū)冬季自然通風的合理方式。所做主要工作如下：
　　(1)構建了符合節(jié)能65％的寒冷地區(qū)民用住宅物理模型

2、。統(tǒng)計得到蘭州在冬季日平均溫度≤+5℃時的設計計算用供暖時段的室外溫度、各朝向太陽輻射強度、各朝向太陽輻射強度的日逐時平均值。綜合室外空氣溫度波動和太陽輻射的雙重效應，利用非穩(wěn)定傳熱方法計算得到了住宅圍護結構的壁面溫度、熱流密度以及室內得熱量。
　　(2)在房間密閉的情況下，以層流模型作為污染物擴散的數學模型，模擬了污染物甲苯（C7H8）從地板釋放1h、6h、12h和15h后的濃度擴散過程，監(jiān)測了人員呼吸區(qū)高度水平面（Z=1.1m

3、）和與之垂直的橫截面（Y=3m）上污染物的動態(tài)變化，由此預測了C7H8在室內的擴散趨勢。
　　(3)采用Realizable k-ε湍流模型對住宅室內自然通風時的速度場、溫度場和污染物濃度場（本文以C7H8為代表性污染物）進行了數值分析，獲得了不同風速和不同進、排風口面積組合而成的12種自然通風工況下的室內環(huán)境參數分布特征。對室內溫度、C7H8濃度、PMV和通風效率進行了對比分析，結果表明：進風速度較大（1.2m/s）時，室內平均

4、溫度降低到采暖溫度下限值所需時間比C7H8濃度低于室內空氣質量標準要求所需時間短；進風速度較?。?.4m/s）時，如果進風窗口面積過?。▽挕粮?0.1m×1.5m）會使C7H8濃度下降緩慢，由此會延長室內人員暴露在受污染空氣中的時間，這不利于人體健康。合理選取進風口面積并將進風口分散布置可以保證室內熱舒適度和溫度的均勻性。此外，進、排風口面積比對室內溫度影響較大，進風口大于排風口的設計有利于維持室內溫度。
　　(4)從12種自然通

5、風工況中篩選出了較為合理的3種工況（工況10、11和12）。對這三個工況的室內速度場、溫度場和C7H8濃度場對比分析表明：3種工況下室內C7H8濃度均低于室內空氣質量標準（GB/T18883-2002）的限值，但工況12室內熱舒適度最高、溫度分布均勻性最好，達到了既不降低室內的熱舒適性又較快稀釋了室內污染物的雙重效果，是所有工況中最理想的。工況12的分析結果表明，2＃房間中C7H8濃度最高，3＃房間次之，4＃房間最低；而4＃房間溫度最高