用示踪气体方法研究通风房间的空气龄.doc

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1、用示踪气体方法研究通风房间的空气龄Investigationonairageinaventilatedroomwithtracergastechnique摘要　　应用示踪气体测量得到了8种强制通风工况下实验小室中各种测点处的浓度衰减曲线，并计算出各测点的空气龄。实验结果表明，示踪气体用于强制通风研究时实验可重复性较好，实验结果正确合理，测得的空气龄反映了房间各点空气的新鲜程度，也提示了室内空气的流动形态。关键词　　示踪气体空气龄通风实验Abstract　　Obtainsthedecaycurvesoftracergasconcentrationforei

2、ghtmechanicallyventilatedcasesinatestchamber,calculatestheairagefromthetestdata.Itisshownthattheexperimentsweredonewithgoodrepeatabilityandthetestedresultsofairagewerereasonable,whichindicatetheflowpatternandfreshnessoftheoutdoorairintheventilatedspace.Keywords　　tracergas,airage,

3、ventilation,experiment　0引言　　室内空气品质问题在很多情况下是由通风不当引起的。90年代初，对加拿大、美国、西欧、南美85栋建筑IAQ问题起因的调查结果[1]表明：在引起IAQ问题的所有原因中，通风问题排第一位，占57%。　　通风问题一般包括两方面：新风量不足和室内空气分布不合理。对于空调房间来说，提高新风量往往伴随着空调初投资与运行费用的增加，因此，在一定的新风量下，如何合理地设计通风方式以达到良好的房间通风换气效果尤为重要。由于传统的通风设计参数，如换气次数等，很难衡量房间的通风换气效果，而空气龄，也就是空气进入室内来的时间，

4、反映了室内空气的新鲜程度，它可以综合衡量房间的通风换气效果，是评价室内空气品质的重要指标。因此本文应用示踪气体实验技术对通风房间的空气龄进行研究。　　71实验方法　　1.1示踪气体技术　　对于强制通风，室内空气流速变化较大，如果利用直接或间接测量风速分析流场的方法，则难以对室内空气流动情况进行全面描述，而示踪气体方法正适用于此种情况。虽然示踪气体的研究方法已引入通风行业十余年，但国内鲜有人利用示踪气体研究强制通风，笔者在此方面做了初步的尝试。　　本次试验选用甲烷作为示踪气体。甲烷性质稳定，密度较小，易于与空气充分混合，并且对人体无毒无害。虽然甲烷在体积分

5、数为5%～15%时具有爆炸性，但其可测浓度较低。本次实验中控制甲烷最大体积分数约为100×10-6，较为安全。　　利用示踪气体测量空气龄的释放方法有3种[2]：①脉冲法；②上升法；③下降法（或衰减法）。其中下降法最为简单，且实验精度较高，因此本文选用下降法测量空气龄。　　1.2实验基本原理[3]　　通风的主要目的是将新鲜空气送入工作区，并且将污染料物尽快从工作区排出去。空气龄τp的物理意义是空气进入房间以来的时间，它定量描述了送风空气代替房间原有空气的快慢。　　房间中某一点的空气由不同空气龄的空气微团组成，因此该点所有微团的空气龄存在一个频率分布函数f(

6、τ)和累计分布函数F（τ）。累计分布函数F与频率分布函数f之间的关系如下：　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）　　某一点的空气龄τp是指该点所有微团的空气龄的平均值：　　　　　　　　　　　　　　　　（2）　　用示踪气体方法测量某一点示踪气体浓度随时间的变化过程，得到该点空气龄的频率分布函数f或累计分布函数F，从而可计算出该点的空气龄。以下降法为例，空气龄的累计分布函数F如下：　　　　　　　　　　　　　　　　（3）　　其中，Cp(τ)为测点时刻示踪气体浓度。　　于是，采用下降法测量空气龄的计算公式如下：　　　　　　　　　　　　　　　　（4）　　1.3　

7、测量方法　　本文选用QGS-08B型红外线气体分析仪作为示踪气体测量设备。这种仪器可以在实验现场直接连续测定低浓度的甲烷，测量范围0～100×107-6，精度1%，输出为0～5V的电压信号。此电压信号经PC-1216-K2型A/D板转换成数字信号传入计算机进行数据存储与显示。测点浓度的采样时间间隔可在数据采集软件中设定，本次实验取为8s。　　示踪气体测量方法如下：首先，将房间密闭，释放示踪气体；当房间中示踪气体的浓度达到平衡状态（约100×10-6）后，停止释放示踪气体；此时，开始送风，并打开排风口，同时记录测量点处示踪气体浓度随时间的变化情况，从而计算

8、出测点处的空气龄值。　　实验房间　　实验房间尺寸为5.0m×3.5m×3.0m，