气流组织对室内空气品质影响数值研究进展【文献综述】

《气流组织对室内空气品质影响数值研究进展【文献综述】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、毕业设计文献综述建筑环境与设备工程气流组织对室内空气品质影响数值研究进展摘　要:介绍了室内空气品质问题的提出、评价,以及改善的方法.从计算流体力学角度对空调室内气流组织和空气品质的研究进展进行了综述,并对尚待解决的问题进行了展望.关键词：室内气流组织;室内空气品质;通风方式;数值模拟;计算流体力学随着人们工作和生活水平的提高,对空调室内气流分布和室内空气品质(IndoorAirQuality,简称IAQ)提出了更高的要求.当代空调技术的发展实际上是为促进人类居住的舒适性、健康性,以及为保护地球环境、有效利用能源等各种可持续发展的需要而服

2、务的[1].在空调房间内,气流组织的好坏决定着室内空气的温度、相对湿度和洁净度,因此,空调房间内的气流组织是空调设计的重要内容.有效地通风和合理的气流组织对于改善室内空气品质,控制室内空气污染物水平,保证实现健康建筑、健康舒适性空调有着重要的意义.目前在暖通空调工程中,对预测室内空气流动分布采用的方法主要有4种:射流公式,Zonal模型,CFD(ComputationalFluidDynamics,计算流体力学)方法和模型实验.随着时代的发展,建筑空间越来越向复杂化、多样化和大型化发展,实际空调通风房间的气流组织形式变化多样,而射流分析

3、方法只能给出室内的一些集总参数性的信息,无法满足设计者详细了解室内空气分布情况的要求.Zonal模型模拟得到的实际上还只是一种相对“精确”的集总结果,且在机械通风中的应用还存在较多问题.对于室内空气流动以及其他设备内的流体流动的模拟预测,一般只使用模型实验或CFD方法.模型实验虽然能够得到设计人员所需要的各种数据,但需要较长的实验周期和较为昂贵的实验费用,因而影响了其在工程设计中的广泛应用.CFD方法是研究空调中空气动力学问题的有效而经济的方法,它可对室内空气气流分布情况进行数值模拟和预测,从而得到房间内速度、温度、湿度,以及有害物浓度

4、等物理量的详细分布情况,为设计部门提供较为完整的技术依据.CFD以成本低、速度快、资料完备且可模拟各种不同的工况等优点,越来越受到人们的青睐.1室内空气品质1.1　IAQ问题的提出20世纪70年代全球能源危机,产生了世界范围的节能要求,建筑物加速了密闭性,相应减少了空调新风量.另外,大量合成材料用于建筑装修和保温,有机合成材料广泛应用于室内设备用具及室内装饰等方面,致使挥发性有机化合物气体大量散发,严重恶化了室内空气质量,出现了“病态建筑物综合症[2]”等IAQ方面的问题.导致IAQ变坏的主要原因是室内含有很多微尘、纤维、细菌和有害化学

5、气体等,因而引起室内CO2含量较高、氨氧化合物超标、细菌含量偏高、负离子浓度较低,致使房间内不良气味较大,容易传播有关疾病.研究表明[3],室内空气污染物,如细菌,CO2,CO,石棉,挥发性有机化合物等直接影响着人们的健康,甲醛、可吸入粉尘、烟气等会导致人体极不舒适,甚至恶心、呕吐,这些感觉会导致生产率下降.一些学者对学校建筑、公共建筑与办公建筑、居住建筑等中的IAQ作了不同程度的调查与研究[4～6],指出了IAQ指标的恶化在各类建筑中给人们带来的种种危害.1.2　IAQ的评价IAQ的评价是认识室内环境的一种方法,是随着人们对室内环境重

6、要性认识的不断加深而提出的新概念.IAQ评价分为现状评价和影响评价两类,其中,影响评价是指对拟建项目的评价.这里涉及的是IAQ的现状评价,简称IAQ的评价.目前国内对IAQ的评价方法尚未建立统一标准.国内外一些较为成熟的综合或单项评价指标有:(1)当量评价指标,即评价室内环境的综合指标.(2)主观评价与客观评价相结合的综合评价方法[7].(3)IAQ等级的模糊综合评价,其关键是建立IAQ等级评价的模糊数学模型,确定各类健康影响因素对可能出现的评判结果的隶属度.(4)“通风效率”和“换气效率”评价标准.这两个指标是从发挥通风空调设备和系统

7、的效应,进行有效通风,提高IAQ方面提出的.(5)CFD技术对IAQ的评估.近年来,CFD技术已被应用于建筑通风空调设计领域.该方法利用室内空气的质量、动量和能量守恒原理,采用合适的湍流模型,给出适当的边界条件和初始条件,用CFD方法求出室内各点的气流速度、温度和相对湿度等.2　空调改善IAQ的方法采用技术手段创造并保持满足一定要求的室内空气环境,是空气调节的任务,空调的发展应该有助于不断地提高IAQ.针对目前空调房间内的空气质量问题,可以从两个方面来改善IAQ.(1)增大新风量　ASHRAE标准62-1999“保障合格IAQ的通风”规

8、定了空调建筑的最小实际通风量.通常做法为:为每人提供一定的新风量或者使规定的污染物(如CO2和甲醛)的浓度水平保持在极限值以下.(2)合理的气流组织布局　不同的通风方式和气流分布方式会极大地影响通风换气效率