040住宅通风效果评价方法的研究

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1、住宅通风效果评价方法的研究中国建筑科学研究院空调所王智超西安建筑科技大学吴志勇摘要随着建筑节能以及空调采暖形式的发展变化，国内尺用住宅通风方式存在多元化。针对不同的室内气流组织形式评价室内通风效果成为现在必须解决的一个重耍问题。本论文首次提出局部换气次数，并应用示踪气体浓度哀减法测通风房间的局部换气次数来描述住宅室内通风气流组织，并结合两个工程实例，直接指出评价住宅通风系统的通风换气效果，为倒家和行业标准的制定提供理论和实际的依据。关键词住宅通风示踪气体浓度衰减法局部换气次数通风换气效果0引言住宅在没有机械通风设备的情

2、况下，要消除室内的余热、余湿、有害气体或气体污浊空气，应优先考虑通风⑴。通风包扌舌口然通风和机械通风。随着建筑节能对维护结构的要求越来越严格，门窗的密闭性越来越好，单-纯依靠热圧风圧的门窗渗透自然通风实现室内通风换气已经很难实现。日前国外住宅机械通风，或自然与机械结合的通风成为解决室内空气品质的主要手段。而国内住宅通风方式也出现多元化，仍以白然通风为主，机械通风为辅，而机械通风模式乂分为三种：机械进风，机械排风；机械进风，口然排风；口然进风，机械排风。不同的通风方式总会带来不同的通风换气以及能耗效果，所以需要制定标准以

3、评价住宅在各种悄况下的通风效來。对于住宅通风效果的评价，各国学者提出了很多评价的体系，女口：换气次数，换气效率，通风效率，排污效率等，但哪一体系能更好的评价通风效果一直是人们所关注的问题。为了确定这一评价体系，对此我们首先耍解决3个问题：1、这一体系耍符合技术人员多年來的习惯；2、评价方法的不确定度分析得岀的不确定度可以接受；3、操作的基本方法的简单易行。基于以上3个原因，我们选择示踪气体浓度衰减法测试空气龄从而得到局部换气次数和换气次数的方案来评价室内通风效果。下面将详细介绍这一评价方法的具体细节。1示踪气体测量方法

4、1.1示踪气体浓度衰减法基本原理室内空气流动的测量方法町以分为两大类⑵：1）百-接或间接测量风速分析流场的方法,2）示踪气体分析方法。运用示踪气体测量建筑物的空气流动以及渗透特性己经人约数十年的历史，并发展了好儿种测量方法^役基本的示踪气体测量方法有三种：浓度衰减法、tu定浓度法，恒定释放法。在这三种方法中，浓度衰减法是最简单、最易操作的一种测量方法,所以我们选择它作为室内通风换气效果的研究方法。浓度衰减法应用了示踪气休质量守恒原理：”dC⑴dt=F(r)-^(OC(r)(1.1)式中V——控制体体积，1（；C——示踪

5、气体浓度，kg/kg；q——空气流出控制体的流量，kg/s；F——示踪气体释放率，kg/s；求解得:c⑴=Coexp([(处)/V)d$)+(1/U”%tJFgdq(1.2)式中)=exp(—J(g(y)/V)dy)Co=C(O)浓度衰减法是首先在被研究空间释放一定量的示踪气体，然后在整个实验过程中不再释放，即F(/)=0，则方程式(1.1)可简化为：=(1.3)clt解为：C(r)=C()exp(-[q(f)df)(1.4)这种测量方法只需测量示踪气体的相对浓度，可以在线测量，也可以现场采样离线分析。1.2示踪气体浓

6、度衰减法测局部换气次数在过去的测试研究中，大部分学者们都是应用空气龄描述通风厉间的气流组织。在房间内充满示踪气体，在A点起始时的浓度为C(0),然后对房间进行送风，每隔一段时间，测SA点的示踪气体浓度，由此获得A点的示踪气体浓度的变化规律C(f),于是A点的平均空气龄(单位为s)为：(1.5)根据排风口示踪气体浓度的变化规律确定全室平均空气龄，GP：00_JzC/rk/r；=(1.6)00

7、Ce(r)t/rO式中Cc(r)即为排风口的示踪气体浓度随时间的变化规律。由式(1.5)可得知该点的空气龄，从而得出该局部区域的换

8、气次数。测点的通风空气龄越人，局部区域的换气次数越小，通风换气效果不好。反Z,则相反。所以，在通风房间布置不同测点，测局部区域的换气次数同样可以描述通风气流组织，而将不同区域的局部换气次数N,•进行平均，即可得出整个通风房间的换气次数方。测试选用C02做为示踪气体，选用CO?红外线气体分析仪作为示踪气体测量设备。该仪器可以连续测定低浓度的C02,测量范围0〜5000ppm,精度1%,输出信号为0〜5V的电压信号。1.3测试房间简介为了验证示踪气体浓度衰减法测局部换气次数的适用性，我们在一住宅女装了机械通风设备，对通风房

9、间不同区域的局部换气次数进行测试，如图1所示布置测点。1）图中主机是一带箱体的离心式通风机，箱体上有三个口平衡式风口（680mm）,—个总排风口；2）为了实验简单化，我们把三个自平衡式进风口直接安装在主机上（正常是通过铝箔软管分别和安装在墙体的自平衡式风口连接的），通过风机（有高速档和低速档）的余压吸入室内空气，并将其排出室外；3