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室内气流分布
第十章室内气流分布
§10．1对室内气流分布的要求与评价
一．概述
1．空气分布：
流速分布，温湿度分布和污染物的浓度分布
2．影响空气分布的因素：
房间形状，送回风的形式和布置，送风量的大小。
3．对空气分布的要求与评价：
对有害物发生的车间，用有关污染物指标来评价气流分
布效果。
如污染物最大浓度区（应小于允许浓度），当量扩散半径（相当球体的半
径），实际的不均分布工作区的平均浓度与排风浓度的比值等。
温湿度均匀一致，
并保持与基准的温湿度最小。
要求主要针对“工作区”
距地面2M以下，工艺性根据情况而定，介绍主要要求和评价指标。
二．对温度梯度的要求
1．温度梯度：
垂直方向的温度梯度，上高、下低。
2．要求：
按ISO7730标准，工作区的地面上方1.1M和0.1M之间温度差不应大于3℃（考虑坐着工作）；美国ASHRAE5592标准建议1.8M和0.1M之间温差不大于3℃（考虑人站立）。
从可靠性角度，宜采用后者的控制指标。
三．工作区的风速
风速是影响热舒适的一个重要因素。
在温度高的场所常用提高风速来改善热舒适度的
环境，但太大的风速不舒服。
实验表明，风速在0.5M\S以下，人没有太明显的感觉，
我国规定见P244.
四．吹风感和气流分布性能指标
1．吹风感：
人在空调房间内的常见的不满足有吹风感，是由于空气温度和风速（温度
和辐射假定不变）引起的人体局部地方有冷感，导致不舒适。
2．有效的吹风温度：
ASHRAE用有效顺风温度EDT来判断是否有吹风感，定义为
EDT（txtm）7.8（x0.15）式中各项见p245
对于办公室当EDT在-1.7~1℃，x<0.35m/s.大多数人感觉舒适，小于下限值时有吹
冷风感。
3．气流分布性能指标ADDI，EDT用来判断任何一点是否有吹风感，对于整个工作区
1
用ADPT，定义为工作区的各点满足EDT和风速要求的点占总数的百分比。
对已有房间，可实测各点，在气流分布设计时，可利用计算流体力学预测。
五．通风效率Ev
Ev在8.3中给了定义，表示通风或空调排出的污染物的能
x,也称为排行效率。
当送
入房间空气与污染物混合均匀，排风的污染物浓度等于工作区浓度时
Ev=1.一般Ev<1,
但当清洁空气由下直接送到工作区时，工作区的污染物浓度可能小于排风的浓度
EV会
大于1，
不仅与气流分布有密切关系，还与污染物的分布有关。
污染物位于排风处
EV
EV
增大。
EV也是个指标。
EV越大，表明排出同样的发生量污染物所需的新鲜空气量越小。
能耗小，设备费用和运行费也就愈低，
温度效率：
以转移热量为目的的通风和空调系统，EV中浓度可用温度取代，称之为温
度效率，或称为能量利用系数。
表达式
ET
te
ts各项见p245
t
ts
六．空气龄
1．定义：
空气质点的空气领。
指空气质点自进入房间至到达室内某点所经历的时间。
2．局部平均空气龄：
某一微小区域空气质点的空气龄的平均值。
3．空气龄的测量：
用测量示踪气体的浓度变化来确定局部的空气龄。
测量方法不同，
浓度表达式不同，如用下降法。
在房间内定以示综气体，在A点起始时浓度为C（0）,
然后对房间进行送风，每一段时间，测量A点的示综气体浓度，由此获得A点的
示综气体浓度的变化规律C（）,A点的平均空气龄单位为S）为
C（）d
A
0
10—3
C（0）
全室平均空气龄定义为全室各点局部平均空气龄的平均值
1
dv10-4
vv
为房间容积
如用示踪气体衰减法测量，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。
即
2
Ce（）d
010-5
Ce（）d
0
式中Ce（）为排风的示综气体浓度随时间的变化规律。
4．局部平均滞留时间：
到达房间某点的空气，而后离开某点从排风口排出。
把房间内
某微小区域内气体离开房间前在市内的滞留时间称为局部平均滞留时间，用r表
示。
单位为S。
某一微小区域平均滞留时间减去空气龄即是该微小区域的空气流出
室外的时间。
全室平均滞留时间为全室各点的局部平均滞留时间的平均值，用r表
示。
r210—6
理论上空气在室内的最短滞留时间为
V1
n.
N
V
各项见P246。
n又称为名义时间常数。
空气从通风口进入室内，不断掺混污染物，清洁程度和新鲜程度下降。
因此，空气
龄短，表示到达某处的空气可能掺混的污染物小。
排除污染物的能力愈强。
空气龄
评估了空气流动状态的合理性。
七．换气效率
1．定义：
空气最短的滞留时间,n与实际全室平均滞留时间r之比，用a表示
ann10—8
r2
2．换气效率作用：
评价换气效果优劣的一个指标，是气流分布的特性参数，与污染物无关。
3．a的实质：
由于理论上最短滞留时间，其空气龄（理想的最短的）为n/2,从式（10
—8）看到，a是可定义为最短理想的平均空气龄（n/2）与全室平均空气龄（）
之比。
反映了空气流动状态合理性。
。
最理想气流分布a1一般a1
§10.2通风口和回风口
1.送风口定义:
向室内的通风的风口.
3
2.分类:
以送风位置:
侧送顶送地面风口
（2）按气流状况:
扩散型轴向型孔型
1.结构:
图10_1位良种常用百叶风口，用作侧送风图10_2远程送风口,属轴向型
图10-3散流气（a）为平送流方散（b）为下送流型圆散（c）为圆盘形散流
器。
图10-4可调条形散流器
图10-5固定叶片条形散流器。
可顶送，侧送和地板送风。
图10-6为旋流式风口
图10-7置换送风口
图10-8回风口（a）格栅式（b）可开式
§10.3典型的气流分布模式
1.单向流（流动方向始终不变）2.非单向流（方向速度都在变）3.两种流态混合
一.侧通风的气流分布
图10—9看出7种侧通风的气流分布模式.
1.（a）为同侧送下回.特点:
送风气流帖附顶棚工作区在回流区.送风与室内空气混充
分。
工作区风速较低。
温湿度比较均匀。
适用于恒温恒湿房间。
排出空气的污染物或
温度基本等于工作区的浓度和湿度。
通风效率和Ev和温度Et接近于1。
但换气效率a
较低。
约小于0.5（宾馆）。
2.（b）.为上侧送风，对侧的下部回风。
工作区在回流和涡流区中。
回风的污染物浓度
低于工作区浓度Ev<1
3.（c）.为上侧送风，同侧上部回风。
气流分布与（a）相似。
但Ev要稍低一些。
一般
在0.2~0.55
4.（d）（e）分别相当于两个（a）（c）气流分布并列。
适用于房间宽度大，单侧送风达到
对侧墙场会。
5.（f）高大厂房。
采用中部侧通风，下部回风，上部排风，送冷风时，射流向下弯曲，
热风相反。
工作区气流分布于与d相类似。
房间上部温湿度不需要控制，可进行排风。
尤其热车间。
可有效排除余热。
4
6.（g）是典型的水平单项流的气流分布模式。
两侧都设静压箱。
使气在新面上均匀分
布。
回风口附近。
空气污染物浓度等于排出空气污染物浓度Ev=1在气流上游Ev.>1.靠
近通风口处Ev→∞a1多用于洁净空调。
二．顶通风的气流分布
图10—10给出四种典型顶送风气流分布模式
1．（a）为散流气平送，顶棚回风。
散流气地面与顶棚在同一平面上。
送出气流为贴附
射流。
回风口应远离散热器。
工作区处于混气空气中。
Ev低于侧送。
a为0.3~0.6
2．（b）为散流器下送，下侧回风。
所用散流器有向下送风特点（图10-3b）。
工作区位于
向下风流动的气流中。
Ev和a都比（a）高
3．（c）为典型垂直单向流。
上下稳压作用的静压箱。
顶棚为孔板。
下部是格棚地板。
保
证气流在横断面均匀Ev1,a1
4．（d）顶棚孔板送风，下侧部回风。
与c不同是取消格棚地板，一侧回风。
不触保证完
全单项流。
Ev1,a1但比散流器高。
三．下部送风的气流分布
图10—11为两种典型的下部送风气流分布图
1．（a）为地板送风模式。
地板需架空。
下部布置送风管。
或直接用作通风静压箱。
地板
送风口可以是旋流风口。
或是格棚式，孔板式。
送出气流可以是水平贴附或垂直射流。
射
流卷吸下部的部分空气。
在工作区形成很多小的混合气流。
工作区内的人体和热物体周围
的空气变热形成热射流，卷吸周围空气向上升。
污染的热气流，通过上部回风口排出房间。
如果热射流卷吸所需的空气量小于下部的送风量。
区域内气流保持向上流动。
到定高度，
卷吸所需空气是增多大于下部送风量。
将卷吸顶棚返回的气流，有回流的混合区，如图中
虚线以上，当混合区在1.8米以上时，可保持工作区有较高空气品质，这种气流分布模式
称为置换通风。
特点是：
工作区内气流近似于单向流。
EV和Et都很高。
a0.5~0.6既节
省冷量，又有较高的室内空气品质。
注意：
1）不适用于送热风。
2）地板送风口速度不能太大，一般<2m/s。
3）1.8m高以下的送风
量应大于热物体热射流所需卷吸的风量。
（b）是下部低速侧通气流分布，送风速度很低，一般约为0.3m/s。
低温气候将沿地面扩散。
5
在下部形成较低的送风气候。
受热上升。
携带污染物从上部回风口排出室外。
形成接近单
项的向上气流。
EV和ET都很高，a约为0.5~0.67。
下部送风垂直温度梯度大。
设计时应
校核温度梯度是否符合10.1.2中的要求。
送风温度也不应太低。
适用于计算机房，会议室，
观众厅等。
还有座椅送风方案，在坐椅下或椅背处送风，用于影剧院，体育馆等。
§10.4室内气候分布的设计计算
设计目的：
布置风口形状，数量，选择风口规格，校核室内气流速度，温度等。
一．侧送风的计算
1．自由射流：
射流自由扩散，其边界不受固体影响，高大空间。
图10-9（f）
2．受限射流：
流射流不是自由扩散，其边界受到顶棚,墙的影响，大部分属于此种情况
如图10-9（a）~（e）
3．受限射流的规律：
实验表明，气候从风口喷出后的开始阶段仍按自由射流的特性扩
散。
断面与流量逐渐增大。
边界为一直线；当射流断面扩展到房间的20%~25%断
面扩展的速度比自由射流要慢（受限）。
当扩展到房间断面的40%~42%时，射流断
面和流量逐渐减小，直到消失。
4．射流自由度：
反映射流受限的程度。
表达式为Ado
A为房间断面积（垂直于射流）m2，有多般射流时，A为射流的服务区的断面积：
do为风口直径m.矩形风口时按面积折算成图的直径doa*b*4。
5．工作区最大平均速度vmax与风口出口风速o的关系。
房间工作区都在回流区。
回流
区中风速最大断面是射流扩展到最大断面处（图
10-12中Ⅰ
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