室内气流分布第10章室内气流分布10.1 对室内气流分布的要求与评价10.1.1 概述空气分布又称为气流组织。

室内气流组织设计的任务就是合理的组织室内空气的流动与分布，使室内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好的满足工艺要求及人们舒适感的要求。

空调房间内的气流分布与送风口的型式、数量和位置，回风口的位置，送风参数，风口尺寸，空间的几何尺寸及污染源的位置和性质有关。

下面介绍对气流分布的主要要求和常用评价指标。

10.1.2 对温度梯度的要求在空调或通风房间内，送入与房间温度不同的空气，以及房间内有热源存在，在垂直方向通常有温度差异，即存在温度梯度。

在舒适的范围内，按照ISO7730标准，在工作区内的地面上方1.1m和0.1m 之间的温差不应大于3C (这实质上考虑了坐着工作情况)；美国ASHRAE55-9标准建议1. 8m和0. 1m之间的温差不大于3C (这是考虑人站立工作情况)。

10.1.3 工作区的风速工作区的风速也是影响热舒适的一个重要因素。

在温度较高的场所通常可以用提高风速来改善热舒适环境。

但大风速通常令人厌烦。

试验表明，风速<0.5m/s时，人没有太明显的感觉。

我国规范规定：舒适性空调冬季室内风速〉0.2m/s，夏季〉0.3m/s。

工艺性空调冬季室内风速 > 0. 3m/s，夏季宜采用0.2-0.5m/s 。

10.1.4 吹风感和气流分布性能指标吹风感是由于空气温度和风速(房间的湿度和辐射温度假定不变)引起人体的局部地方有冷感，从而导致不舒适的感觉。

1. 有效吹风温度EDT美国ASHRAB有效吹风温度 EDT(Effective Draft Temperature)来判断是否有吹风感，定义为EDT (t x t m) 7.8( x 0.15) (10-1)式中t x,t m--室内某地点的温度和室内平均温度，C；v x--室内某地点的风速，m/s。

对于办公室，当EDT=-1.7~l C, V x V 0.35m/s时，大多数人感觉是舒适的，小于下限值时有冷吹风感。

EDT用于判断工作区任何一点是否有吹风感。

2. 气流分布性能指标ADPI气流分布性能指标 ADPI (Air Diffusion Perfomanee Index 区内)，定义为工作各点满足EDT和风速要求的点占总点数的百分比。

对整个工作区的气流分布的评价用 ADPI来判断对已有房间，ADPI 可以通过实测各点的空气温度和风速来确定。

在气流分布设计时，可以利用计算流体力学的办法进行预测；或参考有关 文献、手册提供的数值。

10.1.5 通风效率Ez通风效率E v (Ventilation efficiency) 又称混合效率，定义为实际参与工 作区内稀释污染物的风量与总送入风量之比，即EV V V CVV ~^VV Ev 也表示通风或空调系统排出污染物的能力，因此Ev 也称为排污效率。

⑴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，E v = 1o ⑵一般的混合通风的气流分布形式， E V < 1 o 若清洁空气由下部直接送到工 作区时，工作区的污染物浓度可能小于排风的浓度， Ev>1oE V 不仅与气流分布有着密切关系，而且还与污染物分布有关。

污染源位于排 风口处，Ev 增大。

以转移热量为目的的通风和空调系统，通风效率中浓度可以用温度来取代， 并称之为温度效率E T ,或称为能量利用系数，表达式为匚t e t s T rr式中t e 、t 、t s --分别为排风、工作区和送风的温度，Co 10.1.6 空气龄⑴空气质点的空气龄：简称空气龄 (Age of air)，是指空气质点自进入房 间至到达室内某点所经历的时间。

⑵局部平均空气龄：某一微小区域中各空气质点的空气龄的平均值。

空气龄的概念比较抽象，实际测量很困难，目前都是用测量示踪气体的浓 度变化来确定局部平均空气龄。

由于测量方法不同，空气龄用示踪气体的浓度表达式也不同。

如用下降法(衰减法)测量，在房间内充以示踪气体，在 A 点起始时的浓度 为c(0)，然后对房间进行送风(示踪气体的浓度为零)，每隔一段时间，测量 A 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(r)，于是A 点 的平均空气龄(单位为s)为0 c( )dr Ac(0)⑶全室平均空气龄：全室各点的局部平均空气龄的平均值 _丄dV V V 式中V 为房间的容积。

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0 C e ( )dr(10-2) (10-3) (10-4)0 C e ( )drA (10-5)式中C e( T )即为排风的示踪气体浓度随时间的变化规律。

⑷局部平均滞留时间(Residenee time):房间内某微小区域内气体离开房间前在室内的滞留时间，用 T r表示，单位为s。

⑸空气流出室外的时间微小区域的空气流出室外的时间：某一微小区域平均滞留时间减去空气龄全室平均滞留时间：全室各点的局部平均滞留时间的平均值，用于全室平r表示。

均滞留时间等于全室平均空气龄的2倍，即r 2 (10-6)理论上空气在室内的最短的滞留时间为(10-7)式中v为房间体积，m；V为送入房间的空气量，m/s ；N为以秒计的换气次数，1/s ; T n又称为名义时间常数(Nominal time constant) 。

空气从送风口进入室内后的流动过程中，不断掺混污染物，空气的清洁程度和新鲜程度将不断下降。

空气龄短，预示着到达该处的空气可能掺混的污染物少，排除污染物的能力愈强。

显然，空气龄可用来评价空气流动状态的合理性。

10.1.7 换气效率换气效率(Air exchange e ffciency) n a是评价换气效果优劣的一个指标, 它是气流分布的特性参数，与污染物无关。

其定义为：空气最短的滞留时间n n与实际全室平均滞留时间于_r之，即(10-8)式中■--实际全室平均空气龄，S°T n/2--最理想的平均空气龄。

从式(10-8)可以看到：换气效率也可定义为最理想的平均空气龄T n/2与全室平均空气龄一之比。

T a是基于空气龄的指标，它反映了空气流动状态合理性。

最理想的气流分布T a = 1，一般的气流分布T a Vl。

10.2送风口和回风口1. 送风口的型式⑴按安装位置分为侧送风口、顶送风口（向下送）、地面风口（向上送）。

⑵按送出气流的流动状况分为 轴向型风口和孔板送风口。

具有较大的诱导室内空气的作用，送风温度衰减快，但射程 诱导室内气流的作用小，空气温度、速度的衰减慢，射程远;孔板送风口：在孔板上满布小孔的送风口，速度分布均匀，衰减快。

⑶按形状分为格栅、活动百叶窗、喷口、散流器、旋流式喷口和置换送风口。

① 格栅送风口叶片或空花图案的格栅，用于一般空调工程。

② 活动百叶窗如图10-1所示。

通常装于侧墙上用作侧送风口。

双层百叶风口：有两层可调节角度的活动百叶，短叶片用于调节送风气流 的扩散角，也可用于改变气流的方向；调节长叶片可以使送风气流贴附顶棚或 下倾一定角度（当送热风时）。

单层百叶风口：只有一层可调节角度的活动百叶。

这两种风口也常用作回风口。

③ 喷口如图10-2所示，有固定式喷口和可调角度喷口。

用于远程送风，属于轴向 型风口。

射程（末端速度0.5m/s 处）一般可达到10-30m,甚至更远。

通常在大空间（如体育馆、候机大厅）中用作侧送风口；送热风时可用作顶 送风口。

如风口既送冷风又送热风，应选用可调角喷口。

调角喷口的喷嘴镶嵌在球形壳中，该球形壳 （与喷嘴）在风口的外壳中可转 动，最大转动角度300。

可人工调节，也可电动或气动调节。

在送冷风时，风口 水平或上倾；送热风时，风口下倾。

扩散型风口、 扩散型风口： 较短；④ 散流器图10-3为三种比较典型的散流器。

直接装于顶棚上，是顶送风口。

平送流型的方形散流器如图(a)所示，有多层同心的平行导向叶片，使空气流出后贴附于顶棚流动。

可以做成方形，也可做成矩形；可四面出风、三面出风、两面出风或一面 出风。

平送流型的圆形散流器与方形散流器相类似。

平送流型散流器适宜用于送冷风。

下送流型的圆形散流器图(b)所示，又称为流线型散流器。

叶片间的竖向间距是可调的。

增大叶片间的竖向间距，可以使气流边界与 中心线的夹角减小。

送风气流夹角一般为20o-30o,在散流器下方形成向下的气圆盘型散流器如图(c)所示，射流以45。

夹角喷出，流型介于平送与下送之间 适宜于送冷、热风。

各类散流器的规格都按颈部尺寸 AX B 或直径D 来标定。

⑤ 可调式条形散流器如图10-4所示。

条缝宽19mm 长度500-3000mm 据需要选用。

调节叶片的位置，可改变出风方向或关闭；可多组组合 (2、3、4组)在一起 使用，如图所示。

条形散流器用作顶送风口，也可用于侧送口。

图 10-2(a)固定式喷口 (b) 喷口 可调角度喷口图10-3 方形和圆形散流器(a)平送流型方形散流器(b)向下送流型的圆形散流器 (c)圆盘型散流器(a)左出风(b)下送风(c)关闭(d)多组左右出风(e)多组右出风⑥ 固定叶片条形散流器如图10-5所示，颈宽50-150mm 长度500-3000mm 根据叶片形状可有三种流型：直流式、单侧流和双侧流。

可以用于顶送、侧送和地板送风。

■me⑦旋流式风口如图10-6所示，有顶送式风口和地板送风的旋流式风口。

顶送式风口如图(a)，风口中有起旋器，空气通过风口后成为旋转气流，并贴附于顶棚 流动。

特点：诱导室内空气能力大、温度和风速衰减快。

适宜在送风温差大、层高低的空间中应用。

旋流式风口的起旋器位置可以上下调节，当起旋器下移时，可使气流变为 吹出型。

地板送风的旋流式风口 如图(b)，工作原理与顶送形式相同。

⑧ 置换送风口如图10-7所示。

风口靠墙置于地上，风口的周边开有条缝，空气以很低的 速度送出，诱导室内空气的能力很低，从而形成置换送风的流型。

送风口角度：靠墙上放置时，在180o 范围内送风；置于墙角处，在90o 范 围内送风；置于厅中央，在360o 范围内送风。

图10-7所示为180o 范围送风口。

图10-4 可调式条形散流器⑷<c)图10-5 固定叶片条形散流器(a)直流式(b)单侧流(c)双侧流 图10-6 旋流式风口1-起旋器2-旋流叶片3-集尘箱4-出风格栅2. 回风口由于回风口的汇流流场对房间气流组织影响比较小，因此风口的形式比较 简单。

上述活动百叶风口、固定叶片风口等都可以做回风口。

也可用铝网或钢网 做成回风口。

图10-8中示出了两种专用于回风的风口。

图(a)是格栅式风口，风口内用薄板隔成小方格，流通面积大，外形美观。