在通风量Q一定、室内初始浓度为C1的时候， 求C2与通风时间的关系：
Q， C s C
Q M Q C 2 C1 exp C s 1 exp V Q V
M
C
V
M M 稳定状态的关系式： C 2 C s 或 Q Q C2 C s
(c)顶送上回
η a≈50％
(d)上送上回
34
室内气流分布的描述参数－－空气龄与其他
一个对比的概念
旧教材：通风效率
排污效率：涉及污染源的位置
排污效率
充分混合流 ＝1
活塞流 均匀污染源 ＝2
平均排污效率

Ce C s C Cs
Ce C s 局部排污效率 p C p Cs
驻留时间(Residence time )
空气离开房间时空气龄 r
进口
旧教材：换气时间
p rl r
进口 τ
p
点P τ τ 出口
r1 r
出口
30
室内气流分布的描述参数－－空气龄与其他
几处典型的空气龄
房间平均空气龄
等于房间各点空气龄的体平均
piVi p
V
2 w
2
w Pxa hg( w n ) K b
w
2 w
2
w
Pxb
b
Kb
tw w
tn n Pxa
14
Pa Pxa K a
2 w
2
w
Ka
a
h
常见的自然通风的形式
中庭通风
由于受热， 气流上升 中间隔断尽可能小
风井通风
空气从 下面的 开口进 入
单面通风
C i ( )d (T ) 0 C s ,i T
T
36
室内气流分布的描述参数－－空气龄与其他
不同时刻的送风可及性发展情况
（深色区域内ASA大于0.5）
37
室内气流分布的描述参数－－空气龄与其他
可及性的物理意义
可及性是流场自身的特性，与送风有无指示 剂无关 可及性反映了在经历了一定时间后，各风口 送风到达空间各点的相对程度 单一风口经过足够长时间后，空间各点的可 及性均为1 多个风口经过足够长时间后，在空间各点的 可及性和为1
室内气流分布的描述参数－－通风量
通风量与 IAQ的关系
美国(欧洲)对学校，办公室的最新研究表明新 风量与SBS之间有着一定的关系，当新风量小于 36 m3/h人时，SBS 问题变得显著。
关于人体代谢污染的问题，第一印象 (First Impres sion) 使 80%的人能够满意的最小新风 量是 27 m3/h人，对于已适应了室内环境的 90%的人能够满足的最小新风量只需 9 m3/h人。
小中和面
h
自多 然层 通建 风筑 的 热 )h g ] 压 引 起 的
i 1 / 1.5
10
通下风 风的压 自作 然用
11
风压作用下的自然通风
往往采用CFD 或风洞模型实验的 方法求取K值。 风压系数 Pf
Pf K

2 w
2
w
12
风洞模型b K b
实际情况都不是均匀混合和活塞流动，而要 复杂得多
26
室内气流分布的描述参数－－气流分布与室内环境
全面通风的基本微分方程式 （均匀混合时的稀释方程）
QCS d + M d - Q C d =VdC
d dC V QC s M QC
dC QC s M QC d V
e
Ce
P
典型流型的空气龄
活塞流：p ＝ e / 2 r = e= n 均匀混合流：p ＝ e r= 2e
P
非完全混合流：入口空气年龄最年轻，出口空气年 龄最老。
31
室内气流分布的描述参数－－空气龄与其他
换气效率不涉及污染源的位置
理论上最短的换气时间是多少？
热压：温差引起的空气密度差导致建筑开口内外的压差 风压：室外绕流引起建筑周围压力分布的不同形成开口处的 压差
自然通风的分类
热压通风 风压通风 风压和热压的联合作用下的自然通风
7
热压通风
Pb (Pa ) Pb Pa gh( w n )
b
w
污染严重：直流式系统（即机械通风系统） 污染不很严重：部分回风系统
5
通风的方式
自然通风
利用自然的手段（热压、风压等）来促使空气流动而进行的通 风换气方式 特点 不消耗动力或消耗很少的动力，节能 可以用充足的新鲜空气保证室内的空气品质 受建筑设计和气候条件限制，难以控制
机械通风
n
h
a
8
热压通风的基本概念
b
h2
余压
o
h1
中和面
o
a
9
余压
i i i ( ) H g 1 / 1.5 out i i l La ( total) Fd [ ] 1 (1 1.5 ) m
大中和面 i i i h i i La Fd i [( out in Z
H
第六章
通风与气流组织
1
气流组织对室内环境质量的意义
气流组织的定义
狭义：机械通风的送回风的搭配形式 广义：一定的送风口形式和送风参数所带来的 室内气流分布(Air Distribution)
送风参数：风量、风速的大小和方向以及风温、 湿度、污染物浓度等
气流组织的重要性：
保证室内热湿环境和保证空气品质
22
室内气流分布的描述参数－－通风量
新风通风换气量
决定因素
室内污染物允许浓度
室外污染物浓度 室内污染物发生量：发生量已知否？？？
室内污染物产生对换气量的要求
人体代谢生物污染：以CO2浓度或臭气强度指数 为指标确定换气量
消除烟臭的要求根据吸烟量确定
污染物发生量：VOC等微量产生的污染难以监测， 通风量的确定仍然是需要研究的问题。
换气效率不涉及污染源的位置
空间各点的换气效率的定义
n i 100% pi
空间各点的换气效率可以大于1，反映
了新鲜空气替换原有空气的有效程度
33
室内气流分布的描述参数－－空气龄与其他
常见送回风形式的换气效率
η a≈100％ η a＝50～100％
(a)近似活塞流
(b)下送上回
η a＝50％
“理想活塞流” 的换气效率最高，房间的平均空 气龄最小
p
n
2

e
2
换气效率的定义
实际通风条件下房间平均空气龄与活塞流的平均 空气龄的比值倒数为换气效率（<1），反映了新 鲜空气置换原有空气的快慢与活塞通风下置换快 慢的比较
a
2 p
n
100%
32
室内气流分布的描述参数－－空气龄与其他
21
室内气流分布的描述参数－－通风量
新风通风换气量
常用民用建筑新风量范围 以坐为主、少吸烟、久逗留场所
活动 强度 静坐 极轻 轻 中等 重 CO2 发生量 （m3.h.人） 0.0144 0.0173 0.023 0.041 0.0748 不同 CO2 允许浓度下必须的新风量（m3/h.人） 0.1% 20.6 24.7 32.9 58.6 106.9 0.15% 12 14.4 19.2 34.2 62.3 0.2% 8.5 10.2 13.5 24.1 44
利用机械手段（风机、风扇等）产生压力差来实现空气流动的 方式 特点 可控制性强。可通过调整风口、风量等控制室内气流分布 需要消耗 能源 初投资和运行费都比较高
6
自然通风
基本原理：只要建筑开口两侧存在压力差P，就会 有空气流过开口。流过的风速为：
＝
2 P

＝
2 P

驱动力压差
16
机械通风的气流组织形式
三种典型的送风形式
混合通风 置换通风 个性化送风
17
混合通风的气流形式
上送上回
上送下回
下送下回
侧送上下回
18
室内气流分布的描 述参数
一. 通风量
二. 气流分布与室内环境 三. 空气龄及其他
19
室内气流分布的描述参数－－通风量
通风量与 IAQ的关系
20
2
本章内容
通风（空调）的目的与方法 室内气流分布的描述参数 气流组织的测量与计算方法
3
通风（空调）的 目的与方法
4
通风换气或空气调节
采用稀释方法控制室内环境
通风
基本考虑单一参数控制，如温度，污染物浓度等
空气调节
多参数控制：调节温度、湿度、流速、洁净度、
空气成分、气味等
如果污染源在出口呢？
污染源在入口呢？ Ce, te
P
余热排除效率
用得热代替污染物，温度代 替污染物浓度 Cs, ts
C , ta
te t s t ta t s
35
室内气流分布的描述参数－－空气龄与其他
送风可及性(清华，2003)
Accessibility of Supply Air: ASA
与热舒适关系密切的有关参数，如：不均匀系数 、空气扩 散性能指标(ADPI)
如果室内空气充分混合，那么就可以用一个集总的 参数对房间的通风效果进行总体评价
25
室内气流分布的描述参数－－气流分布与室内环境
理想的气流分布形式
两种典型的理想气流分布
均匀混合：气流充分混合，各处参数完全一样 活塞流动