06第六章第56节 室内空气环境的评价指标及测量方法

第五节,室内空气环境的评价指标,理想稀释与置换时的描述参数理想稀释时的描述参数理想活塞流时的描述参数送风有效性的描述参数主要反映送风能否有效到达考察区域以及到达该区域的空气新鲜程度空气龄换气效率送风可及性污染物排除有效性的描述参数主要反映污染物到达考察区域的程度以及到达该区域所需要的时间污染物含量和排空时间排污效率与余热排除效率污染物年龄污染源可及性空气扩散性能和均匀性指标不均匀系数空气扩散性能指标,主要内容,第六节,理想稀释时的描述参数换气次数和名义时间常数,Q/V该值的大小反映了房间通风变化规律，我们将其定义为换气次数：n=Q/V次/hQ通风量，m3/h；换气次数是衡量房间通风情况好坏的重要参数，同时也是估算房间通风量的依据定义V/Q为通风房间的名义时间常数：n=V/QsQ通风量，m3/s定义上为倒数关系，但单位不同,换气次数和名义时间常数的局限性,对混合通风两者均可反映房间通风情况两者可用来描述房间的空气的新鲜状况，也可描述某一微元体空气的新鲜状况。但混合通风是理想情况，故并不能表达真正意义上的空气新鲜程度。,理想活塞流时的描述参数,换气次数n=Q/V=3600v/L次/h名义时间常数n=V/Q=L/vs,S,空气龄p,空气龄空气进入房间的时间空气在室内被测点上的停留时间。旧空气被新空气所代替的速度。空气年龄分为：房间平均的空气年龄局部的（某一测点上的）空气年龄,最新鲜的空气和最“陈旧”的空气,最新鲜的空气：送风口的入口处；空气年龄为零；空气停留时间最短(趋近于零)，陈旧空气被替换的速度最快。最“陈旧”的空气：出现在气流的“死角”；,具体位置要看室内气流分布的情况而定；空气停留时间最长，陈旧空气被替换的速度最慢。,f()和F(),从统计角度来看，房间中某一点的空气由不同的空气微团组成，其年龄各不相同。该点所有微团的空气龄存在如下两个函数：空气龄的概率分布函数f()是指年龄为的空气微团在某点空气中所占的比例累计分布函数F()是指年龄比短的空气微团所占的比例,空气龄p,某一点的空气龄是指该点所有微团的空气龄的平均值,残留时间和驻留时间,残留时间指空气从当前位置到离开出口的时间驻留时间反映空气离开房间时间对某一位置的空气微团：,残留时间和驻留时间,残留时间指空气从当前位置到离开出口的时间驻留时间反映空气离开房间时间对某一位置的空气微团：它们在空间的体平均,对于一个通风房间来说，体平均的空气龄越小，说明房间里的空气从整体上来看越新鲜。理想活塞流通风条件，驻留时间就等于房间的名义时间常数：r=n=V/Q,换气效率,理想“活塞流”的通风房间的换气效率最高房间的平均空气龄最小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值为换气效率越大，房间通风效果越好,不同通风方式下的换气效率,房间各点的换气效率,与房间总体换气效率相对应，房间各点的换气效率,送风可及性ASA,反映送风在任意时刻到达室内各点的能力反映从一个送风口送入的空气到达考察点的程度，ASA1ASA越大，反映该风口对某点的贡献越大稳态：ASA反映在向室内的全部送风中，单独风口的贡献所占的比例所有风口对某一点的可及性之和等于1。ASA只与流场有关，流动形式确定，可及性也相应确定,一个典型上送下回的混合通风环境的送风可及性随时间的演变过程,污染物含量,浓度是衡量室内污染物的直接标志。对一通风房间：假设初始状况时房间内无污染物且送风中不含该污染物时产生的除去的=剩余的,求导：在稳定状态时，出口浓度等于房间内污染物的产生量和通风量的比值稳定状态下房间污染物的总量均匀混合：房间各处的污染物浓度处处相等非均匀混合：各处C不同，不同通风形式M不同。若排风口接近污染源，M较小M在一定程度上也反映了气流组织的情况,排空时间,定义：在房间污染物总量的基础上，稳定状态下房间污染物的总量除以房间的污染物产生率反映了一定的气流组织形式排除室内污染物的相对能力。越大，说明这种形式排除污染物的能力越小和污染源位置有关，和污染源散发强度无关污染源越靠近排风口，越小,排污效率,设房间内部污染物浓度的体平均值为，排空时间可写成：名义时间常数n=V/Q，又排污效率：即排污效率等于房间的名义时间常数和污染物排空时间的比值，或出口浓度和房间平均浓度的比值,进口空气含有浓度为Cs时排污效率也可定义成基于房间污染物最大浓度的形式以上两种排污效率的定义都是对整个房间而言，对房间内任一点，也可求出各点的排污效率Cp是指房间内任一点的浓度,排污效率是衡量稳态通风性能的指标，它表示送风排除污染物的能力。对相同的污染物，在相同的送风量时能维持较低的室内稳态浓度，或者能较快的将室内初始浓度降下来的气流组织，那么它的排污效率高。影响排污效率的主要因素是送排风口的位置（气流组织形式）和污染源所处位置,余热排除效率（投入能量利用系数）t,考察气流分布方式的能量利用有效性，定义、te、t0分别为工作区空气平均温度、排风温度和送风温度。夏季：当te时，tl；te时，tl下送风上排风送风方式的t值大于1，且具有较高的通风效率。,污染物年龄,房间内某点的污染物年龄也是该点排出污染物有效程度的指标。某点的污染物年龄：是指污染物从产生到当前时刻的时间。污染物驻留时间：污染物从产生到离开房间的时间和空气龄类似，房间中某一点的污染物由不同的污染物微团组成，这些微团的年龄各不相同。某一点污染物微团年龄cont是指该点污染物微团的污染物年龄的平均值。某点的污染物年龄越短（长），说明污染物越容易（难）来到该点，则该点的空气品质比较差（好）,污染物可及性ACS,ACS反映了污染物源在任意时段内对室内各点的影响程度。ACS也只与污染源的位置和流场有关当污染物源位于送风口处时，ASA=ACS,混合通风环境引入一个污染源时的污染源可及性岁时间的变化过程,常见的热舒适描述方法,PMV（PredictedMeanVote）、PPD（PredictedPercentageofDissatisfied）、ET（EffectiveTemperature）、SET（StandardEffectiveTemperature）、TCV（ThermalComfortVote）、RWI（RelativeWarmthIndex）、HDR（HeatDeficitRate）与气流组织相关的热舒适描述参数：不均匀系数和空气扩散性能指标ADPI,不均匀系数,该方法是在工作区内选择n个测点，分别测得各点的温度和风速，求其算术平均值为均方根偏差为不均匀系数为kt，ku愈小，则气流分布的均匀性愈好,空气扩散性能指标ADPI,定义：满足规定风速和温度要求的测点数与总测点数之比。有效温度差与室内风速之间存在下列关系：ET=（ti-tn）-7.66(ui-0.15)人感到舒适：1.7ET1.1ADPI值越大，说明感到舒适的人群比例越大,第六节,主要评价指标的测量方法,6.6主要内容,1、常见示踪气体及释放方法2、换气次数的测量3、空气龄与送风可及性的测量4、污染物年龄与污染源可及性的测量5、换气效率和排污效率的测量,1、示踪气体及常见释放方法,示踪气体：密度与空气相近；可测性；稳定性甲烷、SF6、CO2释放方法：脉冲法：在释放点释放少量的示踪气体，记录测量点处示踪气体浓度随时间的变化过程上升法：在释放点连续释放固定强度源的示踪气体，记录变化过程下降法：房间中示踪气体的浓度达到平衡后，停止释放示踪气体，记录变化过程,2、换气次数的测量,上升法：稳定时换气次数n=Q/V下降法：,3、空气龄与送风可及性的测量,空气年龄释放点在送风口，测量点在空间任一位置送风可及性示踪气体在送风口处以恒定的浓度释放，连续测量某点的示踪气体浓度值，代入公式（6-37）,4、污染物年龄与污染源可及性的测量,污染源年龄释放点在房间内，测量点在空间任一位置污染物可及性将示踪气体置于污染源位置以恒定速率释放，连续测量某点的示踪气体浓度值，代入公式（6-52）,5、换气效率和排污效率的测量,换气效率测出房间名义时间常数和房间平均空气龄可求得排污效率测出进风口、考察区域和排风口的示踪气体浓度值即可求得各种定义下的排污效率,利用示踪气体测量气流组织参数,各种年龄指标若释放点在送风口，可测量空气年龄若释放点在房间内，可测量污染源年龄若测量点在出风口处，可测污染物驻留时间换气次数可用上升法和下降法两种方法换气效率测出房间名义时间常数和房间平均空气龄可求得排污效率测出进风口、考察区域和排风口的示踪气体浓度值即可求得各种定义下的排污效率,常用的气流组织计算软件,PHOENICSFLUENTCFXSTAR-CDSTACH-3,典型气流组织示例,污染物排除有效性参数和热舒适参数示例,送风有效性参数示例,1-壁橱，2-桌子，3-计算机，4-人，5-灯，6-送风口，7-回风口,置换通风的空气年龄场,置换通风送风形式，空气年龄长的部位在上方。年龄单位：秒,置换通风的温度场,置换通风的污染物浓度场,换通风送风形式，污染物浓度高的部位在上方。,置换通风的速度场,可及性计算实例,思考题,气