08第八讲气流分布

1第八讲气流分布与末端设备清华大学建筑学院建筑技术科学系2006年10月2本讲主要要解决的问题为什么要考虑气流分布？送回风有哪些组织形式？不同气流组织形式有哪些特点？有哪些不同种类的风口？它们的特点是什么？气流分布的设计中需要考虑哪些问题？3一、为什么要考虑气流分布？正确求出负荷、送风状态参数和送风量，然后全部送入室内，是不是就可以解决室内的环境问题了？非也！–气流分布对工作区的温度、速度、洁净度有重要影响–气流分布影响了送风量(送风温差)，从而影响设备投资和运行费–送回风形式影响土建和室内设计4气流分布与风口布局如何影响空调质量？对送风温差与送风速度的衰减–工作区参数的均匀性–居住者的吹风感–特殊工艺对风速的要求气流的方向–工作区空气的新鲜程度(空气年龄)–空调负荷5二、送回风的形式与特点送风形式–上侧送–吊顶送风–侧喷口–孔板送风–其他6二、送回风的形式与特点上送中送下送工位送风回风口和回风形式基本概念复习–等温射流与非等温射流有何区别？–自由射流与受限射流有何区别？71.上侧送风2m二、送回风的形式与特点81.上侧送风二、送回风的形式与特点91.上侧送风：特点工作区为回流区射流可贴附吊顶以便延长射流距离–风口与吊顶距离–风口射流速度–风口射流出口角度噪声限制了射流速度适用跨度有限，高度不太低的空间，如客房、办公室、小跨度中庭，以及工业建筑常用百页风口二、送回风的形式与特点10典型上侧送风的温度场（设计标准26℃）工作区6℃温差送风，送风温度20℃，风口尺寸0.5×0.1，风量0.1m3/s，出口风速2m/s，风口位置距吊顶0.1m。二、送回风的形式与特点11典型上侧送风的速度场6℃温差送风，送风温度20℃，风口尺寸0.5×0.1，风量0.1m3/s，出口风速2m/s，风口位置距吊顶0.1m。二、送回风的形式与特点12降低送风速度的温度场效果6℃温差送风，送风温度20℃，风口尺寸加大至0.6×0.3，出口风速0.55m/s二、送回风的形式与特点13降低送风速度的速度场效果滞留区二、送回风的形式与特点14加大送风温差，减少送风量的效果12℃温差送风，送风温度14℃，风量0.05m3/s，出口风速1m/s排热不良，导致超温贴附距离短，气流短路二、送回风的形式与特点15加大送风温差的速度场大面积滞留区气流短路严重二、送回风的形式与特点16风口的位置使风口向吊顶贴近，可改善气流分布风口紧贴吊顶风口距吊顶0.1m二、送回风的形式与特点172.散流器吊顶送风二、送回风的形式与特点182.散流器吊顶送风二、送回风的形式与特点19散流器平送流型(t=6℃，贴附型)二、送回风的形式与特点20房间控制温度26℃，6℃送风温差。送风温度20℃，总风量0.15m3/s，顶棚回风。二、送回风的形式与特点212.散流器吊顶送风——条缝散流器二、送回风的形式与特点222.散流器吊顶送风——特点工作区为回流区，回风可下可上散流器的类型决定了工作区的特性适用于大跨度、低层高空间，如购物中心，大型办公室，展馆等常用风口：方/圆形散流器(贴附型、非贴附形)、条缝散流器要求吊顶空间二、送回风的形式与特点233.喷口送风二、送回风的形式与特点243.喷口送风：特点通常同侧回风，工作区在回流区喷口出流速度高噪声大适用于高大空间，如影剧院、体育场馆二、送回风的形式与特点25高大空间直筒喷口送风人员负荷部分位于地面，24000W灯光负荷位于屋顶，50000W送风口在距地8m高处送风温度20℃，送风温差6℃，总风量3.5m3/s回风口位于地面二、送回风的形式与特点26高大空间直筒喷口送风人员负荷部分位于地面，24000W灯光负荷位于屋顶，50000W送风口在距地8m高处送风温度20℃，送风温差6℃，总风量3.5m3/s回风口位于地面二、送回风的形式与特点27直筒喷口风口送风（t=6℃，但空间不够高）二、送回风的形式与特点284.孔板送风二、送回风的形式与特点294.孔板送风二、送回风的形式与特点304.孔板送风：特点通常采用下回风温度场和速度场均匀送风量大(20～150次/小时)，运行费高要求吊顶空间作送风静压箱适用于高精度空调或净化空调二、送回风的形式与特点315.其它形式的上送风口二、送回风的形式与特点325.其它形式的上送风口二、送回风的形式与特点336.回风形式搭配下回：工作区在回流区，衰减好。可利用走廊回风：用于办公室、居住建筑。上回：适于主要热源在上部，如照明；或回风道不好布置的场合，可利用吊顶。–单侧：百叶风口上下迭，风机盘管，条缝风口–异侧：条缝风口，条缝散流器，风机盘管–送吸散流器二、送回风的形式与特点34上送下回二、送回风的形式与特点35二、送回风的形式与特点上送中送下送工位送风回风口和回风形式36中送可采用上下回风或下回（不管上部空间）。适用于高大空间，如高大中庭、高大厂房二、送回风的形式与特点37东京鹿岛大厦中庭中庭38二、送回风的形式与特点上送中送下送工位送风回风口和回风形式39下送形式风机盘管下送下回或上回地板送吊顶回，地板送地板回置换通风下送上回二、送回风的形式与特点40地板送风二、送回风的形式与特点41置换通风二、送回风的形式与特点42置换通风（displacement）方式原理：下送风热源二、送回风的形式与特点43下送上排的负荷分析排风温度提高平均室温提高，室内外温差造成的负荷减小其他可能–送风量可以减小，节省风机能耗–送风温度可以提高，节省冷源能耗NWLN'C'C二、送回风的形式与特点44二、送回风的形式与特点上送中送下送工位送风回风口和回风形式45工位送风工位送风＋背景送风–工位送风仅负责工位空间,保证热舒适和空气质量–背景送风负责大环境，环境温度可以偏高，可以全回风负荷特点–室内平均温度高，与下送上排有相似之处–有可能减少新风负荷二、送回风的形式与特点46二、送回风的形式与特点上送中送下送工位送风回风口和回风形式47回风口和回风形式回风口–汇流，位置、形状影响不大。–不应布置在射流区，防止短路。–有集中负荷处要尽量把回风口放在负荷处（提高通风效率/排污效率）。回风形式–走廊回风–吊顶回风–管道回风sseCCCC二、送回风的形式与特点48注意供冷与供暖工况的区别按夏季供冷工况设计的气流分布，冬季可能造成热空气降不下来，室内温度梯度过大的问题冬季送暖风应该进行认真的校核，或采取不同的措施–提高送风速度（减小送风面积）–减小送风温差（加大送风量）–采用与夏季不同的送风方式二、送回风的形式与特点49滞流区滞流区滞流区供暖供暖供冷供冷上侧送风/回风送吸型散流器送风50滞流区滞流区供暖供冷下送风，下侧回风二、送回风的形式与特点51置换通风滞流区滞流区供暖供冷两侧下排风二、送回风的形式与特点52。三.风口(Grilles，Registers，Diffusers)评价指标ADPI概念：针对舒适性空调AirDiffusionPerformanceIndexADPI=(-1.7ET1.1)测点数/总测点数×100％有效温差ET=(t-tn)-7.66(Vi-0.15)53ADPI-Tv/L曲线:Tv是风速达到0.25m/s时的距离，L是特征长度，即射流负责的区域尺度Tv/L三、风口54。评价指标射程Tv：Vx=0.5m/s或Vx=0.25m/s处的距离。与喷射风速有关。噪声：与喷射风速有关。阻力：阻力系数一般为常数风量：有额定风量范围，风速范围三、风口55风口的种类三、风口56风口的种类百页风口散流器条缝风口旋流风口投射风口格栅风口孔板风口回风口：金属网格、栅、百叶其他：座椅风口、置换风口三、风口57百叶风口(Blades)：适用–侧送，有导向功能。上侧送ADPI好的范围小，不适于VAV类型–单层：百叶调角度，一般空调–双层：两层百叶调角度，高精度空调–三层：对开叶片调风量，两层百叶调角度，高精度空调风口的种类1——百叶风口三、风口58三、风口双层(三层)百叶风口59风口的种类2——散流器吊顶散流器(Ceilingdiffusers)适用–吊顶送风特点–根据顶棚形状和定型产品样本建议的流程、间距，负责面积形状不超过1:1.5类型–盘式：平送–送吸式：上送上回–直片式：向下送或平送–流线型：向下送三、风口60贴附型盘式散流器三、风口风口的种类2——散流器61三、风口风口的种类2——散流器方型散流器(贴附型)62三、风口贴附型圆形散流器(平送)63圆形散流器喉部的蝶阀三、风口64直片型散流器(平送或向下送)三、风口65三、风口条缝型散流器66三、风口灯具送风散流器67风口的种类3——条缝风口条缝风口Linearslotoutlets–条缝散流器(linearslotdiffusers)ADPI好的范围大，VAV合适–灯具送风散流器(Lighttrofferdiffusers)ADPI好的范围大，VAV合适–条缝格栅风口(LinearBarGrille)：一般空调–适用：内区吊顶，周边吊顶，窗台，地板，上侧送三、风口68适用于下送风三、风口风口的种类4——旋流风口69地板送风的风口采用旋流风口，气流迅速扩散三、风口70地板送风的不同方式三、风口71香港汇丰银行的地板送风三、风口72香港汇丰银行的地板送风三、风口73东京大林组本部的地板送风三、风口74东京大林组本部的地板送风口三、风口75风口的种类5——投射喷口用于自由射流，高大空间集中送风根据工作区长度与落差来选取喷口三、风口76风口的种类6、格栅风口(Grille)：–垂直送风，侧送，上送，一般空调工程7、孔板：–送风速度3m/s以上全面孔板，送风温差大于等于3℃，出现平行流，适于超净。小风速、小温差出现不稳定流，衰减好，适于温、速精度高。用法有全面或局部。8、回风口：金属网格、栅、百叶三、风口77其他类型的风口：置换通风风口78座椅送风的不同形式三、风口79上海歌剧院的座椅腿送风三、风口80大坂中央体育馆：椅背送风三、风口81四.气流分布的设计方法对于常规空间与常规送风形式–利用射流经验公式进行设计或者校核计算，例如普通百页风口侧送风喷口送风顶送散流器孔板送风对于非常规空间与非常规送风形式–采用CFD方法进行设计与校核计算，例如高大空间置换通风座椅送风工位送风82射流经验公式法考虑工作区的温度衰减、速度衰减，贴附长度–温度衰减：tx/t0–速度衰减：Vx/V0–贴附长度：xl(针对依靠贴附的射流)–送风可达到的区域四.气流分布的设计方法83风口选择的要点由室内负荷确定送风量、送风温差根据建筑空间的特点选择流型和风口类型确定每个风口的流程或服务范围由工作区最大允许风速、流程求送风速度求工作区最大温度波动。若超标准，需要调整设计，再重新核算。由每个送风口的服务范围求送风口个数和每个送风口的送风量。由每个送风口的送风量和送风速度求送风口规格。对于贴附射流需要校核贴附长度。若不满足要求，加大V0或减小送风温差；还要根据房间高度调整风口至顶棚的距离。四.气流分布的设计方法84五.案例分析1、怀仁堂会议厅建筑现状–建筑为21.5185.45米的大跨度房间。吊顶下南北方向有四根40cm高的主梁，东西方向距北墙10米左右有四根立柱并列。座位103个。北墙与立柱之间有82个座位，立柱以南有21个座位。–正厅的墙均为内墙，门均为内门，外部有走廊环绕。走廊有外墙、外窗，外墙为500毫米砖墙。内墙为木框玻璃幕墙。屋顶为双脊大屋顶，有吊顶。地板为底层地面，全覆盖地毯。走廊吊顶可以走风道。屋顶不允许走风道。85目前采用的气流组织方式是东、北、西侧三面上侧送下侧回。送风口中心距地面4米左右。86空调系统运行现状采用全空气系统，喷水室处理空气送风口为单层竖百叶风口，每侧五个风口，规格为300×600mm风量可手动调节人员感到吹风感时减