【摘 要】
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现如今,人们日常生产生活、休息娱乐等基本都在室内度过,室内环境的空气品质密切影响着人们的身体健康,颗粒物是影响室内空气品质的主要原因,也会对人体健康造成严重危害,因此有关颗粒物的研究举足轻重。建筑室内气流组织分布特性显著影响着室内颗粒物分布特性。本文以西安市某商业中庭为研究对象,利用CFD软件模拟顶送下回、侧送风以及置换通风(送风口在中庭内部采用两种不同的布置方式)方式下中庭内部的流场分布特性,进
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现如今,人们日常生产生活、休息娱乐等基本都在室内度过,室内环境的空气品质密切影响着人们的身体健康,颗粒物是影响室内空气品质的主要原因,也会对人体健康造成严重危害,因此有关颗粒物的研究举足轻重。建筑室内气流组织分布特性显著影响着室内颗粒物分布特性。本文以西安市某商业中庭为研究对象,利用CFD软件模拟顶送下回、侧送风以及置换通风(送风口在中庭内部采用两种不同的布置方式)方式下中庭内部的流场分布特性,进而得出夏季工况时这三种不同气流组织方式下,中庭内部颗粒物(PM2.5、PM10)的浓度分布特性,通过对比分析,得出中庭内部呼吸区颗粒物浓度最低的气流组织方式,并对各气流组织方式中庭内部流场和颗粒物场进行评判。本文研究结论如下:(1)从流场分布来说:夏季供冷工况下,对比几种不同的送风方式,顶送下回方式下,中庭“烟囱效应”较为明显,工作区的风场分布均匀性较差,温度分布均匀性较好。风速和温度达标占比率均在50%以上。侧送风方式下,风速和温度分布的均匀性较好,但工作区风速达标率低,风速≤0.3m/s的区域仅占比48%,容易产生吹风感。置换通风(风口内部布置)方式下,风速和温度分布的均匀性同样较好,工作区的风速和温度均处在舒适范围内,温度达标占比率在70%以上,风速达标占比率高达95%。侧送风和置换通风(风口内部布置)方式下,中庭内部“烟囱效应”不明显,垂直温度分层现象明显。置换通风(风口四周布置)方式下,中庭内部“烟囱效应”较为明显,工作区的风场分布均匀性较好,温度分布均匀性较差,工作区的风速和温度均处在舒适范围内,温度达标占比率在80%以上,风速达标占比率高达99%。(2)对于颗粒物浓度分布来说:流场的分布特性对颗粒物的浓度分布有着显著的影响。(1)从整个中庭空间来看,顶送下回方式下,颗粒物会向中庭中心区域汇聚,且垂直方向上,颗粒会随着上升的气流扩散至整个中庭空间;侧送风方式下,颗粒在中庭内部呈现“1”字分布特性,中庭四周浓度高,垂直方向上,颗粒物基本聚集在中庭三层以下区域;置换通风送风方式下,当送风口均匀布置在中庭内部时,颗粒基本聚集在中庭内部人员工作区域,中庭上部分区域几乎处于清洁区;当送风口均匀布置在中庭四周时,颗粒物的浓度分布于顶送下回方式一致,向中庭中心区域汇聚,在垂直方向上随着上升气流,扩散至整个中庭空间。(2)从中庭内部工作区来看,侧送风方式下,人体工作区的颗粒物浓度相对最低,其次是顶送下回方式,置换通风方式下,人体工作区颗粒浓度最高,工作区内的空气品质大大降低。(3)结合三种不同气流组织方式的流场分布特性图,颗粒物浓度分布较高的地方刚好与气流发生局部环流以及气流交汇的区域重合,可见,气流的环流、交汇产生的卷吸、挤压,同时因为上升的热气流产生的热浮力效应会也会使得建筑室内颗粒物浓度升高。(4)四种方式下,中庭内部PM10浓度的达标率基本都在90%以上,处于较高水平,因此在室内颗粒物控制方面,要加强对PM2.5的浓度监测,着重研究PM2.5在空调室内的分布规律,可采用合理的气流组织方式,增大回风或排风比,降低室内PM2.5的浓度。
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