大空间建筑气流组织.ppt
大空间建筑气流组织(二)
人工冰场气流组织
• 防止馆内产生大循环流
用CFD模拟证实了双层屋顶的有效性
人工冰场气流组织
• 冰场消雾措施
冰场表面附近温度接近冰温，但随着高度增加，迅速接近室 温。室内空气与冰面空气汇合后的状态处于焓湿图的雾区，即能 形成雾气。要解决这一问题的通常做法是： ①向冰面送风，加强室内空气与冰面附近空气的混合，使混合后 空气状态点接近室内空气状态。最好上送下回，回风口接近冰场。 ②室内冰场加装除湿后的送风系统。或利用冰场回流盐水在空气 处理箱中循环，进行去湿处理，降低室内局部地区的露点温度。 ③对于过渡季节采用自然通风的冰场，要注意室外的温湿度参数， 湿空气不能应用。
• CFD Computational Fluid Dynamics 计 算流体力学
CFD软件应用的通用流程Leabharlann 顶送四角回风手术室数值模拟
均布四个送风口模拟
高大空间恒温室气流数值分析
• 某高大空间，长宽均为 30m，高20m，内部总安 装功率为1250kw，设备 的表面温度约为55℃。 整个空间要求控制温度 为20℃，恒温区(地上 10m高度以内的空间)要 求温度为20℃±0.5℃， 气流速度≤0.5m／s。
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• 中庭 防火 应考 虑的 各种 因素
常见的气流组织形式有哪些？
常见的⽓流组织形式有哪些？暖通知识常见的⽓流组织形式有哪些？1.侧板送风侧板送风是⽬前常⽤的⽓流组织形式。
风道位于房间上部，沿墙敷设，在风道的⼀侧或两侧开送风⼝。
可以上送风，上回风，也可以上送风，下回风。
它的特点是风⼝应贴顶布置，形成贴附式射流，回风区进⾏热交换。
回风⼝设在送风⼝的同侧，风速为2～5m/s。
冬季送热风时，调节百叶窗使⽓流向斜下⽅射出。
2.散流器送风散流器送风可以进⾏平送和侧送。
它也是在空⽓回流区进⾏热交换。
射流和回流流程较短，通常沿顶栅形成贴附式射流时效果较好。
它适⽤于设置顶栅的房间。
3.条缝送风条缝送风通过条缝形送风⼝进⾏送风，其射程较短。
温差和速度变化较快，适⽤于散热量较⼤只求降温的房间，例如纺织⼚、⾼级公共民⽤建筑等都有采⽤条缝送风。
4.喷⼝送风喷⼝送风经热、湿处理的空⽓由房间⼀侧的⼏个喷⼝⾼速喷出，渡过⼀定的距离后返回。
⼯作区处于回流过程中，这种送风⽅式风速⾼，射程远，速度、温度衰减缓慢，温度分布均匀。
适⽤于⼤型体育馆、礼堂、剧院及⾼⼤⼚房等公共建筑中。
5.孔板送风孔板送风利⽤顶栅上⾯的空间作为静压箱。
在压⼒的作⽤下，空⽓通过⾦属板上的⼩孔进⼊室内。
回风⼝设在房间下部。
孔板送时，射流的扩散及室内空⽓混合速度较快，因此⼯作区内空⽓温度和流速都⽐较稳定，适⽤于对区域温差和⼯作区风速要求严格，室温允许波动较⼩的场合室外排⽔管材应满⾜以下⼏点要求:(1)管材内壁应光滑，具有耐蚀和耐冲刷性。
(2)管材本⾝应具有⼀定的机械强度和承受来⾃⼟壤及地⾯荷载的能⼒。
(3)管材应具有⼀定的抗渗能⼒。
室外排⽔管材多采⽤⾮⾦属管。
常⽤的有混凝⼟管、钢筋混凝上管、排⽔铸铁管、硬质聚氯⼄烯管、带釉⾯缸⽡管等，混凝⼠管管径超过400多采⽤钢筋混凝⼟管，常⽤于⾬污⽔系统。
排放含酸碱性较强的污⽔可采⽤缸⽡管。
缸⽡管具有内壁光滑、较强的耐酸碱性能，但承压能⼒差，质脆易碎。
塑料管具有较强的耐蚀性、质轻、易于加⼯、施⼯⽅便，但应选择管壁较厚、刚度较⼤的管材。
空间的气流组织和分配
3、平行射流的叠加
当两股平行射流距离 比较近时，射流的发展相 互影响。汇合之后，射流 边界相交，互相干扰并重 叠，逐渐一股总射流。总 射流的中心速度逐渐增大， 直至最大，然后再逐渐衰 减直至趋近于零
1.1.2 回风气流的基本流动规 律
• 研究内容：在一定的回风口面积、形式和回风速度条件 下，研究气流速度和温度的沿程变化。
• 目的：根据汇流规律，合理布臵回风口的数量和位臵， 使其与送风口相配合，保证室内气流的均匀性和稳定性， 不出现“死角或短路”现象。
（1）点汇的气流流动
回风口与送风口的空气流动 规律完全不同。 送风射流:扩散，形成点源。 回风气流:集中,形成点汇。 在吸风气流作用区内，任意 两点间的流速变化与据点汇的 距离平方成反比。
遮光百叶风口
• 用于暗室通风
2、散流器（celling diffusers)
• 适用：吊顶送风
• 根据顶棚形状和定型产品样本建议的流程、 间距，面积不超过1：1.5 • 盘式：平送 • 送吸式：上送上回
• 直片式：上送或平送
• 流线型：下送
方矩形散流器: 气流形式为贴 附（平送）型 圆形散流器
• 双层：短叶片用于改变气流的方向; 长叶片可以使送风气 流贴附顶棚或下倾一定的角度(当送暖风时).
• 三层：对开叶片调风量，两层百叶调角度，高精度空调
• 适用：侧送，有导向功能。
活动双层百叶送风口
• 可与风机盘管配套，或 者用于集中式空调系统 • 风口的叶片可在0-90度 的范围内任意调节，从 而得到不同的送风距离 和扩散角 • 配合对开多叶调节阀， 可以调节风量
喷口型式、特征及适用范围
气流组织(PPT115页)(1)
首都机场喷口
气流组织(PPT115页)(1)
图所示的球形喷口又称为球形旋转式喷口。
该风口的球形壳体上带有圆形可调送风量的短喷嘴， 转动风口的球形壳体，可使喷嘴位置在一定范围内上 下左右变动，从而很方便地改变气流送出方向；
改变喷嘴处的阀片位
置，还可调节送风量
的大小。
图8-18 上送式旋流风口
1-出风格栅 2-集尘箱 3-旋流叶片
气流组织(PPT115页)(1)
上送式旋流风口优 点
送风气流与室内空 气混合好，速度衰 减快，格栅和集尘 箱可以随时取出清 扫。
适用场合
室内下部空调负荷 大的场合(如计算 机房)，以及只需 要控制室内下部空 气环境的高大房间 (如展览馆）。
空调风口
§ 包括送风口和回风口。 § 空调风口的形式对空调房间内气流及温度、湿度等空气
参数的分布情况有很大影响。 § 对于空调房间的使用者来说，通常空调风口是整个空调
系统惟一可看见的装置，因此空调系统所选用的空调风 口不但应当很好的实现对其功能的要求，而且外观还要 与室内装饰相协调，并得到使用者的认可。 § 全面了解空调风口的形式和特点对选用合适的送回风口 十分重要。
气流组织(PPT115页)(1)
喷口送风的优点
射程远、送风口数量需要少、系统简单、投资较小。
常用场合
空间较大的公共建筑（如体育馆、影剧院、候机厅、展 览馆等）和室温允许波动范围要求不太严格的高大厂 房。
气流组织(PPT115页)(1)
4.条缝风口
或称条缝型风口。按风口的条缝数分有单条缝、 双条缝和多条缝等形式。
气流组织(PPT115页)(1)
(2)双层百叶风口 ▪ 是双层活动百叶风口的简称。 ▪ 它有两组相互垂直的活动可调叶片，分外层和内层布置，
气流组织设计
第一章气流组织设计7.4.1 空调区的气流组织设计，应根据空调区的温湿度参数、允许风速、噪声标准、空气质量、温度梯度以及空气分布特性指标(ADPI)等要求，结合内部装修、工艺或家具布置等确定；复杂空间空调区的气流组织设计，宜采用计算流体动力学(CFD)数值模拟计算。
7.4.2空调区的送风方式及送风口选型，应符合下列规定：1 宜采用百叶、条缝型等风口贴附侧送；当侧送气流有阻碍或单位面积送风量较大，且人员活动区的风速要求严格时，不应采用侧送；2 设有吊顶时，应根据空调区的高度及对气流的要求，采用散流器或孔板送风。
当单位面积送风量较大，且人员活动区内的风速或区域温差要求较小时，应采用孔板送风；3 高大空间宜采用喷口送风、旋流风口送风或下部送风；4 变风量末端装置，应保证在风量改变时，气流组织满足空调区环境的基本要求；5 送风口表面温度应高于室内露点温度；低于室内露点温度时，应采用低温风口。
7.4.3采用贴附侧送风时，应符合下列规定：1 送风口上缘与顶棚的距离较大时，送风口应设置向上倾斜10°～20°的导流片；2 送风口内宜设置防止射流偏斜的导流片；3 射流流程中应无阻挡物。
7.4.4采用孔板送风时，应符合下列规定：1 孔板上部稳压层的高度应按计算确定，且净高不应小于0.2m；2 向稳压层内送风的速度宜采用3 m／s～5m／s。
除送风射流较长的以外，稳压层内可不设送风分布支管。
稳压层的送风口处，宜设防止送风气流直接吹向孔板的导流片或挡板；3 孔板布置应与局部热源分布相适应。
7.4.5采用喷口送风时，应符合下列规定：1 人员活动区宜位于回流区；2 喷口安装高度，应根据空调区的高度和回流区分布等确定；3 兼作热风供暖时，宜具有改变射流出口角度的功能。
7.4.6采用散流器送风时，应满足下列要求：1 风口布置应有利于送风气流对周围空气的诱导，风口中心与侧墙的距离不宜小于1.0m；2 采用平送方式时，贴附射流区无阻挡物；3 兼作热风供暖，且风口安装高度较高时，宜具有改变射流出口角度的功能。
第六章_通风与气流组织第一--三节
通风：不采用回风，空气不循环使用，进风不 （或简单）处理，排风需处理至满足排放标准才 能排除； 空调：采用回风，进风需处理至设计值，排风不 需处理。
4
二、自然通风（Natural Ventilation）
定义：指利用自然的手段（热压、风 压等）来促使空气流动而进行 的通风换气方式。
洁区
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常见风口类型---置换通风
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3、个性化送风（Personalized Ventilation）
原理：将处理好的新鲜空 气直接送至人员主要活动 区，同时人可调节送风参 数，实现有限区域个性化。
特点：个性化调节；直接 控制呼吸区，无需全部区 域的控制；通风效率高， 通风量、能耗小。
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根据通风气流的目的，气流分布的 评价分为三个方面 通风有效性 排污有效性 能量利用有效性与热舒适
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二、通风有效性描述参数
空气龄 换气效率 可及性
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1、空气龄(Air Age)
最早于20世纪80 年代由Sandberg 提出。
定义：指送风到 达房间某点的时 间。
实际意义：旧空 气被新空气代替 的速度。
输入和平衡分配； 在噪声和污染严重地区，不适用； 安全隐患，应预先采取措施； 不适用恶劣气候地区； 需要居住者自己调节，麻烦； 未对进口空气过滤、净化； 所需空间较大，受到建筑形式的限制。
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三、机械通风（Mechanical Ventilation）
定义：指利用机械手段（风机、风扇等）产 生压力差来实现空气流动的方式。
＝ 2P＝ 2P
通过的空气量：
G F＝F 2P
关键因素： F、P
气流组织形式
空气调节技术承德石油高等专科学校气流组织形式气流组织设计：合理地布置送风口和回风口室内空气没有循环不均匀现象；空调区温度、湿度、空气流速、洁净度满足使用要求；送风气流不易形成短路。
123形式：按照机理不同可分为上（顶）部混合式置换通风式单向流式地板送风式工位与环境结合式一、上（顶）部混合式先混合空调区按送回风口的位置可分为三种形式1.上送下回按送回风口的位置可分为三种形式1.上送下回主要特点：易形成均匀的温度场和速度场，但施工不便。
应用：（1）有恒温要求和洁净度要求的工艺性空调；（2）冬季以送热风为主，空调房间较高的舒适性空调系统。
2.上送上回方式上送上回的气流分布a）单侧送风b）双侧由内向外送风c）双侧由外向内送风d）送风与回风不在同一侧e）顶棚送风与回风两用散流器2.上送上回方式特点：应用：施工方便，气流均匀性不如上送下回式。
舒适性空调最常用的方式。
夏季降温为主，房高较低的舒适性空调；冬夏均使用，房间下部无法布置回风口的场合；精度要求不高的恒温工艺空调。
1233.中送风方式中送风下回风的气流分布a）中送风、下回风b）中送风、下回风加顶排风3.中送风方式特点：有一定节能效果，竖向存在温度“分层”现象。
应用：高大空间的空调系统，如高大厂房。
二、置换通风系统原理：新鲜空气以低风速、高送风温度（≥18℃）的状态送入活动区下部，在送风及室内热源形成的上升气流的共同作用下，将污浊空气提升至顶部排出。
置换通风的流态特点：在相同设计温度下，活动区里所需的供冷量较少；活动区内的空气质量好；12活动区：保证热舒适性和空气品质；非活动区：允许温度和污染物不达标。
存在热力分层现象3应用：教室、会议室、剧院、超市、体育馆等公建以及厂房等高大空间场合。
三、地板送风地板送风系统原理：利用结构或架空地板，将调节好的空气直接送到人员活动区或附件的地板送风口，吸收空调区的余热余湿后，从顶棚回风口排出。
特点：能有效改善热舒适性、增加通风效率、减少能耗等，但需考虑地面的清洁性并提高处理装置的过滤要求。
气流组织形式
第2.4.1条空气调节房间的气流组织,应根据室内温湿度参数、允许风速和噪声标准等要求，并结合建筑物特点、内部装修、工艺布置以及设备散热等因素综合考虑，通过计算确定。
第2.4.2条空气调节房间的送风机及送风口的选型,应符合下列要求;一、一般可采用百叶风口或条缝型风口等侧送,有条件时,侧送气流宜内贴附.工艺性空气调节房间,当室温允许波动范围小于或等于±0.5ºC 时,侧送气流应贴附;二、当有吊顶可得用时,应根据房间高度及使用场所对气流的要求,分别采用圆型、方型和条缝型散流器和孔板送风，当单位面积送风量较大，且工作区内要求风速软件包小或区域温差要求严格时，就采用孔板送风。
三、空间较大的公共建筑和室温允许波动范围大于或等于±0.1ºC 的高大厂房，可采用喷口或旋流风口送风。
注：1、工艺设备对侧送气流有一定的阻碍或单位面积送风量较大，使工作区的风速成不能满足要求时，不应采用侧送。
2、电子计算机房，当其设备散热大且上都有排热装置时，可采用地板送内方式。
3、设置窗式空调器和风机组时，不宜使气流直接吹向人体。
第2.4.3条采用贴附侧送,应符合下列要求:一、送风中上缘离顶棚距离较大时,送风口处应设置向上倾斜10~20的导流片;二、送风口内应设置使射流不致左右偏斜的导流片三、射流流程中不得有阻挡物.第2.4.4条采用孔板送风时,应符合下列要求:一、孔板上部稳压层的高度,应按计算确定,但净高不应小于0.2m;二、向稳压层内送风的速度,宜采用3~5M/S;除送风射程较长的以外,稳压层内可不设送风分布支管,在送风口处,宜装设防止送风气流直接吹向孔板的导流片或挡板.第2.4.5条采用喷口送风时,应符合下列要求:一、生活区或工作区宜处于回流区;二、喷口直径可采用0.2-0.8M;三、喷口的安装高度,应根据房间高度和回流区的分布位置等因素确定,但不宜低于房间高度0.5倍;四、兼作热风采暖时,应考虑具有改变射流出口角度的可能性。
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建 筑 拱顶球场
场 所 物馆
会 场 大 会 议 厅 、 讲 堂 、 宗 教 教堂、寺院
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
大会堂
建筑
观 览 剧场、电影院、 场 所 音乐厅、杂技场
厂 房 一般车间、高温车间、 恒温恒湿车间
大空间建筑的特征
空间尺度的特征
• 高度高 • 外墙面积与地板面积之比大
居留区的特征
大空间建筑人员比较密集
使用特征
除古典音乐厅、大剧院、会堂等具备有限的 功能外，其他都有多功能要求，如体育运动、 杂技、演剧、音乐会、展示会等，需要临时舞 台和活动坐椅等。
大空间建筑气流组织
《大空间建筑空调实录》 范存养编著
大空间建筑的定义
• 空间高度大于5米，体积大于1万m3的建 筑称为大空间建筑
大空间建筑的分类
类别
例子
类别
例子
体 育 体育馆、竞技场、 展 示 博览会场、展览厅、博
剧场、音乐厅、会场的气流组织问题
• 侧送下回：从观众厅两侧（高度3米左右） 水平方向的喷口送风，造价便宜。
剧场、音乐厅、会场的气流组织问题
• 后部喷口送风：利用密集排列的直径100～ 150mm的圆喷口从观众席后部向平台方向送风， 出口风速<8m/s。回风口设在同一侧，使观众 处于回流区。对电影院比较适合。
空调方式对温度梯度的影响
空调送回风方式对负荷率的影响
高大空间一般采用分层空调
• 原则：
• 供冷时，冷风只送到工作区。利用室外空 气或回风形成上部非空调空间。
• 供热时，送风温差宜小，且送到工作区。 有条件时与辐射采暖相结合。
空调送风方式的总体选择
分类
例
顶棚喷口
顶 棚 散 流 横向喷口 器
横 向 散 流 向上送风 器
长 时 间 停 剧场观众
○
△
□
△
○
留且对舒
厅
适要求高
教堂
的场合
大教室
长时间停
体育馆
○
×
○
△
□
留 且 对 舒 室内棒球
适要求不
场
太高
大工场
短 时 间 停 空港大厅
○
×
○
□
×
留的场合
门厅
注：○不论规模大小均适宜；△仅小规模适用；□按实际场合的使用性质作决定；×不适当。
剧场、音乐厅、会场的气流组织问题
• 上送下回：以垂直向下的顶送为主。根 据控制高度不同，可采用普通的散流器 和下送喷口。考虑冷热射流的区别，很 多工程采用可调射程和方向的送风口
剧场、音乐厅、会场的气流组织问题
• 下送上回方式
体育比赛馆及多功能大厅的气流组织
• 观众区送风方式 观众区大多是斜面，多层看台。可
以采用①侧送射流覆盖观众席；②坐椅 空调；③也有通过一根干管按比例分配 空气到观众席，通过不同结构的阀门控 制，调节风量和射程。
体育馆下送风各种方式
体育比赛馆及多功能大厅的气流组织
•向 比 赛 场 内 送 风
体育比赛馆及多功能大厅的气流组织
• 供冷期和供热期风量、气流组织有较大 差别，可以通过以下方式进行调节。
• (1)送风方向的变更，以满足所需的射流 轨迹，适应冬季和夏季不同要求。
• (2)送风口数量和位置的转换，以控制相 应区域。