住宅新风系统新风量及气流组织优化设计研究

来源 :长安大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hamainini
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,室内装修采用大量的装饰材料,室内空气品质(IAQ)问题尤为突出。建筑行业的迅速发展、人们生活水平的提高及室内装修的多样化,造成室内空气污染物种类越来越多,室内污染严重。另外,中国北方城市近年来冬季面临较为严重的雾霾问题,越来越多的新建住宅配备了机械新风系统。其应用效果如何,成为业界关注与讨论较多的问题。西安地区是中国北方雾霾严重城市的典型代表,目前现有研究也有关于机械通风系统在西安地区住宅建筑中应用效果的现场实测结果,但其所测试案例建筑的施工时间为2007-2013年,不能代表机械新风系统近年来在新建住宅中的应用情况。调研及实测发现,目前诸多住宅新风系统实际工程应用效果不佳,存在其气流组织设计不合理现象,合理的新风量取值存在争议。为探究当前机械新风系统在西安地区住宅建筑的应用效果,对住宅建筑新风系统的气流组织和新风量进行优化设计,本研究主要开展以下工作:首先,选取西安市三个典型新建住宅建筑,对其进行了不同的通风模式下的室内空气品质的现场实测。考虑的通风方式包括自然渗透、开窗通风及机械通风。测得了不同通风模式下的换气次数(ACH),并对不同通风方式下的室内空气品质进行了评价。结果表明不同通风方式下室内通风量差异较大,自然渗透、开窗通风和机械通风低风量及高风量四种工况下,实测ACH值分别为0.17-0.2 h-1、1.43-3.74 h-1、2.15-3.82 h-1、2.78-4.5 h-1。不同通风工况下的室内HCHO、TVOC、CO、O3和NH3浓度均可控制在限值水平以下。自然渗透工况下的室内CO2浓度严重超标,最高可达到3900 ppm。根据居民习惯的开窗通风仅可短时间降低室内CO2浓度。雾霾天气开窗会造成室内PM2.5严重超标。机械新风系统可有效控制室内PM2.5浓度,但本研究的三个实测案例,即使是高风量机械通风工况,也均无法将室内CO2浓度控制在限值以内。为寻找实测案例机械通风下室内CO2浓度控制效果不佳的原因,采用CFD方法对实测工况的气流组织进行了数值模拟研究,结果表明室内CO2浓度无法控制到限值以下的原因是由于室内气流组织出现短路现象,新风未能与室内空气充分混合。为解决该问题,采用响应曲面法与计算流体力学相结合的方法对室内气流组织开展了优化研究,分析了不同气流组织设计参数对室内CO2浓度的影响,提出了室内气流组织优化设计方案。研究结果表明ACH、送风角度、送风口半径、送风口位置对人员活动区平均CO2浓度有显著影响,其中ACH的影响最为显著。参照本案例,各因素被考虑的优先顺序:ACH、送风口位置、送风角度、送风口半径。设定室内人员活动区平均CO2浓度为1000ppm,以最小送风量为最优目标,送风口设置在北墙、东墙、南墙、西墙时,最佳气流组织设计方案的四个设计参数(送风量、送风角度、送风口半径、送风口位置)分别为1.050 h-1、2.003°、0.05 m、1.777 m;0.950 h-1、2°、0.042 m、3.278 m;1.005 h-1、2°、0.05 m、3.120 m;0.959 h-1、2.6°、0.05 m、3.563 m。最后,利用EnergyPlus和GenOpt软件进行耦合模拟,在室内空气品质和能耗之间寻优,基于双目标优化方法研究了住宅建筑的最佳通风量。结果显示:在室内CO2浓度和通风能耗重要性均衡条件下,最佳通风量为168.32 m~3/h,换气次数为0.665 h-1。附加去除新风负荷所引起的能耗后,室内CO2浓度和能耗(通风能耗和去除新风负荷引起的能耗)均衡条件下,最佳送风量为160.13m~3/h,换气次数为0.633 h-1。当室内CO2浓度和能耗权重分别为0.4、0.6时,各功能房间的室内平均CO2浓度刚好小于限值。能耗仅考虑通风能耗时,Hooke-Jeeves算法寻优后结果最佳,住宅最佳送风量为135.09 m~3/h,折合换气次数0.534 h-1,全年通风能耗为93.21 k Wh;附加新风负荷时,混合算法寻优后结果最佳,住宅最佳送风量为121.75 m~3/h,折合换气次数0.481 h-1,全年总能耗为661.70 k Wh。本研究所得成果可为了解机械新风系统在中国北方地区的应用效果提供数据支持,对住宅新风系统的优化设计提供指导。
其他文献
随着国内井下煤矿开采深度的不断加深,近年来煤矿井下透水事故时有发生,因此对井下主排水泵性能就提出了更高的要求。本文就主排水泵的性能测试原理进行阐述,对主排水泵自动测试系统提出了改造方案,对其硬件和软件部分进行设计,以提高主排水泵自动测试系统的测试精度、自动化水平和稳定性。
期刊
针对汽车发动机闭式循环冷却系统中的冷却水泵性能测试的问题,提出了一种基于傅里叶变换的高效率测试系统方案,在水泵正常工作状态下,通过采集母线电压中的高频分量,对其进行离散傅里叶变换,将变换结果与水泵性能参数中的转速相关联,并进行分析比对。最后通过搭建实验平台获取的相关数据,证实了所提出方法的有效性。相较于利用联轴器装配测量转速信息的方法,所提出的方法适用于电动水泵生产线的总成性能高效测试,具备较好的
期刊
目的 运用无血清可高密度悬浮培养的中国仓鼠卵巢细胞(Chinese hamster ovary cells, CHO-S)表达体系,分泌表达并纯化重组人α-半乳糖苷酶(recombinant human α-galactosidase A, rhα-Gal A),验证其对法布雷病贮积底物神经酰胺三己糖苷(globotriaosylceramide, Gb3 or GL3)的清除效果。方法 构建人α
期刊
汽车的出现使生活更便捷,但也带来许多不安全因素。能够在紧急时刻主动制动减少交通事故的自动紧急制动系统(Automatic Emergency Braking,AEB)越来越被重视。汽车的制动强度受路面附着情况限制,且直道与弯道不同,为使AEB能够在不同的道路情况下均能有较好的避撞效果,本文围绕考虑道路曲率、路面附着情况的AEB控制策略展开研究。主要研究内容如下:(1)根据周围车辆与自车的相对位置关
学位
污水源热泵是将污水中的低位热能通过换热技术将热量提取出来为建筑供暖的一种高效的空调系统。其中污水换热器作为污水换热的场所,是污水源热泵系统的重要组成部分。因为污水中存在大量的杂质,流动过程中极易在换热管内生成污垢,污垢会增加污水换热管的热阻,影响换热器的换热能力和污水源热泵运行效率。因此,研究如何经济有效地对换热管进行除垢,是提高换热器换热能力和维持换热器长时间稳定运行的重要方法之一。目前常见的除
学位
随着互联网技术的不断发展,以及国内长笛学习人数的快速增加,在线长笛社区已经成为广大长笛学习者的主要交流平台之一。但现存的长笛社区系统存在诸多不足,系统架构陈旧、功能模块定制化程度低、原创音乐资源易遭盗用等问题较为突出。同时,广大长笛初学者长期被入门长笛乐器真伪问题所困扰,缺乏方便快捷进行长笛鉴伪的途径。针对上述问题,本文以微服务架构为基础,结合基于角色的权限控制模型、数字签名技术以及目标检测技术,
学位
随着计算机视觉、图像处理等高新技术的发展以及控制理论的不断完善,人们对二轴云台的智能化和自主化要求越来越高,使得二轴云台的应用领域不断扩大。云台视觉作为二轴云台智能化系统的一个重要组成部分,其主要任务就是对摄像机获取的图像信息进行检测与跟踪,另外云台的控制转动性能也对目标检测跟踪的准确性和实时性有重要影响。云台视觉包括目标检测和跟踪两部分。目标检测算法是在YOLOv3的基础上进行改进,通过K均值重
学位
为了解福建农林大学金山校区外来入侵植物现状,通过实地调查和资料查阅,对校园内外来入侵植物的种类组成、原产地、生活型、危害程度(入侵等级)等特性进行了研究和分析。结果表明,福建农林大学校园共有外来入侵植物68种,隶属26科,以菊科、豆科、苋科植物总类最多,3科合计占外来入侵植物总数的58.82%;生活型以草本植物为主,有60种,占比高达88.24%;从来源来看,大多来自美洲,达54种,占79.41%
期刊
随着社会的发展以及汽车保有量的持续增加,以现代计算机技术与信息技术为基础的智能交通系统得到了社会各界的广泛关注。智能网联车辆队列控制作为智能交通系统重点研究方向,因其在保障道路通行能力和提高道路交通安全的卓越表现,越来越受到世界各国的青睐。然而目前车辆队列控制的研究成果大多集中在理论研究层面,对实际应用中可能涉及的约束限制考虑不充分。因此,围绕着车辆队列的稳定性和安全性,本文利用滑模控制、反演控制
学位
经几代人前赴后继的野外科考和孳孳不息的伏案整理,福建植物多样性调查及保护工作历久弥新。为全面更新和了解福建省维管植物资源的现状,近年来已开展的福建省维管植物多样性相关调查与科考工作成果亟需进一步梳理和呈现。本文在《福建植物志》(1982–1995年)的基础上,通过收集文献、考证标本、查阅相关志书及数据库,并结合笔者及众多一线调查工作者的野外调查结果,依照维管植物最新的分类系统(APG IV系统、杨
期刊