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通风策略决定了室内环境的质量,它直接关系到室内人员的舒适,健康以及工作效率。本研究创新地提出一种新的通风策略,即耦合层式通风和脉动送风。一方面,层式通风具有较高的热中性温度和较好的污染物移除能力,可降低室内能耗,保持良好的空气品质。另一方面,脉动送风有潜力降低吹风感,同时提高室内的热舒适均匀性。因此,脉动送风结合层式通风,有潜力在保证良好能效和空气品质的前提下,进一步改善热舒适。首先,通过客观实验,测量了室内的气流组织,全面分析了脉动送风耦合层式通风下室内的气流组织特性和气流动态特性,并与稳态送风进行了比较。实验设计了4组脉动送风工况,包括不同的室内空气温度(27℃和28℃)、送风速度(7.9ACH(换气次数)和9.0ACH)和周期总时间(120s和300s)的组合。此外,还设计了一组稳态送风工况用于比较。结果表明,对于气流组织特性,脉动送风会在头部引起空气速度和温度的波动。空气速度在0.4m/s(破坏人体热羽流的速度)的上下波动,温度的波动为1℃左右。对于动态特性,根据湍流强度、峰度和偏度、功率谱密度函数、以及一维连续小波变换的结果,与稳态送风相比,脉动送风具有更接近自然风的特征。总之,一方面,脉动送风在头部营造了空气温度和空气速度的波动,可以带来动态的热感受,提高热舒适;另一方面,脉动送风下的气流特性与自然风相似,此气流特性有潜力提高稳态送风下的热舒适。其次,本研究通过主观问卷调查了与客观实验相同的工况下,25名受试者的热舒适水平。受试者的服装热阻为0.49clo,处于静坐状态。结果表明,脉动送风耦合层式通风,可以在较高的室内空气温度下(26.5~28℃)提供良好的热舒适,可满足ISO 7730标准规定的A类和B类热环境的要求。与稳态送风相比,脉动送风下,前后排的平均全身热感觉投票的差异从0.6分降低到0.2分(ASHRAE 7分制);吹风感不满意率从30%降低到8%;热舒适在-1(非常不舒服)到1(非常舒适)的范围内提高了约0.2。本研究创新地提出了脉动送风耦合层式通风下的动态热舒适评价指标,即时间平均预测平均投票(TAPMV),时间平均预测不满意比例(TAPPD)和时间平均吹风感(TAPD),并使用主观问卷调查的结果验证了其准确性。最后,本研究利用室内三维瞬态计算流体力学(CFD)计算模型,获得了26组工况的数据。基于经实验验证的动态热舒适评价指标,探究脉动送风函数的各项参数(周期总时长,高速期时长与低速期时长之比,送风速度)对室内热舒适的影响,且寻找较优的参数范围。结果表明,送风速度越高,TAPMV越低,TAPD越高;高速期时长与低速期时长之比越大,高速期TAPD越高。为了使TAPMV保持在-0.5~0.5之间,TAPD低于20%,所研究工况的周期总时长(300s和120s)和高速期与低速期时长之比(0.25~4)均可满足,而送风速度应保持在1~2.4m/s的范围。本研究分别利用三种多目标优化方法即熵权法、Z分法、秩和比(RSR)法和优劣解距离法(TOPSIS)得到,当周期总时长为300s,高速期时长与低速期时长之比为1,高速期的速度为1.95m/s,低速期的送风速度为1.05m/s,房间内的热舒适综合评价最好。本研究成果可为脉动送风耦合层式通风设计提供指导,提高层式通风下的热舒适水平,从而促进提升夏季空调室温政策的广泛实施,降低空调能耗,缓解日益严峻的能源与环境问题。