在机场,火车站,汽车站,地铁站和其他交通枢纽的排队等候区,室内空气质量差的主要原因是高密度人员导致的热污染。由于现有气流组织的送风口位置距离人体太远,不仅不能有效去除密集人群产生的废热和污染物,还会因局部高风速,引起“吹风感”,使人们感到不舒适。另外,排队等候区的人们还有着氧气需求。相比平原地区,高海拔地区的人员密集场所,不仅需要控制热湿环境,还需要提供富氧环境来保障人体的正常生理活动。传统的氧气供应系统,包括个体式供氧、分布集中式供氧和弥散式供氧,由于需要兼顾低成本和高效率,因此在完成氧气输送任务方面受到限制。本研究提出了将护栏与风管结合为一体的护栏风管末端装置,在不改变高大空间的基本布局的基础上,该装置能将新鲜空气/富氧空气直接输送到人员工作区域或/呼吸区域。本研究采用CFD数值模拟与全尺寸实验相结合的方法。首先,以速度靶向值、温度靶向值、氧气浓度靶向值等为评价气流组织的指标,通过CFD数值模拟对护栏风管气流组织的风口角度、宽度、送风速度、送风温度、送氧浓度等进行了优化。其次,对比研究了上送下回、置换通风、竖壁贴附这三种常见的气流组织在人员密集的高大空间中的送风、送氧特性。最后,通过全尺寸实验和可视化实验验证了护栏风管的送风和送氧有效性。研究表明,优化后的护栏风管气流组织的圆形风口风速V1=0.25 m/s、条缝型风口的渗透风速V2=0.15 m/s,非送风区域的条缝宽度W=290 mm。护栏风管送风气流组织能将流场内的风速控制在0.3m/s,有效避免了吹风感的存在,并且使得夏季的工作区温度为26℃,满足了人体的热舒适性。与其他气流组织相比,护栏风管送风气流组织的空气龄、速度靶向值和温度靶向值最小,其能耗比竖壁帖附还低61%。研究表明,优化后的护栏风管送氧气流组织的条缝型风口角度θ=146°,条缝型风口宽度W=30.0 mm,条缝型风口的风速V=0.8 m/s。与高大空间中的其他气流组织相比,护栏风管送氧气流组织的氧气浓度靶向值降低了9%～27%,并且供氧效率ε提高了271%～658%。该系统在2000 m、3000 m、4000 m和5000 m海拔高度的送氧效果表明,护栏风管送氧气流组织具有较好的实施效果。通过将护栏的高度提高100 mm,护栏风管送氧气流组织可覆盖欧洲和北美地区的成年人的呼吸区域,并有效地增加人体呼入的氧气浓度。研究结果表明,护栏风管气流组织具有较好的输送新鲜空气和富氧空气的效果。本研究可为我国人员密集场所的气流组织设计提供新的思路,推动高海拔地区弥散式供氧气流组织的研究。