气流运动对人体热舒适性影响的研究

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随着经济和技术的发展,人们对工作和居住环境的热舒适要求在不断提高,室内环境的热舒适研究作为传统建筑领域的重要课题之一,也向着更为广阔的方向发展。通常对室内环境热舒适的研究与评价是基于稳态条件下的,即主要影响热环境的三个因素:温度,湿度,风速达到稳定状态不随时间而改变。就目前的研究来看,达到并维持所谓的“热中性”状态不利于人体健康,自然风环境丰富多变的风向、风速以及湍流频率,使人体热舒适处于波动的状态,体现了“热舒适”的本质,将自然风产生机理以及吹风形式的研究作用于空调产品,成为在动态条件下研究人体热舒适的方向。人工创造的环境除了需要满足一般的舒适性需求外,节能环保经济的送风设备也在逐步受到重视。蒸发冷却空调技术是一种经济节能的冷却方式,对目前夏季流行的基于直接蒸发冷却技术的蒸发式冷风扇送风及排风量关系的研究,可以为厂商产品生产及满足舒适性要求的使用方式做指导。本文利用模拟软件Airpak建立模型,模拟自然风形式的空调低频风速(0.3Hz,0.4Hz,0.5Hz)送风,结合不同的室内气流组织分布形式(上送下回,下送上回,同侧上送上回,异侧上送上回),以一个送风波动周期5s为研究时间,分析室内热环境波动对人体热舒适的影响。研究表明,上送下回、同侧上送上回、异侧上送上回在0.3Hz的低频送风形式下,下送上回在0.5Hz的低频送风形式下对室内人体热舒适的影响较好;在对动态送风的热舒适的评价上,相对于室内自然通风环境下人体直接感受到风波动变化,室内设备送风由于送风口位置的不同,不能保证送出的波动气流直接作用于空调区,所以在送风周期内不能认为仅风速变化而温度、湿度保持不变,所以采用PD指标评价并不准确,需要由PMV的标准差进行不同气流组织形式结合低频送风的热舒适比较。为了减少低频送风在带动室内气流波动时能量损失而影响室内热舒适波动的效果,要尽可能将波动气流直接送至空调区,回风口设置在异侧,保持气流流畅。通过对蒸发式冷风扇不同送风档位以及排风量对室内环境热舒适影响的测量计算分析可知,送风量变化对室内热舒适影响较大,而排风量影响较小。同时选择一个处于干燥地区的办公室为案例进行计算,采用蒸发式冷风扇可以完全满足室内环境的热舒适要求,但是需要较大的风量,而目前的产品送风量不能满足。中等与高湿度地区采用蒸发式冷风扇只能对局部进行供冷,由于对室内空气湿度的考量,尽管加装排气扇,也不能满足房间整体的热舒适要求。
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