关注微信公众号

1 置换通风

    置换通风是借助空气浮力作用的机械通风方式。空气以低风(0.25 m／s左右)、高送风温度(≥18。C)的状态送入房间下部，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。

    1.1 置换通风的工作原理

    置换通风是依靠密度差所产生的压差为动力来实现室内空气的置换。置换通风的送风分布靠近地板，送风速度一般为0.25 m／s左右，送风动量低，以至于对室内主导流无任何实际的影响，使得送风气与室内空气的掺混量很小，送风温差一般为2～4℃。送入的较冷新鲜空气因密度大在重力作用下先是下沉，随后慢慢扩散，像水一样弥漫到整个房间的底部，在地板上某一高度内形成一个洁净的空气湖，当遇到热源时，它被加热，以自然对流的形式慢慢升起。室内热污染源产生的热浊气流在浮升力作用下上升，并不断卷吸周围空气，在热浊气流上升过程中的卷吸作用和后续新风的“推动”作用以及排风口的“抽吸”作用下，覆盖在地板上方的新鲜空气也缓慢向上移动，形成类似向上的活塞流。同时污染物也被携带向房间的上部或侧上部移动，脱离人的停留区，最后将余热和污染物由排风口直接排出。在这种情况下，排风的空气温度高于室内工作温度。置换通风的主导气流是由室内热源所控制。

    1.2 置换通风系统的适用范围
    (1)室内通风一排除余燃为主，显热负荷q≤120 w/m2。

    (2)污染物的温度比周围环境温度高，密度比周围空气小，浓度不大且稳定；送风温度比周围环境的空气温度低。

    (3)地面至平顶的高度大于3 m 的高大房间。峰值负荷适中(<40w／m2)的大空间建筑，如体育馆、剧院、音乐厅、博物馆、展览馆、建筑物中庭等。

    (4)室内气流没有强烈的扰动；对室内温湿度参数的控制精度无严格要求；对室内空气品质有较严格的要求。

    1.3 置换通风与地板送风的区别

    地板送风的定义为：从地面送出具有一定速度的空气，在向上流动的过程中，与工作区的空气迅速大量掺混进行热交换，从而达到调节工作区温度的作用。采用地板送风技术，气流进入非工作区时，通过自然对流从上部排风口排出，或部分空气通过地面回入地板下与一次空气混合，经下设的风机处理后送出。因此可以看出，置换通风与地板送风的主要区别在于送风速度的不同。

    地板送风是混合通风出口风速减低到一定限度的产物。传统的混合通风要求出口风速要相当大，形成射流，利用其出口冲量，使送风气流与室内空气迅速掺混，整个空间温度场及浓度场基本达到一致，由此达到调节温度的目的。而出风口风速减低到一定的限度时即为地板送风，这个限度大致就是工作区的高度，即地板送风的分层高度。气流出口速度使其出射高度接近于工作区高度，此时，具有一定速度的气流仅与工作区空气掺混，负担工作区的负荷，而非工作区的上部负荷从顶部排走，从而达到节能的目的。一旦地板送风的出口风速没有得到很好的设计与控制，大于其限制风速，射流高度大于分层高度，送风气流进入上部热区，此时地板送风就无异于混合通风了。首先，整个空问几乎不存在温度梯度，送风负担整个空间的负荷；其次，冲入上部的气流将部分污浊物带回到工作区，那么地板送风在空气品质方面优势也就荡然无存了。

    置换通风则是地板送风出口风速减低到一定限度的产物，可以说是地板送风的极限状态。当出口风速降到低于0.25 m／s，送风气流已基本没有什么功能可以出射了，只能利用冷空气的自身重力向四周缓慢平铺，形成“空气湖”。平铺的气流同时向上推进，“置换”掉上部气体，整个房间分层现象明显，热源处，气流依靠形成的自然浮生力向上运动。整个流场基本处于层流推进状态，气流吸收人员和设备的热后进入非工作区，由于不存在掺混现象，确保了工作区的空气品质。非工作区内的流场借助人体或设备的热对流作用得到强化，直接由排风口排出，因此，不必负担上部负荷，达到了节能的功效。但是，一旦出风流速增大，破坏了层流流场，通过掺混来调节温度，那么置换通风也就随之转变为地板送风了。

    置换通风和地板送风两种送风方式，具有一定的相似性。二者均是从房间下部送风，形成热力分层，同时都具有节能和提高空气品质方面的优势。然而二者无论是从概念上还是应用上都是有区别的。二者的综合比较如表l所列。