工業(yè)凈化廠房多元通風(fēng)系統(tǒng)

工業(yè)凈化廠房多元通風(fēng)系統(tǒng)是一個(gè)能夠在不同時(shí)間、不同季節(jié)利用自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)的不同特性的綜合系統(tǒng)。其基本原理是通過在機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)之間切換以維持良好的室內(nèi)環(huán)境，并且避免建筑全年運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng)所帶來的成本、能源的過度消耗和導(dǎo)致的環(huán)境問題。系統(tǒng)的運(yùn)行模式隨著季節(jié)的改變而改變，在每一天的任意時(shí)刻， 系統(tǒng)的運(yùn)行模式反映了外部環(huán)境狀況并且充分利用了當(dāng)時(shí)的環(huán)境。

多元通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)由工業(yè)凈化廠房建筑設(shè)計(jì)、內(nèi)部負(fù)荷、自然驅(qū)動(dòng)力、外界環(huán)境決定，應(yīng)能以節(jié)能的方式滿足工業(yè)凈化廠房建筑內(nèi)部環(huán)境要求。辦公樓內(nèi)的控制策略要在運(yùn)用高級(jí)自動(dòng)控制設(shè)備和使用者對(duì)環(huán)境進(jìn)行直接控制之間找到一個(gè)平衡位置，并能較大限度地利用周圍能量，同時(shí)控制策略還應(yīng)以較少的能耗獲取所要達(dá)到的氣流速度和氣流分布。

多元通風(fēng)主要方式有三種，即自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合、風(fēng)機(jī)輔助式自然通風(fēng)、煙囪和風(fēng)機(jī)輔助式機(jī)械通風(fēng)。第一種方式基于兩個(gè)完全獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)， 針對(duì)不同的室內(nèi)外環(huán)境，控制系統(tǒng)可以在這兩個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)中自由轉(zhuǎn)換或者用一種系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)一些任務(wù)并利用另一種系統(tǒng)來達(dá)到其他目的。例如，在過渡季節(jié)用自然通風(fēng)，而在夏季或冬季用機(jī)械通風(fēng)，或者在工作時(shí)間用機(jī)械通風(fēng)，在夜間用自然通風(fēng)。第二種方式是在自然通風(fēng)的基礎(chǔ)上添加一個(gè)輔助風(fēng)機(jī)， 當(dāng)自然風(fēng)壓比較小或者風(fēng)量需求增加時(shí)，可以用輔助風(fēng)機(jī)增加通風(fēng)壓強(qiáng)。第三種方式依靠機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)并較大限度地利用了自然動(dòng)力，它包含了一個(gè)阻力很小的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中自然動(dòng)力可以作為必要?jiǎng)恿Φ囊徊糠謥砜紤]。

多元通風(fēng)的性能預(yù)測(cè)：

環(huán)境控制的終目標(biāo)是為人們提供滿意的空氣品質(zhì)和熱舒適環(huán)境，實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的環(huán)境控制策略應(yīng)高效節(jié)能、安全，并符合聲學(xué)、審美等要求。因此需要分析方法幫助評(píng)價(jià)和優(yōu)化建筑多元通風(fēng)的使用效果。隨著環(huán)境及建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展，有更多的數(shù)據(jù)可供設(shè)計(jì)者使用，因此應(yīng)選擇一種分析法或是在設(shè)計(jì)的每個(gè)階段都有適當(dāng)?shù)募?xì)節(jié)層次的方法。

由于多元通風(fēng)是自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)的結(jié)合，人們對(duì)其分析方法提出了一系列復(fù)雜的要求，要求有一個(gè)全面的方法，既要考慮室內(nèi)外的環(huán)境又要考慮機(jī)械系統(tǒng)。例如，多元通風(fēng)系統(tǒng)在自然通風(fēng)模式與機(jī)械通風(fēng)模式間轉(zhuǎn)換時(shí)，自然通風(fēng)模式會(huì)在空間形成溫度分層，而機(jī)械通風(fēng)模式送入的是混合空氣，不會(huì)形成溫度分層，這種分析方法須能解決以上模式的轉(zhuǎn)化并能模擬(可能很復(fù)雜)控制策略本身。此外由于混合通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)常用于溫度以及室內(nèi)空氣品質(zhì)的控制，這些分析方法要能將熱模型與通風(fēng)模型相結(jié)合。

對(duì)于多元通風(fēng)理想的分析方法應(yīng)包括對(duì)自然通風(fēng)模型的模擬、機(jī)械通風(fēng)模型的模擬以及控制系統(tǒng)的模擬。許多方法都可以用于分析機(jī)械通風(fēng)與自然通風(fēng)中氣流流動(dòng)及能量使用，如簡(jiǎn)單的分析及經(jīng)驗(yàn)方法、多區(qū)域模型方法、區(qū)域模型方法及計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的方法。中凈環(huán)球凈化可提供潔凈車間、凈化廠房的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、安裝改造等配套服務(wù)。

(1)簡(jiǎn)單的分析及經(jīng)驗(yàn)方法。常用于幾何形狀簡(jiǎn)單的建筑物，例如，單面通風(fēng)以及一個(gè)建筑中兩個(gè)風(fēng)口的通風(fēng)。

(2)多區(qū)域模型方法。選擇有代表性的建筑物，多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)模型可預(yù)測(cè)整個(gè)建筑的全部風(fēng)量以及通過風(fēng)口的單獨(dú)流量，但不能預(yù)測(cè)建筑物中每個(gè)區(qū)域具體的流動(dòng)狀況，它與大部分多區(qū)域熱模型是兼容的。

(3)區(qū)域模型方法?？蓪⑹覂?nèi)分成若干個(gè)充分混合的小區(qū)域，在這些小區(qū)域溫度中，假定像溫度、污染物濃度這樣的參數(shù)的分布是穩(wěn)定的。不同區(qū)域間質(zhì)量流量的計(jì)算是通過將驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)的因素，如噴射、羽流、邊界層流動(dòng)等的實(shí)驗(yàn)/分析方法與預(yù)計(jì)的壓力分布相結(jié)合。分區(qū)模型可以具有不同的復(fù)雜性，這取決于房間流場(chǎng)的流動(dòng)特性，可以是一維的、二維的或是三維的。區(qū)域模型使用相對(duì)簡(jiǎn)單是因?yàn)槟軌驅(qū)F(xiàn)有的多房間建筑能耗與氣流分析相結(jié)合，來預(yù)測(cè)由自然對(duì)流與強(qiáng)制對(duì)流共同組成的多元通風(fēng)的性能。

(4)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法(CFD)。 將小的幾何區(qū)域再次劃分為大量的網(wǎng)格，在這些網(wǎng)格上建立并求解控制方程。CFD方法特別適用于建筑物內(nèi)部及周圍的氣流運(yùn)動(dòng)分析，能對(duì)通風(fēng)空間內(nèi)的氣流運(yùn)動(dòng)形式、污染物及溫度分布做出詳細(xì)的分析。CFD方法比分區(qū)方法計(jì)算起來更耗時(shí)，對(duì)于采用多元通風(fēng)的整個(gè)建筑全年的運(yùn)行進(jìn)行模擬，CFD方法與實(shí)際熱模型的結(jié)合不僅超出了許多計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，而且是沒必要的。

由于多元通風(fēng)與建筑內(nèi)的熱氣流作用存在緊密聯(lián)系，因此在研究多元通風(fēng)設(shè)計(jì)方法時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮二者的影響并將其有效結(jié)合。這一點(diǎn)是目前各種研究方法，包括簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方法、分析方法、單區(qū)及多區(qū)域方法以及詳細(xì)的計(jì)算流體力學(xué)方法面臨的共同問題。重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)熱流模擬模型與多區(qū)流動(dòng)模型的有機(jī)結(jié)合，這樣就可以考慮建筑內(nèi)的熱氣流作用，并且在很大程度上改善了多元通風(fēng)系統(tǒng)性能預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。這個(gè)綜合的模型將能夠預(yù)測(cè)多元通風(fēng)系統(tǒng)的年能耗，它也將因此成為多元通風(fēng)系統(tǒng)重要的設(shè)計(jì)方法。

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