隧道等截面通风系统均匀送风特性研究

针对地下建筑长大隧道均匀通风的工程需求,提出了一种基于通风均流器的等截面通风系统,为获得主风管风速、宽高比与通风系统送风均匀性的关系,采用CFD数值模拟分析方法对通风系统的送风均匀性和阻力性能进行了研究。研究发现,主风管风速为9.7 m/s时,各风口最低风速4.45 m/s,最高风速4.96 m/s,平均风速4.63 m/s,最大偏差7%,各风口风速标准差为0.16,等截面通风系统能实现均匀送风。通风均流器阀片角度恒定时,系统送风均匀性随着主风管风速的增大而小幅降低,各风口风速标准差范围为0.12～0.24;随着主风管宽高比的增加,各风口风速标准差波动范围为0.22～0.34,主风管风速、宽高比对系统送风均匀性影响较小。风速大于6.5 m/s时,通风均流器阻力系数ξ随着阀片角度β的增大而减小,与Re无关;阀片角度β一定时,通风均流器阻力系数ξ随主风管宽高比的增加而减小。     

幕墙型式对高层建筑室内自然通风影响的模拟

以济南某高层办公楼为例,在幕墙(幕墙型式1:采用平开窗的普通幕墙,幕墙型式2:采用侧面开窗的凹凸式幕墙)外窗处于全部开启的状态下,模拟过渡期的室内自然通风情况,评价标准层(7～16层)开放办公区、会议室、男卫生间的风速、空气龄、换气次数。与配置幕墙型式1相比,配置幕墙型式2的标准层的室内风速更小。配置幕墙型式1时,由西南侧进入的气流形成了西南-西北、西南-东北两个方向的高速(1.8～2.0 m/s)穿堂气流,覆盖开放办公区面积约430m~2,风环境舒适度差。开放办公区的低风速(小于1 m/s)区域面积约400 m~2,风环境较舒适或舒适。对于会议室,约20%的面积风速大于1 m/s,其他区域风环境较舒适或舒适。男卫生间存在明显的高速区。配置幕墙型式2时,仅在标准层的西南角及延长线形成了高风速区,不仅风速有限,影响面积(仅占开放办公区的7%)也比较小,大部分开放办公区的风环境比较舒适。会议室的平均风速为0.4 m/s,风环境比较舒适。男卫生间存在小范围高速区。配置幕墙型式2的标准层室内风环境更加舒适。与配置幕墙型式2相比,配置幕墙型式1的标准层的室内空气龄更短。配置幕墙型式1时,除电梯间、楼梯间等以外的主要办公区约94.4%的面积空气龄为0～100 s,5.6%的面积空气龄为100～200 s,室内空气新鲜。配置幕墙型式2时,主要办公区约82.6%的面积空气龄在200 s左右,空气新鲜。其他主要办公区的空气龄200～500 s,空气品质一般。西南方向的空气新鲜度明显优于东北方向。建议在东侧增加开窗数量,以提高空气品质。楼层对室内换气次数影响不大。与配置幕墙型式2相比,配置幕墙型式1的典型楼层各房间换气次数更高。配置幕墙型式1、2的典型楼层各房间的换气次数均能得到GB/T 50378—2019《绿色建筑评价标准》评定的最高分。综合评价结果,幕墙型式2的综合性能更加突出。     

节能型外呼吸式双层通风幕墙热工性能分析及优化

采用Fluent软件对广州市某外呼吸式双层幕墙热通道内的温度场和速度场进行模拟分析.通过分析通道宽度、送风速度及风机安放位置等因素对综合传热系数的影响,研究了不同设计工况下该双层幕墙的热工性能,并相应提出双层幕墙的最优化设计.结果表明,在机械送风速度一定情况下,通道宽度对幕墙综合传热系数的影响很大,通道宽度越大,幕墙的热工性能越好；在通道宽度一定情况下,随着送风速度的增大,幕墙的综合传热系数逐渐减小并趋于稳定,最佳送风速度为1.5 m/s;不同的幕墙通道宽度下,风机的最佳安放位置与送风速度有关.     

纵向通风下隧道内重石脑油燃烧温度分布与火焰倾角研究

搭建了1:10的缩尺寸隧道模型,考虑不同火源功率和纵向风速开展了纵向通风下隧道内重石脑油燃烧的试验研究,测量了隧道内顶棚下方纵向温度分布,并量化了火焰的倾斜角度。结果表明：随着纵向通风风速的增加,隧道内温度整体呈降低趋势,顶棚下方最高温度逐渐减小,进而提出了纵向通风下隧道内重石脑油燃烧时顶棚下方最高温度的估算模型。火焰倾斜角度随纵向风速的增加而呈增加趋势。当纵向风速较低（小于1 m/s）时,随着纵向风速的增加火焰倾斜角度明显增大;当纵向风速较大（大于1 m/s）时,纵向风速对火焰倾斜角度的影响不明显。     

特大城市主城区通风廊道规划控制研究——以天津市为例

为分析特大城市主城区构建通风廊道的必要性和可行性,本文以天津为例,综合分析了城市热岛效应、风环境、下垫面状况及其相互关系,并将研究结果用于通风廊道的构建中。结果表明:天津中心城区存在热岛效应,其中1981～2010年的热岛强度在0.4～1.2℃之间,且以每10年0.13℃的倾向率增加,对2013年夏季和冬季气温空间分布分析发现,夜间气温从城市中心向郊区呈同心圆状递减,昼间气温空间差异较小。对风环境分析发现,1981～2010年的城郊风速差为0.7 m/s,且市区以每10年0.28 m/s的倾向率下降,而郊区仅为0.12 m/s,对2013年1月和7月平均风速空间分布分析发现,这两个季节风速都有从城市中心向郊区递减的趋势。对风速与热岛强度关系分析发现,随城区风速增加,热岛强度有减小趋势。最后,基于地表温度、风环境状况及下垫面通风潜力提出天津主城区三级通风廊道的规划建议及管控措施。     

地铁区间隧道火灾通风模式的数值分析

介绍了地铁区间隧道火灾常见的几种通风排烟模式,对其中一种最复杂的模式进行了数值分析。模拟分析得出,对于地铁实际工程中的单线盾构圆形隧道,在10 MW火灾强度下,着火区间隧道内2.6~2.9 m/s左右的纵向风速可以有效阻止烟气发生逆流;在着火区间隧道2.9 m/s的纵向风速下,未着火区间隧道两端对送送风速度为1~1.5 m/s时,联络通道内有风速为6 m/s左右的气流流向着火区间隧道,可有效抑制烟气通过联络通道向未着火区间隧道蔓延,保证人员的安全疏散。     

复合式冷却塔换热性能实验研究

设计干、湿串联运行的复合式冷却塔,对其换热性能及能耗做了研究,并进行了复合式冷却塔与闭式冷却塔的耗水性能对比以及能耗对比研究。实验结果表明,复合式冷却塔换热效果受截面风速影响较大,综合换热效果在截面风速为3.5 m/s时达到最佳;在截面风速处于2.5~4.5 m/s时,复合式冷却塔的翅片管大大增强了闭式冷却塔的换热效果;复合式冷却塔与闭式冷却塔同负荷下,由于复合式冷却塔的翅片管承担了部分负荷,因此能够减少循环喷淋水量以及循环喷淋水的蒸发,虽然翅片管使得阻力增加,但循环喷淋水量的减少使得水对空气的流动阻力减小,因此复合式冷却塔总阻力稍有增加。     

自然通风排烟在长大道路隧道中的应用

以上海北翟路地道为背景,介绍顶部开孔型自然通风排烟在长大道路隧道中的应用。研究主要结论为:采用明挖工法的长大隧道,当地面规划较宽中央分隔带(一般5~8 m)时,建议采用顶部开孔型自然通风方式。自然通风开孔面积一般不小于封闭段顶板面积的5%,开孔间距一般为10~15 m。通过火灾仿真分析,当地道内外无风时,烟气很好控制在火源上下游的第2个通风口处。当环境中存在3 m/s的纵向风速时,风速可以有效抑制火源上游烟气的蔓延。当地道内部存在3 m/s的风速或内外部均存在3 m/s风速时,通风可以有效抑制烟气逆流,保证了火源上游良好的逃生疏散环境。     

侧向风对挑檐防火阻隔作用的影响

建立了简易全尺寸建筑模型,采用FDS进行火灾模拟。选取火源功率为4 MW,设置0~10 m/s的侧向风,研究不同风速条件下挑檐临界特征尺寸以及火焰最大侧向蔓延距离的变化规律。研究结果表明:侧向风速较低时,溢出火焰主要为向上层蔓延,表现为热浮力主控;侧向风速较高时,溢出火焰表现为风速主控,挑檐最大临界长度为3.6 m;侧向风速继续增加时,溢出火焰不再接触挑檐,向邻侧蔓延,临界风速为6 m/s;溢出火焰侧向蔓延距离随风速增大先增大后缓慢减小,临界风速为8 m/s,溢出火焰的最大侧向蔓延距离为4.4 m。     

地铁火灾工况排烟模拟与实验研究

本文以南京地铁一号线南延线通风系统为研究对象,采用清华大学开发的地铁热环境模拟分析软件STESS进行通风模拟,结合实际的数据测量,对安全门地铁火灾工况下排烟模拟进行了研究。结果认为,在带有安全门的站台发生火灾的时候,通过开启4台TVF风机,可以保证连接口处的速度到大于1.5m/s,满足人员逃生的风速要求;在区间隧道发生火灾时,通过隧道两边站台各开启4台TVF风机进行送风排烟,可以保证隧道断面风速大于2m/s,满足人员逃生的风速要求。     

基于风环境模拟的旧城区局部更新方式研究——以长沙市太平老街为例

旧城区由于建筑密度高,缺少开敞空间和绿地,风环境研究极具紧迫性。基于CFD技术对长沙市太平街旧城区风环境进行分析,通过对比增加开敞空间和疏通街巷格局两种局部更新方式对旧城区风环境的改善效果进行深入研究。研究结果显示：①太平街旧城区中现状风环境恶劣,现状平均风速仅0.94m/s（初始风速：2.3m/s）,低于舒适风速（1.0~5.0m/s）;②证明增加开敞空间和梳通街巷格局两种局部更新方式都能有效的改善旧城区的风环境,并且使其整体风速分别提高13%与26%。研究为微观层面风环境研究拓展了实证研究案例,同时也为旧城区更新方式的选择提供了科学依据。     

公路隧道超长距离纵向排烟试验研究

为研究5 km以上公路隧道超长距离全射流纵向排烟可行性与有效性,依托全长6 015 m的羊鹿山隧道,在不利于排烟的左线隧道（单向下坡）内开展20 MW现场火灾全射流纵向排烟试验。试验期间自然风速为1.0~1.6 m/s,与通风排烟方向相反,表现为排烟阻力。研究表明：左洞内开启6组射流风机时,洞内沿程风速约为3.5 m/s,开启12~15组风机时,下坡隧道内沿程风速约为5.5~7.0 m/s;20 MW油盘火试验从点火开始到烟气全部排出洞外的时间约为30 min。根据现场火灾排烟试验,对于羊鹿山隧道,在保证人员安全的情况下,采用全射流纵向排烟是可行的。     

CFD模拟技术运用于建筑中庭的案例分析

位于长兴某栋办公、实验性质建筑,设计中庭促进过渡季节室内自然通风。基于CFD模拟计算下,建筑在过渡季平均风速风压作用下,室内通风量约为9.07m3/s,根据英国建筑研究院环境评估方法BREEAM,可以满足人员对新风的要求;仅在热压作用下,室内通风量约为1.28m3/s,可以满足2平方米一个人以上的人员密度新风量。     

净化器送风仰角对房间各区域PM2.5净化时间影响

为解决净化器对房间各处净化不均匀的问题,本文对房间进行分区,通过实验与模拟相结合的方法研究净化器在不同送风风速下,送风仰角角度对房间各区域PM2.5净化到15 μg/m3的净化时间(以下所述PM2.5净化时间均为PM2.5净化到15μg/m3所需的时间)的影响.结果 表明:送风风速为3 m/s时,仰角角度从0°增大到35°可使房间中部的PM2.5净化时间减小6％,但会使房间前部和后部的PM2.5净化时间增大8％;送风风速为1.5 m/s时,仰角角度从O°增大到55°最多可使PM2.5净化时间减小21％;送风风速为0.75 m/s时,增大仰角角度可使房间中部和后部的PM2.5净化时间减小9％,但会使房间前部的PM2.5净化时间增大4％.本研究可为今后进一步研究,以及净化器的使用提供参考和建议.     

纵向风速对隧道细水雾灭火效果影响探讨

摘 要：为了探究细水雾和纵向通风共同作用下隧道内烟气运动情况,确定配置有细水雾灭火系统的隧道最佳通风策略。采用FDS建立了隧道细水雾数值模拟模型,分别计算了不同纵向风速情况下隧道内温度、有害气体浓度及辐射热通量的变化情况。结果表明：30 MW火灾规模下,烟气层在火源上风向15 m的喷雾区开始出现逐渐层降,烟气层下降至2 m以下;至300 s灭火结束时,上风向150 m内,烟气层全部下降至2 m以下。故火灾发生5 min后,人员疏散距离应大于150 m。对比相同通风风速下（1 m/s）细水雾施加前后辐射热通量变化情况得出,开启细水雾灭火系统25 s后,火源下游5 m处热辐射强度由6 kW/m2降至0。建议开启细水雾灭火系统时尽量保持隧道内1 m/s的通风风速。     

环形通风场内双层滤网联合除尘效果实验研究

本文利用自行设计的环形通风流场粉尘监测及除尘测试综合实验系统,改变流场风速,双层滤网目数和双层滤网间距,进行呼吸性粉尘除尘效率测定。结果表明:除尘效率随流场中的风速的增加呈现出先增加后减小的变化趋势,在0.6～1.4 m/s的风速范围内,风速为1 m/s时除尘效率最佳。除尘效率随滤网的目数增加而增大,除尘效率随双层滤网间距的增加而先增加后减小,在9～21 cm的间距范围内,当间距为15 cm时除尘效率最佳。     

纵向通风风速对锯末正向阴燃过程的影响

为探讨通风条件对阴燃过程的影响,笔者利用小型阴燃试验炉,研究了纵向通风风速对落叶松锯末正向阴燃过程中的阴燃建立时间、阴燃速度、阴燃温度和质量损失的影响。结果表明,在不同的通风风速下,阴燃的建立时间差别不大,但总平均阴燃速度随着通风风速的增加而明显增大;沿阴燃传播方向,不同位置处的平均阴燃速度均呈现先增大后减小的趋势,阴燃温度均依次出现先升高后下降的变化趋势;当通风风速 v=0 m/s 时,阴燃最高温度达 451.9 ℃;锯末阴燃质量损失速率和最终剩余质量均随通风风速的增加而增大。研究结果可以为阴燃火灾事故预防提供一定参考。     

公路隧道火灾纵向通风风速模拟研究

本文运用FDS软件,对1000 m单向单车道公路隧道火灾进行了模拟。通过20 MW火灾时温度场的发展、烟气的蔓延、烟气层高度的变化,对比分析了不同纵向风速对火灾的控制效果。得出了在该模型条件下,纵向通风风速在2.7 m/s时,排烟效果最为显著。     

高大空间通风气流组织2DPIV试验初探

水电站地下主厂房属于高大空间建筑,为了保障设备正常运转和工作人员正常工作,保证厂房内温度、相对湿度及有害气体浓度在允许的范围内．对其进行合理的通风气流组织设计是十分必要的。本文以鲁地拉水电站主厂房为例,创建1：50模型试验,创新性地采用2DPIV技术对主厂房内设计风口下的通风气流组织进行研究。研究表明,试验三种工况下（风速分别为0．84m／s,1．26m／s,1．67m／s）,射流轴心速度衰减变化趋势一致,其衰减程度随着与出风口距离的增大而增大。随着送风速度的增大,工作区风速的不均匀系数逐渐降低,流场的均匀性逐渐优化。随着风口间距的减小,工作区风速的不均匀系数逐渐降低,流场的均匀性逐渐增强。     

大型室内水上乐园冬季热湿环境犆犉犇分析

结合某大型室内水上乐园项目,通过CFD模拟预测冬季空调工况室内热湿环境。结果表明:人员停留区温度分布均匀,高度方向温度梯度小于3℃;人员停留区相对湿度满足设计要求,水面附近湿度较高,其影响随高度增加而减小;人员停留区风速小于0.2m/s,舞台表演区风速小于0.15m/s,但近送风口局部区域风速较高。风机盘管直吹围护结构防结露效果明显,侧墙部分区域可能结露。