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下送风系统在民用建筑中的应用潜能探究

作者:职称驿站 浏览量:99349 时间:2011-08-15

  摘要:本文首先将下送风系统与其他送风系统进行比较,然后对下送风的工作原理和气流组织形式进行了简单的介绍,在此基础上,提出了下送风的优势,并重点对其应用进行了探讨,最后得出下送风系统在民用建筑中拥有巨大的应用潜能。
  关键词:下送风;民用建筑;应用潜能;空调系统
  
  0 引言
  暖通空调是关系到国计民生和国家可持续发展战略的重要行业,它关系到千家万户的健康和安全,也关系到企事业的工作效率和产品质量。同时暖通空调的耗能占全国总能耗的15%左右,随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,这一比例还在逐年提高。传统的空调送风方式大多采用上送风方式,但是为了提高室内空气品质、降低建筑能耗,以及进行大空间局部热湿环境的控制,下送风方式逐步成为当今空调界研究的方向之一。20世纪70年代以来,下送风中的地板送风在欧洲开始应用于办公楼建筑中,引起各国空调技术界的关注。而在我国,目前下送风系统的研究和应用处于起步阶段,但其存在着巨大的发展潜能。
  1 下送风系统与其他送风系统的比较
  目前常见的送风方式有侧送风、上送风和下送风这三种类型。它们之间存在着联系和区别。其相同点是:就冷热源和空气处理设备而言,这几种送风方式是相似的。而不同点有:1)侧送风和上送风在送风时是经过一定的射程后进入工作区,对于室温允许波动范围有要求的空调房间,一般能够满足区域温差的要求;而下送风,它是从地板或者下部空间送风而直接进入工作区的。2)下送风在供冷时的送风温度比侧送风和上送风的送风温度来得高,这样就比较节能。3)上送风和侧送风不能很好地满足同一使用空间中不同使用者对温度和通风的不同要求;而下送风却能较好地满足要求。4)上送风和侧送风一旦系统安装后,就不便于以后根据需要更改风口的位置;而下送风便于建筑物重新装修和现有建筑的翻新改造。
  2 下送风的工作原理和气流组织形式
  下送风常见的就是地板送风,其送风口一般与地面平齐设置,地面需架空,下部空间用作布置送风管或直接用作送风静压箱,送风通过地板送风口进入室内,与室内发生热质交换后从房间上部的出风口排出。
  下送风口可以是旋流风口,或是格栅式、孔板式的风口。送出的气流可以是水平帖附射流或垂直射流。射流卷吸下部的部分空气,在工作区形成许多小的混合气流。工作区内的人体和热物体周围的空气变热而形成热射流,卷吸周围的空气向上升,污染的热气流通过上部的回风口排出房间。当到达一定高度后,卷吸所需的空气量增多而大于下部的送风量时,则将卷吸顶棚的气流返回,因此上部就有回流的混合区。当混合区在1.8m以上时,工作区内气流近似于单向流,将保持工作区内有较高的空气品质,但不适合于送热风的场合。为保证工作区有近似的单向流动,地板送风口的出风速度不能太大,一般以小于2m/s为宜,否则射流会把上部的热污染空气卷吸到工作区。另外,在1.8m高以下的送风量应大于热物体的热射流所需卷吸的风量。
  3 下送风的优势
  下送风具有以下几点优势:1)下送风系统降低了新建筑的楼层高度。2)减少了制冷剂的容量。3)下送风系统提高了工作区的空气品质。4)节能。
  4 下送风的应用
  4.1 下送风在办公楼中的应用
  下送风在办公楼中的应用一般是在地板下设风管的送风方式,其主要特点是:1)地板下设混风箱和风机(静压箱内不需要正压),即部分空气通过地面回地板下与一次空气混合(相当于二次回风方式),将风机动力型末端设在地下。2)地板下设风管的送风方式其送风量控制可靠,启动时间短,但风口位置固定、灵活性差。若是地面压出式直接由地板下向上送风,通过对送风量和送风温度的控制,调节工作区温度,启动时间长。3)地面送风与吊顶回风相结合方式:下送风充分满足人体需要,办公机器的负荷由下送风负担,照明等稳定的负荷由顶棚送风承担。4)采用的风口一般是散流器风口和条缝型风口。下送风在办公楼的成功应用有:英国伦敦Lloyds大楼和我国香港汇丰银行。
  4.2 下送风在大中型计算机房与程控机房中的应用
  大中型计算机房及程控交换机房采用的下送风通常是在机房内设有架空的活动地板,活动地板下的空间,用作空调送风的通道。空气通过在活动地板上装设的送风口进入机房和机柜或机架柜。下送上回气流组织,它把机房空间与机柜或机架柜的设备冷却合为一个送风系统,回风通过机房顶棚上的回风口回至空调机组。其送风风口一般布置在计算机机柜近侧或程控交换机机架底部。冷却空气从设在机柜附近的活动地板风口送出,送出的低温空气只在瞬间与机房内的热空气混合,即刻从机柜的进风口进入机柜,有效地提高送入机柜冷却空气的质量。用较少的风量,不但提高机柜的冷却效果,同时也减少送入的洁净空气与机房内含有悬浮尘埃空气相混合的污染,从而提高进入计算机柜的空气洁净度。下送风顶棚回风气流组织有以下几个优点:1)土建施工方便,活动地板下既用作送风静压箱,又可用来敷设各种管道和供电通信线路。2)当计算机设备进行增减或更新时,可方便地调动或新增地板风口及机柜接线口的位置和数量。3)顶棚上留有的空间既可用作回风静压箱,又可敷设照明及消防等各种管线;顶棚如装有网格式回风口也有利于降低机房噪声。
  4.3 下送风在影剧院中的应用
  影剧院中采用的下送风一般由观众厅下部送风,由中部或上部回风(或排风)。经处理的空调送风直接送入观众区,吸收了人体散发的热、湿负荷以后再进入观众厅上部,部分作为回风,部分由观众厅顶部排向室外,排向室外这部分空气的排风温度可以很高,观众厅屋顶、上部侧墙及部分照明发热均可由排风带走,这样具有良好的节能效果。为了既要将空调送风直接送入观众区,又要防止吹冷风感及扬尘,所以常将送风口与座椅结合,座椅送风是较好的一种下送风方式。下送风在影剧院中的成功应用有:四川理县电影院观众厅和成都绵城艺术宫观众厅。
  4.4 下送风在体育建筑中的应用
  体育馆所采用的下送风一般是将送风口设在观众席地面或座椅上,回风口设在顶棚上。这种送风方式的主要特点:1)节能。2)空气直接送给观众,新风充足。观众区温度和速度均匀。3)风口形式较复杂,数量相当多。4)座椅下面送风口易将灰尘掀起,并给人带来冷感。所以要慎重考虑送风速度、送风温差和诱导比等问题。因为送风速度太大,易产生风噪声,观众会有吹风感而不舒服;送风速度太小,混合不充分,难以满足室内温度要求。下送风在体育馆的成功应用有:1980年在莫斯科举行奥运会时建造的室内自行车赛车场和1989年建成的北京地坛体育馆比赛大厅。而游泳体育馆的池区,可采用下部送风方式,在池边地面上设置送风口送风,并可利用窗台下面布置送风口由下向上送风,以抵制下降冷气流。比如:2008年在北京举行奥运会时,水立方体育馆就是采用这样的送风方式。
  5 结语
  下送风系统在以上所述几类建筑中具有较大的发展空间,故其应用日益增加,而随着理论研究的深入和工程实际应用的推广,相信下送风系统必然存在着巨大的发展潜能。
  
  参考文献:
  [1]范存养.办公室下送风空调方式的应用[J].暖通空调,1997,27(4):36-37.
  [2]陈重文,倪友刚.计算机房空调设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
  [3]李惠风,王鸿章.影剧院空调设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1991.
  [4]刘晓海,刘振华.浅谈新风换气机的机理和推广的必要性[J].山西建筑,2008,34(13):214-215.

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