层式通风不同送风方式对办公室气流组织特性的影响研究(2)

层式通风不同送风方式对办公室气流组织特性的影响研究

吸区的送风方式为特点，通过位于侧墙上且略高于工作区高度的送风口来实现。田林等人的研究证明

层式通风可以达到很好的热舒适性[3]

，并用实验和数值模拟研究了层式通风下CO2、甲苯、甲醛的的扩散情况，结果表明层式通风能够保证呼吸区良好

的空气品质[4]

。田林等人还做了层式通风下颗粒物的扩散情况，结果表明在呼吸区浓度小于置换通风[5]

。对于热中性温度，层式通风比混合通风高2.5℃，比置换通风高2.0℃，这可以使层式通风在房

间温度达到27℃时仍可以保证的热舒适[6]

。

作为一种新的通风方式，层式通风对夏季工况下做了大量的数值模拟和实验研究，但尚缺乏冬季工况下室内气流组织的研究。本文在冬季供暖工况下，利用层式通风作为送风方式，以百叶风口作为层式通风的送风口，通过测试不同叶片倾角下办公室内的温度场、速度场、CO2浓度场和空气龄，研究层式通风在供暖季节房间内的热舒适性以及气流组织特性等。

1 实验系统与方法

本实验在一间3.9m（长）×2.9m（宽）×2.6m（高）的环境室内进行，如图1所示。环境室侧面中部设置百叶风口，外形尺寸为0.21m（长）×0.17m（宽），顶部中间设置孔板回风口，尺寸为0.55m×0.55m，向房间送的暖风由江苏台佳SJC-05H型热泵和两个电加热器制取。为模拟典型办公室的状态，实验采用0.4m（长）×0.35m（宽）×1.1m（高）铁箱作为模拟人，内置三个功率为25W的灯泡。采用0.4m（长）×0.4m（宽）×0.4m（高）的铁箱作为模拟电脑，内置三个功率为60W的灯泡。

速度和温度采用SWEMA微风速探头，此探头能同时测量速度和温度，采集时间间隔为0.1s，可测量速度范围为0.05-3.0m/s，在0.05-1.0m/s之间时精度为±0.03m/s，在1.0-3.0m/s之间时精度为读数的3%。温度测量范围是10-40℃，23℃时精度为±0.3℃，其余为±0.5℃.

壁面温度、送风温度、回风温度以及室外温度等采用T型铜-康铜热电偶测量，精度为±0.2℃。

CO2浓度测量采用TSI-IAQCalc

8760，误差为1ppm。以定流量（300ml/min）将CO2通到模拟人的上部并释放到室内（LZB-3WB型流量计精度为4级）。温度、风速以及CO2浓度测量值通过相应软件采集后自动记录在电脑中。

（1 模拟人 2书桌 3 模拟电脑 4

日光灯 5

百叶送风口 6 回风口）

图1 实验室布局

实验共布置四个测点，每个测点沿竖直方向测量16个高度上的温度、风速和CO2浓度，测点布置见图2。实验共分为四种工况：7ach/h叶片下倾60°，7ach/h叶片下倾30°，7ach/h叶片下倾0°（平送风），4ach/h叶片下倾30°。送风量的改变通过风管旁通阀和补偿式微压计（YJB-1500补偿式微压计，精度为0.01）来实现。

空气龄的测试采用浓度衰减法，先向房间内通入一定量的CO2，释放过程及释放结束后一直用电风扇加强混合，等浓度稳定后停止混合，向房间送风，并记录模拟人正前方1.1m高度处的CO2浓度值，直至等于大气中的CO2浓度，绘制曲线，采用下降法计算四种工况下的空气龄。

图2 实验室俯视图（单位：mm）