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不同通风系统下室内热舒适性及甲醛扩散分布特性研究

热舒适；热羽流；通风方式；甲醛质量浓度；数值模拟

随着人们生活水平的提高及在室内工作时间的增加，人们对办公环境内空气质量及舒适度的要求也在不断提升。合理的通风方式对于控制室内空气污染水平，改善室内空气质量，实现室内环境的舒适性及保障室内人员健康有着重要的意义。本研究以现实中常见的办公室为研究对象，房间内有六个办公桌，并分别布置了六个坐姿人体模型。采用RNG k-ε模型进行了数值模拟研究，并与实验数据进行了验证。对比分析了三种不同通风系统对室内气流组织、热舒适性及甲醛扩散规律的影响。研究发现不同通风方式对室内人体热羽流的影响差异较大，在自然通风方式下人体热羽流易受到影响，而置换通风（DV）和地板送风（UFAD）系统下室内环境能形成明显的热分层现象。办公室内环境中由于桌子、人员、墙壁阻碍产生的多个小气流旋涡造成局部区域通风较差，该区域内甲醛污染物的浓度均较高。对于自然通风方式的研究发现，室内人体附近甲醛浓度分布与人员距离窗口的位置有关。送风温差越小，污染物浓度较低，而送风速度越大，越有利于室外新风将甲醛排出，且温度变化对甲醛扩散的影响大于风速的影响。对于DV和UFAD两种机械通风方式，发现在夏季背景下，选用较小的送风温差和送风速度是既节省建筑能耗，又能有效降低室内甲醛浓度的方法。而在冬季需要通风系统制热采暖时，发现对于DV系统通过减小送风温差、增大送风速度的方式有利于降低冬季室内人员呼吸区甲醛浓度。但对于UFAD系统，增大温差对室内甲醛污染物的去除效果比增大风速的影响效果更显著。另外，通过对比分析发现DV和UFAD两种机械通风方式中，DV在选用特定送风条件时能在保障室内热舒适性的同时实现有效降低室内甲醛浓度和节能的效果。因此，在不同季节室内人员选用通风方式时，应充分考虑室内外环境差异及机械通风能耗来进行科学的选择。