清华大学赵彬教授课题组:我国城乡居民住宅渗风换气次数可视化平台V1.0正式发布

建筑渗风换气次数代表了无机械通风的情况下通过外围护结构无组织渗漏的空气量,是衡量房屋气密性的参数,极大程度决定了建筑供热供冷的负荷需求、室内空气污染物水平,影响着供暖通风空调系统的能耗、室内人员的污染物暴露、围护结构耐久程度等多个方面。渗风换气次数越大,就会有越多的室外污染物随空气进入室内,引起室内人员的室外污染物暴露;反之,如果室内存在建材、烹饪油烟等室内污染源,渗风换气次数越小,越不利于污染物的排出,造成室内污染物暴露。

ISO 6级洁净室换气次数确定方法的实验研究

非单向流洁净室设计时,由于事先无法准确获得室内发尘量资料,一般按洁净度要求利用相关设计规范确定换气次数取值范围,但所选用的换气次数在各种因素的影响下,实际使用时是否能满足洁净度要求,是否会过大而造成能耗浪费。以一典型顶送侧回的ISO 6级非单向流洁净室为研究对象,利用正交实验方法,获得对室内洁净度影响较大的4个因素影响程度排序:室内发尘量、换气次数、送风口尺寸、尘源高度。在此基础上,在送风结构与房间污染源位置固定的洁净室内,进行不同换气次数下室内发尘量对室内浓度变化的特性实验。通过实验结果获得不同换气次数、发尘量时的颗粒物浓度计算拟合式,以此确定了ISO 6级下选用换气次数的室内最大允许发尘量,即按规范选用50~60次/h换气次数时室内最大允许发尘量为7.4×10^(4)~8.9×10^(4)pc/(m^(3)·min)。同样,还可确定在不同发尘量时需要的最小换气次数,比如室内发尘量为4.0×10^(4)pc/(m^(3)·min)时,此时ISO 6级洁净室只需nmin=27次/h。因此,按洁净度确定非单向流洁净室换气次数的同时考虑室内发尘量的大小,可以在满足室内洁净度要求的同时节约能源。

颗粒物浓度求换气次数方法的探讨

室内颗粒物浓度大小与房间换气次数紧密相关。在房间无室内污染源,且只有渗透风作用时,当确定了缝隙颗粒穿透系数和室内颗粒沉降率的取值范围后,便可根据室内颗粒物质量守恒原理,由室内外颗粒物浓度求解房间换气次数。以一个仅渗透风作用的房间作为研究对象,通过多工况测量室内外颗粒物浓度,求得了各工况房间的换气次数。与此同时,采用示踪气体法测量获得房间实际换气次数,通过颗粒物浓度获得的换气次数与实际换气次数比较可知:颗粒物浓度采样时间间隔在30 min以上时,颗粒物浓度计算得到的换气次数与实际值偏差大于40%。但时间间隔控制在6~15 min左右时,计算得到的换气次数与实际值偏差为10%~13.6%,说明采用小于15 min间隔测量颗粒物浓度求解换气次数是可行的。

核设施排风主烟囱退役去污通风时换气次数的影响分析

在核设施运行的过程中烟囱会受到放射性污染,在拆除时需要对其内表面进行去污。本文针对某一特定核设施烟囱,采用CFD模拟与实验相结合的方法,研究了通风系统的换气次数对退役时去污过程中的烟囱内部压力及气流组织的影响。结果表明:随着换气次数的增大,内部气流运动整体相似,烟囱结构内部负压变化显著;烟囱顶面平均负压绝对值p与换气次数n之间的关系为p=1.1n^(2)-0.54n+0.84;100 m烟囱退役去污通风时,在抑制气流组织向大气扩散、负压满足规范要求下最小换气次数为7 h^(-1)。

疫苗生产车间换气次数合理性研究

新冠病毒疫情在全球范围内爆发,疫苗生产车间建设项目在全球大量上马,而该类型的车间建设与运行维护成本非常高,如何在保证疫苗车间安全、合规运行的前提下,降低初投资与运行成本,在设计阶段需着重考虑。高生物安全风险车间是疫苗生产的重要环境保障,现行的洁净区相关标准中,对于同类别的洁净区的换气次数的要求差异较大,空调系统风量确定多采用经验数值,往往设计风量过大,造成车间能耗过大。以用于生产新冠病毒疫苗的核心生产区为例,采用离散相模型模拟颗粒物的轨迹,与RNG k-ε湍流模型相耦合的数值模拟方法。在满足制药生产车间洁净度的条件下,通过对不同换气次数下排污效率的计算及空调系统的节能性进行分析,获得疫苗生产车间空调系统运行经济换气次数为25次/h~30次/h,为降低疫苗生产车间的建设初投资与运行成本提供数据参考。

室内空气自然通风换气次数的估算

目的研究改进和评价室内空气质量的实用方法。方法在大量的现场调查研究的基础上,根据室外风速、风向频率和室内外温差估算室内综合换气次数。结果实测值与计算值最小偏差为2%,最大偏差为46%,平均偏差17.1%。结论室内综合换气次数可以科学地反映室内空气质量。

国内外居住建筑最小通风量和换气次数的研究

介绍了16个国家有关居住建筑最小通风量和换气次数的通风标准,将各国现有居住建筑通风标准分别应用于当地平均居住面积住宅和中国普通住宅,计算其最小通风量和换气次数,并进行分析比较。结果表明:各国制定通风标准时所考虑的因素不同,最小通风量和换气次数有所差别;换气次数为0.5h^(-1)时可以满足大部分国家通风标准所规定的通风要求,个别国家高于0.5h^(-1);中国的换气次数接近平均水平。

基于大气PM_(2.5)污染的建筑外窗缝隙通风换气次数动态变化特性

为了动态评价建筑外窗缝隙通风条件下室外PM_(2.5)污染对室内环境的影响规律及其渗透通风特性,依据研究团队2013年9月到2014年8月基于建筑外窗缝隙渗透通风(建筑外门窗关闭、无机械通风)且室内无污染源条件下关于北京地区某临街办公建筑室内外PM_(2.5)质量浓度水平与室外气象参数(空气干球温度、相对湿度、风速)的动态变化实时监测数据,结合质量平衡方程和数理统计方法提出了一种基于大量实测数据反演建筑外窗缝隙通风换气次数动态变化特性的评价模型,实测结果验证了该模型的有效性.研究结果表明:当建筑外窗结构特征和房间结构特征一定时(实测建筑穿透系数P为0.93±0.01、自然沉降率k为0.10±0.03),静稳天气时的建筑外窗缝隙通风换气次数平均值约为0.10 h-1,对应的室内外PM_(2.5)质量浓度比I/O约为0.43;微风天气时的平均值约为0.22h-1,对应的I/O约为0.56;和风天气时的平均值约为0.39 h-1,对应的I/O约为0.62.研究结果可为室内人群健康风险评估以及建筑室内通风净化系统优化设计与节能运行提供重要参考.

确定生产无菌药品的背景环境——B级区换气次数的方法

在乱流条件下实现5级洁净度并保证所需要的自净时间是生物医药行业及国内外空气洁净领域的一个新问题，对于所需送风量这一关键参数，目前尚无普适性的计算方法供设计人员参考，这对于新版GMP的实施造成了实质性的操作困难。采用不均匀分布计算理论和扩大主流区理论相结合的办法，提出了根据工程具体情况计算B级区换气次数的方法。对于文中所给出的范例，按该方法计算出的B级区换气次数下限为40h1左右，自净时间即可满足不超过GMP所要求的20min。若将自净时间限定为从7级自净到5级，则换气次数下限可低至30h叫以下。文中给出的换气次数比目前60~80h1的经验值小40％～60％，并为实测所验证，现行GMPB级区的净化空调设计可以用非常节能的办法实现。

热量平衡法确定日光温室换气次数

准确估计日光温室冬季生产时热收支是实现温室环境合理调控的基础,正确估计温室换气次数则可正确估计由冷风渗透引起的失热。因此,从热量平衡的角度出发,建立了求解日光温室换气次数的模型,计算了12m跨度不加温日光温室在12月至2月晴天的换气次数。结果表明:投射到室内地面上的太阳辐射显热转换系数为80%及30%两种情况下,前者日均换气次数变化为0.94～2.31h-1,后者为0.28～1.32h-1,最小值出现在12月。夜间的换气次数基本在0.13～0.2h-1范围内。由热量平衡法确定的日光温室换气次数与现有文献中换气次数吻合。

外环境湿度和换气次数对独立通风笼盒微环境湿度和氨浓度的影响

目的评估在独立通风笼盒(IVC)所处环境不同湿度条件下,IVC不同换气次数时,大、小鼠IVC微环境湿度和氨浓度的变化。方法屏障环境内,以7 d为换笼周期,分别设定室内环境低湿(40%)、中湿(50%)、高湿(60%),IVC换气次数为40次/h、60次/h时,对3个品牌大、小鼠IVC微环境进行测定,观察笼盒内湿度和氨浓度的变化。结果当室内环境为低湿条件,小鼠和大鼠IVC换气次数设置为40次/h时;当室内环境为中湿条件,小鼠换气次数设置为40次/h、大鼠换气次数设置为60次/h时;当室内环境为高湿条件,小鼠换气次数设置为60次/h时,笼盒内微环境均基本能够满足GB14925-2010对湿度和氨浓度的要求。而在高湿情况下,即使大鼠IVC换气次数置为60次/h也不能满足要求。结论室内环境湿度和IVC换气次数是影响IVC微环境的关键指标,只有依据室内环境条件合理设置IVC换气次数才能较好地维护IVC微环境和达到有效管理的目的。

非单向流洁净室换气次数的计算方法

为减少洁净室能耗,提出了理论计算此类洁净室换气次数的新数学模型,新模型基于室内空气颗粒物输送的模拟流程,室内气溶胶浓度计算考虑了换气次数、室内颗粒物散发量、过滤器效率、新风比和室外气溶胶浓度等多个参数.将新的数学模型与以往的数学模型进行了对比,新的数学模型考虑了更多的环境参数和变量的影响,这使得新的数学模型计算得出的换气次数更合理、更精确.采用敏感性分析的方法,评价了各个变量对洁净室洁净度的影响大小.研究结果表明计算室内气溶胶浓度时考虑更全面的参数变量可以把洁净室的换气次数降到最小并满足洁净室要求,从而有效降低洁净室的能耗.

传统换气次数测量方法的问题及其改进

以示踪气体下降法为例,通过实测和模拟分析,指出传统示踪气体测量换气次数方法存在的问题:因依据均匀混合理论,以拟合浓度曲线斜率的方法得到的各点换气次数基本相同,不能很好地反映各点的换气能力差异;同时,求取房间平均换气次数的方法存在数学原理上的不足。建议采用反映局部换气能力的指标——局部换气次数,并给出获得新的换气次数的方法。

生产无菌药品的背景环境——B级区换气次数实测分析

对3处用于无菌药品生产的无菌室进行了实测。通过调整房间换气次数及系统运行状态,测试分析了换气次数与洁净度和自净时间等的关系,并与理论分析结果进行了比较。结果表明,实测结果与理论分析结果相当接近。当不考虑A级区贡献时,40h-1的换气次数即可保证B级区对于自净时间的要求。若考察7级至5级的自净时间,则所需的最小换气次数可降至约30h-1。当A级区占房间面积比例较大时,仅靠A级区的循环净化就可以保证B级区对于洁净度和自净时间的要求。

舒适性空调系统的临界净化效率与最小换气次数

指出舒适性空调应同时满足健康和舒适要求 ,从室内空气中有害物质量平衡方程导出舒适性空调系统临界净化效率和最小换气次数 ,认为依靠增加新风量来改善室内空气品质的作用是有限的 ,在满足室内要求的基本新风量后 ,提高各级空气净化器效率才有助于改善空气品质。

交通枢纽地下出租车蓄车区通风系统换气次数模拟

由于缺少相应的设计规范,大型交通枢纽工程中的地下出租车蓄车、待客区的空气质量往往不能保证乘客的满意度。以天津站副广场地下出租车蓄车、待客区为研究对象,用Airpak软件建立其通风系统的数学模型,通过现场测试对模拟方法进行了验证。采用计算机数值模拟的方法对地下出租车蓄车、待客区在不同换气次数下的空气质量和热环境条件进行对比。模拟结果表明,该区域内通风换气次数可以按80%负荷进行设计,此时换气次数为8h-1。

隔离病房和缓冲室的换气次数与冷负荷匹配情况对温差和隔离系数的影响

从理论上分析了考虑温差影响下,隔离病房和缓冲室的换气次数与房间冷负荷的匹配情况对两室一缓工况下隔离效果的影响。通过定量分析计算,指出隔离病房和缓冲室间的温差和隔离系数主要由两室的换气次数与房间冷负荷的匹配情况确定,而病房匹配情况的影响要比缓冲室大得多。

传染性隔离病房合理换气次数的试验研究与数值模拟

国外把传染性隔离病房换气次数指标定为12次/小时,在很大程度上是一种惯例。而且直到目前仍未见研究报道不同换气次数与病人污染物扩散程度之间的关系,国内亦是如此。本文通过试验和数值模拟相结合的方法对其进行了探讨,经过对比分析,就如何从节能以及污染控制的角度对传染性隔离病房换气次数的设计提出了几点建议。

SPF级实验动物房空调风系统节能优化研究——最佳换气次数探讨

本文基于CFD模拟,通过对具体工程的实验动物房气流组织的模拟分析,研究实验动物房内最佳的换气次数,并由此分析了实验动物房洁净空调风系统的节能潜力。研究结果表明,在方形散流器上送下回的气流组织方式下,该实验动物房的最佳换气次数12次/h,与原设计系统设计换气次数为18次/h相比,空调风系统的能耗可节省33.4%。

建筑布局对换气次数和建筑能耗的影响分析

办公建筑中采用合理的自然通风,能够降低建筑的空调系统能耗。本文首先采用计算流体方法研究不同建筑布局对自然通风换气次数的影响,然后采用建筑全年动态模拟的方法,研究不同自然通风换气次数对建筑能耗的影响,从而定量分析建筑布局带来的建筑能耗变化。对于指导天津地区建筑规划布局设计具有重要的参考价值和指导意义。