工業(yè)凈化廠房多元通風(fēng)系統(tǒng)

工業(yè)凈化廠房多元通風(fēng)系統(tǒng)是一個能夠在不同時間、不同季節(jié)利用自然通風(fēng)和機械通風(fēng)的不同特性的綜合系統(tǒng)。其基本原理是通過在機械通風(fēng)和自然通風(fēng)之間切換以維持良好的室內(nèi)環(huán)境，并且避免建筑全年運行空調(diào)系統(tǒng)所帶來的成本、能源的過度消耗和導(dǎo)致的環(huán)境問題。系統(tǒng)的運行模式隨著季節(jié)的改變而改變，在每一天的任意時刻， 系統(tǒng)的運行模式反映了外部環(huán)境狀況并且充分利用了當時的環(huán)境。

多元通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)由工業(yè)凈化廠房建筑設(shè)計、內(nèi)部負荷、自然驅(qū)動力、外界環(huán)境決定，應(yīng)能以節(jié)能的方式滿足工業(yè)凈化廠房建筑內(nèi)部環(huán)境要求。辦公樓內(nèi)的控制策略要在運用高級自動控制設(shè)備和使用者對環(huán)境進行直接控制之間找到一個平衡位置，并能較大限度地利用周圍能量，同時控制策略還應(yīng)以較少的能耗獲取所要達到的氣流速度和氣流分布。

多元通風(fēng)主要方式有三種，即自然通風(fēng)與機械通風(fēng)相結(jié)合、風(fēng)機輔助式自然通風(fēng)、煙囪和風(fēng)機輔助式機械通風(fēng)。第一種方式基于兩個完全獨立的通風(fēng)系統(tǒng)， 針對不同的室內(nèi)外環(huán)境，控制系統(tǒng)可以在這兩個通風(fēng)系統(tǒng)中自由轉(zhuǎn)換或者用一種系統(tǒng)來實現(xiàn)一些任務(wù)并利用另一種系統(tǒng)來達到其他目的。例如，在過渡季節(jié)用自然通風(fēng)，而在夏季或冬季用機械通風(fēng)，或者在工作時間用機械通風(fēng)，在夜間用自然通風(fēng)。第二種方式是在自然通風(fēng)的基礎(chǔ)上添加一個輔助風(fēng)機， 當自然風(fēng)壓比較小或者風(fēng)量需求增加時，可以用輔助風(fēng)機增加通風(fēng)壓強。第三種方式依靠機械通風(fēng)系統(tǒng)并較大限度地利用了自然動力，它包含了一個阻力很小的機械通風(fēng)系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中自然動力可以作為必要動力的一部分來考慮。

多元通風(fēng)的性能預(yù)測：

環(huán)境控制的終目標是為人們提供滿意的空氣品質(zhì)和熱舒適環(huán)境，實現(xiàn)控制目標的環(huán)境控制策略應(yīng)高效節(jié)能、安全，并符合聲學(xué)、審美等要求。因此需要分析方法幫助評價和優(yōu)化建筑多元通風(fēng)的使用效果。隨著環(huán)境及建筑設(shè)計的發(fā)展，有更多的數(shù)據(jù)可供設(shè)計者使用，因此應(yīng)選擇一種分析法或是在設(shè)計的每個階段都有適當?shù)募毠?jié)層次的方法。

由于多元通風(fēng)是自然通風(fēng)與機械通風(fēng)的結(jié)合，人們對其分析方法提出了一系列復(fù)雜的要求，要求有一個全面的方法，既要考慮室內(nèi)外的環(huán)境又要考慮機械系統(tǒng)。例如，多元通風(fēng)系統(tǒng)在自然通風(fēng)模式與機械通風(fēng)模式間轉(zhuǎn)換時，自然通風(fēng)模式會在空間形成溫度分層，而機械通風(fēng)模式送入的是混合空氣，不會形成溫度分層，這種分析方法須能解決以上模式的轉(zhuǎn)化并能模擬(可能很復(fù)雜)控制策略本身。此外由于混合通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)常用于溫度以及室內(nèi)空氣品質(zhì)的控制，這些分析方法要能將熱模型與通風(fēng)模型相結(jié)合。

對于多元通風(fēng)理想的分析方法應(yīng)包括對自然通風(fēng)模型的模擬、機械通風(fēng)模型的模擬以及控制系統(tǒng)的模擬。許多方法都可以用于分析機械通風(fēng)與自然通風(fēng)中氣流流動及能量使用，如簡單的分析及經(jīng)驗方法、多區(qū)域模型方法、區(qū)域模型方法及計算流體動力學(xué)的方法。中凈環(huán)球凈化可提供潔凈車間、凈化廠房的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計、施工、安裝改造等配套服務(wù)。

(1)簡單的分析及經(jīng)驗方法。常用于幾何形狀簡單的建筑物，例如，單面通風(fēng)以及一個建筑中兩個風(fēng)口的通風(fēng)。

(2)多區(qū)域模型方法。選擇有代表性的建筑物，多區(qū)域網(wǎng)絡(luò)模型可預(yù)測整個建筑的全部風(fēng)量以及通過風(fēng)口的單獨流量，但不能預(yù)測建筑物中每個區(qū)域具體的流動狀況，它與大部分多區(qū)域熱模型是兼容的。

(3)區(qū)域模型方法?？蓪⑹覂?nèi)分成若干個充分混合的小區(qū)域，在這些小區(qū)域溫度中，假定像溫度、污染物濃度這樣的參數(shù)的分布是穩(wěn)定的。不同區(qū)域間質(zhì)量流量的計算是通過將驅(qū)動流體流動的因素，如噴射、羽流、邊界層流動等的實驗/分析方法與預(yù)計的壓力分布相結(jié)合。分區(qū)模型可以具有不同的復(fù)雜性，這取決于房間流場的流動特性，可以是一維的、二維的或是三維的。區(qū)域模型使用相對簡單是因為能夠?qū)F(xiàn)有的多房間建筑能耗與氣流分析相結(jié)合，來預(yù)測由自然對流與強制對流共同組成的多元通風(fēng)的性能。

(4)計算流體動力學(xué)方法(CFD)。 將小的幾何區(qū)域再次劃分為大量的網(wǎng)格，在這些網(wǎng)格上建立并求解控制方程。CFD方法特別適用于建筑物內(nèi)部及周圍的氣流運動分析，能對通風(fēng)空間內(nèi)的氣流運動形式、污染物及溫度分布做出詳細的分析。CFD方法比分區(qū)方法計算起來更耗時，對于采用多元通風(fēng)的整個建筑全年的運行進行模擬，CFD方法與實際熱模型的結(jié)合不僅超出了許多計算機的計算能力，而且是沒必要的。

由于多元通風(fēng)與建筑內(nèi)的熱氣流作用存在緊密聯(lián)系，因此在研究多元通風(fēng)設(shè)計方法時應(yīng)同時考慮二者的影響并將其有效結(jié)合。這一點是目前各種研究方法，包括簡單的設(shè)計方法、分析方法、單區(qū)及多區(qū)域方法以及詳細的計算流體力學(xué)方法面臨的共同問題。重點是實現(xiàn)熱流模擬模型與多區(qū)流動模型的有機結(jié)合，這樣就可以考慮建筑內(nèi)的熱氣流作用，并且在很大程度上改善了多元通風(fēng)系統(tǒng)性能預(yù)測的準確性。這個綜合的模型將能夠預(yù)測多元通風(fēng)系統(tǒng)的年能耗，它也將因此成為多元通風(fēng)系統(tǒng)重要的設(shè)計方法。

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