基于熱舒適的層式通風脈動送風參數優化

廖春暉，程 勇，田 雪

(1.重慶科技學院 健康環境研究院，重慶 401331；2.重慶大學 土木工程學院，重慶 400045)

提升空調室溫可降低空調系統能耗，降低建筑能耗[1]。層式通風是一種可行的“高溫空調”解決方案，適用于中小空間[2]。它通過將送風口布置在側墻略高于人體頭部，直接將清潔空氣水平送入人體呼吸區，形成充滿呼吸區的“新鮮空氣層”，直接有效冷卻熱舒適決定性部位——頭部，最大化通風效率[3]。與傳統的混合通風和置換通風相比，層式通風的能耗可以分別降低44%和25%，為室內人員提供可接受的空氣品質和熱舒適[4-5]。然而，層式通風作為一種新型通風策略，熱舒適仍有待提高。如圖1所示，穩態送風下，送風速度隨時間保持不變；動態送風下，送風速度隨時間變化。脈動送風是動態送風的一種，其中，送風速度較低的時期為低速期，送風速度較高的時期為高速期。研究表明，脈動送風有潛力降低穩態送風下的吹風感[6]，提升人體熱舒適，改善“病態建筑綜合征”[7]。

圖1 送風方式示意圖

綜上所述，脈動送風與層式通風耦合，在節能的同時提供良好的熱舒適。由于送風參數對熱舒適起決定性作用，為了實現這一目標，需要為“脈動送風耦合層式通風”策略選用合適的送風參數，如周期時長、送風速度、送風口與受試者之間的距離、送風溫度等[7-8]。目前，利用脈動送風耦合層式通風提供良好的熱舒適，送風參數應該如何設計，仍然有待研究。

文中采用經實驗數據驗證的非定常計算流體動力學(CFD)數值模擬方法，改變脈動送風參數，即周期總時長(高速期與低速期時長之和)，高速期與低速期的送風速度，高速期與低速期時長之比，探究送風參數對熱舒適的影響。……