用示踪气体方法研究通风房间的空气龄.doc

用示踪气体方法研究通风房间的空气龄.doc用示踪气体方法研究通风房间的空气龄
Investigation on air age in a ventilated room echanically ventilated cases in a test chamber, calculates the air age from the test data. It is shoents ent

0 引言
室内空气品质问题在很多情况下是由通风不当引起的。90年代初,对加拿大、美国、西欧、南美85栋建筑IAQ问题起因的调查结果[1]表明:在引起IAQ问题的所有原因中,通风问题排第一位,占57%。
通风问题一般包括两方面:新风量不足和室内空气分布不合理。对于空调房间来说,提高新风量往往伴随着空调初投资与运行费用的增加,因此,在一定的新风量下,如何合理地设计通风方式以达到良好的房间通风换气效果尤为重要。由于传统的通风设计参数,如换气次数等,很难衡量房间的通风换气效果,而空气龄,也就是空气进入室内来的时间,反映了室内空气的新鲜程度,它可以综合衡量房间的通风换气效果,是评价室内空气品质的重要指标。因此本文应用示踪气体实验技术对通风房间的空气龄进行研究。

1 实验方法
示踪气体技术
对于强制通风,室内空气流速变化较大,如果利用直接或间接测量风速分析流场的方法,则难以对室内空气流动情况进行全面描述,而示踪气体方法正适用于此种情况。虽然示踪气体的研究方法已引入通风行业十余年,但国内鲜有人利用示踪气体研究强制通风,笔者在此方面做了初步的尝试。
本次试验选用甲烷作为示踪气体。甲烷性质稳定,密度较小,易于与空气充分混合,并且对人体无毒无害。虽然甲烷在体积分数为5%~15%时具有爆炸性,但其可测浓度较低。本次实验中控制甲烷最大体积分数约为100×10-6,较为安全。
利用示踪气体测量空气龄的释放方法有3种[2]:①脉冲法;②上升法;③下降法(或衰减法)。其中下降法最为简单,且实验精度较高,因此本文选用下降法测量空气龄。
实验基本原理[3]
通风的主要目的是将新鲜空气送入工作区,并且将污染料物尽快从工作区排出去。空气龄
τp的物理意义是空气进入房间以来的时间,它定量描述了送风空气代替房间原有空气的快慢。
房间中某一点的空气由不同空气龄的空气微团组成,因此该点所有微团的空气龄存在一个频率分布函数f(τ)和累计分布函数F(τ)。累计分布函数F与频率分布函数f之间的关系如下:
(1)
某一点的空气龄τp是指该点所有微团的空气龄的平均值:
(2)
用示踪气体方法测量某一点示踪气体浓度随时间的变化过程,得到该点空气龄的频率分布函数f或累计分布函数F,从而可计算出该点的空气龄。以下降法为例,空气龄的累计分布函数F如下:
(3)
其中,Cp(τ)为测点时刻示踪气体浓度。
于是,采用下降法测量空气龄的计算公式如下:
(4)
测量方法
本文选用QGS-08B型红外线气体分析仪作为示踪气体测量设备。这种仪器可以在实验现场直接连续测定低浓度的甲烷,测量范围0~100×10-6,精度1%,输出为0~5V的电压信号。此电压信号经PC-1216-K2型A/D板转换成数字信号传入计算机进行数据存储与显示。测点浓度的采样时间间隔可在数据采集软