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靶向送風(fēng)原理與技術(shù) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030682086
- 條形碼：9787030682086 ; 978-7-03-068208-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
靶向送風(fēng)原理與技術(shù) 內(nèi)容簡介
本書基于標(biāo)準(zhǔn)差形式提出了一種氣流組織評價(jià)及優(yōu)化指標(biāo)-靶向值。該值能夠描述通過各種技術(shù)手段所營造的室內(nèi)流場與所期望營造設(shè)計(jì)流場之間的定量差距。同時(shí)可用于分析通風(fēng)可及性、通風(fēng)有效性、通風(fēng)過量等現(xiàn)有室內(nèi)氣流組織難題。本書總結(jié)了現(xiàn)有常見通風(fēng)氣流組織形式及對應(yīng)的評價(jià)與優(yōu)化指標(biāo)；分析了全面通風(fēng)氣流組織的靶向評價(jià)與設(shè)計(jì)方法；給出了局部通風(fēng)及崗位通風(fēng)的靶向送風(fēng)口結(jié)構(gòu)形式；期望能夠?yàn)橥L(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、施工提供一個新視角。
靶向送風(fēng)原理與技術(shù) 目錄
目錄
前言
1靶向的概念1
1.1射擊與靶向1
1.2通風(fēng)空調(diào)氣流組織中的工作區(qū)3
1.3室內(nèi)不均勻流場的評價(jià)4
1.4不同區(qū)域、不同需求流場的統(tǒng)一評價(jià)5
1.5氣流組織工作區(qū)的簡化7
1.6熱舒適及能耗之間的關(guān)系8
參考文獻(xiàn)10
2常見氣流組織形式11
2.1全面通風(fēng)氣流組織形式11
2.2崗位通風(fēng)氣流組織形式22
2.3常見氣流組織形式分析25
參考文獻(xiàn)27
3評價(jià)氣流組織的常用指標(biāo)29
3.1直接指標(biāo)29
3.2比值類指標(biāo)30
3.3加權(quán)換算類指標(biāo)34
3.4方差類指標(biāo)40
3.5氣流組織所形成流場的常用指標(biāo)分析44
參考文獻(xiàn)46
4氣流組織評價(jià)指標(biāo)——靶向值48
4.1針對不均勻速度場和溫度場的靶向值48
4.2氣流組織的優(yōu)化途徑54
參考文獻(xiàn)55
5全面通風(fēng)氣流組織的靶向評價(jià)與設(shè)計(jì)57
5.1高大空間全面通風(fēng)的氣流組織靶向值評價(jià)58
5.1.1氣流組織的靶向值評價(jià)研究模型58
5.1.2不同氣流組織形式下的風(fēng)速場優(yōu)化及評價(jià)分析62
5.1.3不同氣流組織形式下的溫度場優(yōu)化及評價(jià)分析64
5.1.4靶向值的評價(jià)結(jié)果67
5.1.5不同氣流組織形式的靶向值極限分析71
5.1.6不同氣流組織評價(jià)指標(biāo)的評價(jià)功能總結(jié)72
5.2高大空間全面通風(fēng)的氣流組織靶向設(shè)計(jì)73
5.2.1基于射流軸心風(fēng)速氣流組織設(shè)計(jì)方法的不足73
5.2.2送風(fēng)口偏轉(zhuǎn)角度、送風(fēng)口面積、送風(fēng)速度、送風(fēng)溫度對室內(nèi)流場影響解耦75
5.2.3正交試驗(yàn)82
5.2.4氣流組織的靶向值設(shè)計(jì)方法及案例84
參考文獻(xiàn)87
6局部通風(fēng)氣流組織形式的靶向送風(fēng)末端88
6.1人員密集場所護(hù)欄靶向送風(fēng)末端88
6.1.1護(hù)欄靶向送風(fēng)末端88
6.1.2護(hù)欄靶向送風(fēng)氣流組織參數(shù)的優(yōu)化92
6.1.3護(hù)欄靶向送風(fēng)氣流組織形式的送風(fēng)效果對比分析96
6.2高大空間局部彌散式護(hù)欄靶向送氧末端101
6.2.1護(hù)欄靶向送氧末端101
6.2.2護(hù)欄靶向送氧氣流組織參數(shù)的優(yōu)化105
6.2.3不同海拔高度和人群密度對供氧效果的影響113
6.2.4護(hù)欄靶向送氧氣流組織形式在不同身高人群中的應(yīng)用114
6.3狹長空間火災(zāi)事故的局部靶向通風(fēng)氣流組織形式117
6.3.1狹長空間隧道火災(zāi)事故的通風(fēng)系統(tǒng)117
6.3.2狹長空間火災(zāi)事故的局部靶向通風(fēng)系統(tǒng)物理模型及優(yōu)化121
6.3.3狹長空間火災(zāi)事故的局部靶向通風(fēng)系統(tǒng)所形成逃生通道的影響因素127
參考文獻(xiàn)132
7崗位通風(fēng)的靶向風(fēng)口138
7.1崗位通風(fēng)的靜態(tài)靶向風(fēng)口138
7.1.1多噴口耦合對射流軸心長度的影響138
7.1.2靜態(tài)靶向風(fēng)口的性能優(yōu)化及對比140
7.2崗位通風(fēng)的動態(tài)靶向風(fēng)口146
7.2.1動態(tài)靶向風(fēng)口的性能優(yōu)化及對比146
7.2.2人員傾斜狀態(tài)下的風(fēng)口調(diào)整方法154
7.3崗位通風(fēng)的靶向供氧風(fēng)口156
7.3.1彌散式崗位靶向供氧156
7.3.2靶向供氧風(fēng)口性能優(yōu)化及對比159
7.3.3不同氣流組織形式供氧效果對比164
參考文獻(xiàn)168
前言
1靶向的概念1
1.1射擊與靶向1
1.2通風(fēng)空調(diào)氣流組織中的工作區(qū)3
1.3室內(nèi)不均勻流場的評價(jià)4
1.4不同區(qū)域、不同需求流場的統(tǒng)一評價(jià)5
1.5氣流組織工作區(qū)的簡化7
1.6熱舒適及能耗之間的關(guān)系8
參考文獻(xiàn)10
2常見氣流組織形式11
2.1全面通風(fēng)氣流組織形式11
2.2崗位通風(fēng)氣流組織形式22
2.3常見氣流組織形式分析25
參考文獻(xiàn)27
3評價(jià)氣流組織的常用指標(biāo)29
3.1直接指標(biāo)29
3.2比值類指標(biāo)30
3.3加權(quán)換算類指標(biāo)34
3.4方差類指標(biāo)40
3.5氣流組織所形成流場的常用指標(biāo)分析44
參考文獻(xiàn)46
4氣流組織評價(jià)指標(biāo)——靶向值48
4.1針對不均勻速度場和溫度場的靶向值48
4.2氣流組織的優(yōu)化途徑54
參考文獻(xiàn)55
5全面通風(fēng)氣流組織的靶向評價(jià)與設(shè)計(jì)57
5.1高大空間全面通風(fēng)的氣流組織靶向值評價(jià)58
5.1.1氣流組織的靶向值評價(jià)研究模型58
5.1.2不同氣流組織形式下的風(fēng)速場優(yōu)化及評價(jià)分析62
5.1.3不同氣流組織形式下的溫度場優(yōu)化及評價(jià)分析64
5.1.4靶向值的評價(jià)結(jié)果67
5.1.5不同氣流組織形式的靶向值極限分析71
5.1.6不同氣流組織評價(jià)指標(biāo)的評價(jià)功能總結(jié)72
5.2高大空間全面通風(fēng)的氣流組織靶向設(shè)計(jì)73
5.2.1基于射流軸心風(fēng)速氣流組織設(shè)計(jì)方法的不足73
5.2.2送風(fēng)口偏轉(zhuǎn)角度、送風(fēng)口面積、送風(fēng)速度、送風(fēng)溫度對室內(nèi)流場影響解耦75
5.2.3正交試驗(yàn)82
5.2.4氣流組織的靶向值設(shè)計(jì)方法及案例84
參考文獻(xiàn)87
6局部通風(fēng)氣流組織形式的靶向送風(fēng)末端88
6.1人員密集場所護(hù)欄靶向送風(fēng)末端88
6.1.1護(hù)欄靶向送風(fēng)末端88
6.1.2護(hù)欄靶向送風(fēng)氣流組織參數(shù)的優(yōu)化92
6.1.3護(hù)欄靶向送風(fēng)氣流組織形式的送風(fēng)效果對比分析96
6.2高大空間局部彌散式護(hù)欄靶向送氧末端101
6.2.1護(hù)欄靶向送氧末端101
6.2.2護(hù)欄靶向送氧氣流組織參數(shù)的優(yōu)化105
6.2.3不同海拔高度和人群密度對供氧效果的影響113
6.2.4護(hù)欄靶向送氧氣流組織形式在不同身高人群中的應(yīng)用114
6.3狹長空間火災(zāi)事故的局部靶向通風(fēng)氣流組織形式117
6.3.1狹長空間隧道火災(zāi)事故的通風(fēng)系統(tǒng)117
6.3.2狹長空間火災(zāi)事故的局部靶向通風(fēng)系統(tǒng)物理模型及優(yōu)化121
6.3.3狹長空間火災(zāi)事故的局部靶向通風(fēng)系統(tǒng)所形成逃生通道的影響因素127
參考文獻(xiàn)132
7崗位通風(fēng)的靶向風(fēng)口138
7.1崗位通風(fēng)的靜態(tài)靶向風(fēng)口138
7.1.1多噴口耦合對射流軸心長度的影響138
7.1.2靜態(tài)靶向風(fēng)口的性能優(yōu)化及對比140
7.2崗位通風(fēng)的動態(tài)靶向風(fēng)口146
7.2.1動態(tài)靶向風(fēng)口的性能優(yōu)化及對比146
7.2.2人員傾斜狀態(tài)下的風(fēng)口調(diào)整方法154
7.3崗位通風(fēng)的靶向供氧風(fēng)口156
7.3.1彌散式崗位靶向供氧156
7.3.2靶向供氧風(fēng)口性能優(yōu)化及對比159
7.3.3不同氣流組織形式供氧效果對比164
參考文獻(xiàn)168
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靶向送風(fēng)原理與技術(shù) 節(jié)選
1靶向的概念 1.1射擊與靶向 射箭被認(rèn)為是中國古代體育項(xiàng)目的鼻祖。在距今2.8萬年左右的山西峙峪人文化遺址中，人們就發(fā)現(xiàn)了石制的箭座及箭鏃。夏朝時(shí)已經(jīng)有了教授射箭的專職教員，同時(shí)還有了習(xí)射機(jī)構(gòu)——“序”。周代禮、樂、射、御、書、數(shù)的“六藝”教育中，射箭就是一項(xiàng)很重要的內(nèi)容，以致形成了以競賽為特色的禮儀形式——射禮，這可以說是我國古代歷史上*早的射箭比賽了。唐代射箭活動得到了極大發(fā)展。武則天設(shè)立了武舉制，在武舉制里規(guī)定了九項(xiàng)選拔和考核人才的標(biāo)準(zhǔn)，其中五項(xiàng)是射箭，包括長跺、馬射、步射、平射和筒射。 如圖1.1所示，射箭的過程是準(zhǔn)確地將箭矢投送至箭靶的過程，即靶向（targeting）的過程。靶向的概念是把一件或一組事物作為目標(biāo)，選擇它或它們來進(jìn)行各種行動。除了向箭靶射箭以外，靶向一詞在醫(yī)療、生物工程等行業(yè)常被提及。 圖1.1箭靶圖靶向的概念可見于醫(yī)療行業(yè)，用于形容被賦予了靶向能力的藥物或制劑。如部分基因突變之后會造成其編碼蛋白發(fā)生改變，從而在腫瘤細(xì)胞的某一部位出現(xiàn)一個異于正常細(xì)胞結(jié)構(gòu)的蛋白。靶向藥物的空間結(jié)構(gòu)恰與此蛋白的某一關(guān)鍵部位嵌合。靶向藥物可以阻止這個蛋白發(fā)揮作用，例如，讓腫瘤細(xì)胞不能發(fā)出信號，*終導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡［1］。 在生物工程方面，還存在基因靶向概念。基因靶向是一種利用同源重組改變內(nèi)源基因的遺傳技術(shù)，可用于準(zhǔn)確地刪除基因、刪除外顯子、添加基因和引入點(diǎn)突變；虬邢蚩梢允**性的，也可以是有條件的［2］。 不論是使用弓箭、擲矛還是槍械進(jìn)行射擊，其傷害面積都是有限的。因此，準(zhǔn)確性就是判斷射術(shù)好壞的標(biāo)準(zhǔn)。與評價(jià)射擊這一過程的準(zhǔn)確性一樣，靶向過程的準(zhǔn)確性也需要定量化的評價(jià)方法及理論體系。在評價(jià)靶向這一過程中，首先應(yīng)區(qū)分靶向結(jié)果評價(jià)和靶向過程評價(jià)這兩個概念。 誤差是評價(jià)靶向過程準(zhǔn)確度的評價(jià)指標(biāo)體系。根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因及性質(zhì)，可分為系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差兩類。系統(tǒng)誤差是由于儀器結(jié)構(gòu)上不夠完善或儀器未經(jīng)很好校準(zhǔn)、試驗(yàn)本身所依據(jù)的理論和公式的近似性、對試驗(yàn)條件和測量方法考慮不周等原因產(chǎn)生的誤差。隨機(jī)誤差也稱偶然誤差或不定誤差，是由于在測定過程中一系列有關(guān)因素微小的隨機(jī)波動而形成的具有相互抵償性的誤差，其產(chǎn)生的原因是分析過程中種種不穩(wěn)定隨機(jī)因素，如室溫、相對濕度、氣壓、人員操作以及儀器的不穩(wěn)定等因素的影響。隨機(jī)誤差的大小和正負(fù)都不固定，但多次測量就會發(fā)現(xiàn)，絕對值相同的正負(fù)隨機(jī)誤差出現(xiàn)的概率大致相等，它們之間常能互相抵消，可以通過增加平行測定的次數(shù)取平均值的辦法減小隨機(jī)誤差。標(biāo)準(zhǔn)差（也稱均方差或方差）常被用來表達(dá)隨機(jī)誤差，它是各數(shù)據(jù)偏離其平均數(shù)距離的平均值，在概率統(tǒng)計(jì)中常作為反映組內(nèi)個體間離散程度的指標(biāo)。 在評價(jià)誤差時(shí)真值是不確定的，所以常用平均值來代替真值。而在通風(fēng)空調(diào)領(lǐng)域中，真值是確定的，因?yàn)橥L(fēng)空調(diào)系統(tǒng)所服務(wù)對象的需求是確定的。標(biāo)準(zhǔn)差可以用來表示通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)所營造環(huán)境的實(shí)際參數(shù)與目標(biāo)參數(shù)之間的差別。 1.2通風(fēng)空調(diào)氣流組織中的工作區(qū) 通風(fēng)空調(diào)氣流組織中的工作區(qū)指通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)所需要保障的區(qū)域，即射流的“靶子”。在以人為主的舒適性空調(diào)領(lǐng)域，工作區(qū)一般是房間內(nèi)2m以下的人員活動區(qū)域。在以工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主的工藝性空調(diào)領(lǐng)域，工作區(qū)則是需要進(jìn)行通風(fēng)空調(diào)的區(qū)域。表1.1為常見的各種氣流組織工作區(qū)（控制區(qū)）范圍，對于不同的保障調(diào)控對象，可根據(jù)需求選擇工作區(qū)（控制區(qū)）范圍［3］。 表1.1各種氣流組織工作區(qū)（控制區(qū)）范圍 表1.1中的工作區(qū)僅針對一般建筑，是人們生產(chǎn)、生活的區(qū)域。隨著暖通空調(diào)技術(shù)的整體發(fā)展，原本應(yīng)用于建筑、僅服務(wù)于人的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)并不能滿足實(shí)際需求，其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展到各行各業(yè)。一方面要滿足人的多樣需求，另一方面要滿足動植物、設(shè)備、工藝需求，總之在具有營造適宜空氣環(huán)境需求的人工環(huán)境中，都具有工作區(qū)（保障范圍）這一概念。如圖1.2所示，根據(jù)不同的環(huán)境營造需求，可分為如下工作區(qū)： （1）服務(wù)于人體醫(yī)療的人工呼吸、醫(yī)用吸氧機(jī)，其工作區(qū)為人體肺部。 （2）服務(wù)于人生產(chǎn)、生活的車廂通風(fēng)、船艙通風(fēng)、機(jī)艙通風(fēng)、地下通風(fēng)、建筑通風(fēng)，其工作區(qū)為人所活動的整個區(qū)域。 （3）服務(wù)于動植物的豬圈通風(fēng)、大棚通風(fēng)、糧倉通風(fēng)，其工作區(qū)為動植物養(yǎng)殖、生長或存放的區(qū)域。 （4）服務(wù)于電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)中心通風(fēng)、水泵房通風(fēng)、電梯間通風(fēng)，其工作區(qū)為電氣設(shè)備安置的區(qū)域。 （5）服務(wù)于居住環(huán)境的小區(qū)風(fēng)環(huán)境及城市通風(fēng)、大氣污染物遷移及輸運(yùn)（全球氣象洋流現(xiàn)象），其工作區(qū)為建筑所處區(qū)域。 圖1.2不同工作區(qū)通風(fēng)類型及其對象尺度 1.3室內(nèi)不均勻流場的評價(jià) 室內(nèi)流場問題的實(shí)質(zhì)是射流問題，按照邊界條件的簡化形式，可分為自由射流和受限射流。射流本身沿射程方向不斷卷吸周圍空氣，因此射流速度逐漸降低，這種速度的變化還受障礙物、熱浮升力等因素的影響。另外，在非等溫建筑空間，射流流經(jīng)各種非等溫表面，會與周圍空氣及障礙物之間不斷地進(jìn)行熱交換，射流內(nèi)的空氣溫度也會隨之發(fā)生不均勻的變化。因此，在室內(nèi)溫度場中，常見的是不均勻的室內(nèi)流場。在不均勻的室內(nèi)流場中，溫度、風(fēng)速、壓力等參數(shù)以及平均熱感覺指數(shù)(predicted mean vote，PMV)、預(yù)計(jì)不滿意者比例（predicted percentage dissatisfied，PPD）等指標(biāo)也是不均勻的。相比于均勻流場的評價(jià)問題，不均勻流場的評價(jià)問題更為困難。 在評價(jià)氣流組織方面，常會遇見如圖1.3所示的典型案例。如圖1.3（a）所示的房間內(nèi)左側(cè)室內(nèi)溫度場偏高，而右側(cè)室內(nèi)溫度場偏低。如圖1.3（b）所示的房間內(nèi)溫度值整體偏高，但偏高的幅度小于圖1.3（a）。如果用空氣分布特性指標(biāo)(air diffusion performance index，ADPI)進(jìn)行計(jì)算，由于圖1.3（a）和（b）的溫度偏高或偏向程度均可能沒有達(dá)到有效溫度差（effective temperature，ΔET）的閾值，圖1.3（a）和（b）的ADPI可能是相同的。這表明ADPI無法確定上述兩個流場哪一個流場更優(yōu)。同樣無法合理評價(jià)此類流場的還包括APDI、PMV、PPD、速度不均勻系數(shù)、溫度不均勻系數(shù)等指標(biāo)。 圖1.3室內(nèi)兩種不均勻溫度場示意 1.4不同區(qū)域、不同需求流場的統(tǒng)一評價(jià) 建筑空間常為多個子空間的疊加，不同的子空間由于功能需求不同往往有不同的環(huán)境控制要求。傳統(tǒng)室內(nèi)環(huán)境的營造方法主要針對整體空間、單一目標(biāo)參數(shù)，試圖營造近似均勻的空氣參數(shù)環(huán)境。但同一空間的不同位置（區(qū)域）可能會同時(shí)存在有差異的參數(shù)需求。面向該類需求在各位置或區(qū)域間營造有差異的參數(shù)環(huán)境，即非均勻環(huán)境的營造，是現(xiàn)階段氣流組織研究領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。 成功營造非均勻熱環(huán)境能帶來包括節(jié)能在內(nèi)的諸多好處。如采用分層空調(diào)氣流組織形式時(shí)，僅對高大空間的下部區(qū)域進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，并保持一定的溫濕度。分層空調(diào)氣流組織形式對上部區(qū)域不進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，這時(shí)室內(nèi)存在溫度分層使得圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量減小。相對于全室空調(diào)而言，高大空間分層空調(diào)的冷負(fù)荷更小，同時(shí)分層空調(diào)在夏季可節(jié)省冷量、初投資和運(yùn)行能耗。 以圖1.4所示的高大空間分層空調(diào)（冬季工況）為例，其具有設(shè)備區(qū)A、人員活動區(qū)B、上部空間區(qū)C三個區(qū)域。對于冬季熱風(fēng)供暖工況，上述三個區(qū)域的控制參數(shù)是不同的。以溫度為例，設(shè)備區(qū)A的控制溫度一般為5℃（防凍要求）；人員活動區(qū)B的控制溫度一般為18℃（熱舒適要求）；上部空間區(qū)C沒有具體要求，但從能量守恒的角度看，希望設(shè)備區(qū)、人員活動區(qū)兩個區(qū)域的熱量盡可能不要向上部空間擴(kuò)散，上部空間區(qū)C的溫度越低越好。
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