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大开口自然通风特性分析 西安建筑科技大学王怡文福姚海兵 摘 要对大开口自然通风流量系数进行了推导和分析，分析表明：大开口流量系数受众 多因素的影响；在其计算过程中应保证所选取的计算断面处的流体满足能量守恒方程；开 口两侧全压差是通风的动力，大开口自然通风流量系数的计算必须应用全压差． 关键词 大开口自然通风流量系数 1多区域网络模型及其适用条件 自然通风是一种重要的降温手段，在过渡季采用通风带走室内的余热余湿，建筑室 内外的焓差值往往非常有限，因此需要较高的通风量，才能满足室内热湿环境参数的要 求。在热压和风压也非常有限的条件下，自然通风需要较大面积的开口，如门、窗。 当室外气流吹过建筑物时，形成大开口自然通风问题。 多区域网络模型是将建筑内部各个空(或者一空间内各个区域)视为不同节点，在同 一区域(节点)内部，假设空气充分混合，其空气参数一致：同时将门、窗等开口视为通 风支路单元，从而由支路和节点组成流体网络，如图l所示。 除上述两个假设外，Network方法的计算还包 括下面两个假设条件：①不考虑惯性力的作用。、② 忽略室内气流的作用，即认为作用于外开口的压力 经过开口后完全转交为静压力。 结合图1分析，Network模型的假设认为空气流 经通风房间，受门窗等局部构件的影响，会在门窗 两侧沿流动方向形成压降称为局部能量损失，由于 认为作用于外开口的压力经过开口后完全转变为静 压力，因此气流形成的能量损失仅在门窗等开口处， 而在房间中没有明显的气流流动，从而不存在能量 的损失． 在为了达到通风降温目的，要求建筑开口越大 越好，以便在有限的驱动力下获得较大的通风量： 图1复合区域通风网络模塑、 在采暖及空调房间中，门窗常处于关闭状态， 门窗 的密封性好，只有很小的缝隙渗风。上述Network模型的假设，对于渗透模型 的通风是适用的，但在通风降温的大开口模型中，流体的流动机理上有较大不同，在对 通风量预测等问题的研究过程中，应将上述两种情况加以区分。 2大开口自然通风空气流动的理论分析 取流经建筑物开口的空气的实际流场为控制体，如图2，可以得到经过各过流断面 的能量守恒方程： 国家自然科学基金项目(50508∞5)，中国博士后科学基金项日 2007年全国通风技术交流大会论文集 L 』!／一 U ^ 币 r r] 圈2厉同进风口简化圈 等+煎29=等+噬29+‰7 7 “ 由(1)式可得出流动阻力的表达式： 髓，：垃+型挺 (2) H ． 厂 29 2007年全国通风技术交流大会论文集 船 对大开口自然通风量的预测不够准确。大开口自然通风具有多因素影响变化的复杂性， 简单地沿用渗透模型的相关参数是不够科学的。 3．2断面位置的选取问题 建筑物的大开口自然通风不同于管流和渗透通风问题，除进入开口的气流外，来流 由于建筑物的遮挡作用在进风口前部会产生分流，在出风口后部会产生合流，而运用公 式(5)计算流量系数就必须保证断面1和断面2处的气流全部为流经开口的气流，不 能存在分流或合流，并且保证该处的流场为均匀流，因为这是保证流体质量守恒和能量 守恒方程成立的前提条件，是运用公式(5)求解流量系数的前提条件。因此，对流量 系数的准确测定，关键在于如何合理选择开口前后断面位置。断面位置的选取对于相关 问题的风洞实验研究和数值模拟研究都是非常重要的，直接影响通过流量系数计算自然 通风量的准确性。 3．3自然通风的作用压差问题 从流量