置换通风与地板送风的基础知识

置换通风以低速在房间下部送风，气流以类似层流的活塞流的状态缓慢向上移动，到达一定高度受热源和顶板的影响，发生紊流现象，产生紊流区。

气流产生热力分层现象，出现两个区域：下部单向流动区和上部混合区。

从理论上讲，只要保证热分离层高度位于人员工作区以上，就能保证人员处于相对清洁新鲜的空气环境中，大大改善人员工作区的空气品质；另一方面，只需满足工作区的温湿度即可，相对于混合通风，其具有节能潜力(空间越大，节能效果越显著)。

在热分离层下部区域为单向流动区，在上部为混合区。

室内空气温度分布和浓度分布在这两个区域有非常明显差异：

下部单向流动区存在明显的垂直温度梯度和浓度梯度；

上部紊流混合区温度场和浓度场则比较均匀，接近排风的温度和浓度。

1. 置换通风房间室内温度、速度与浓度的分布；

2. 置换通风房间的热力分层。

① Distribution of Temperature(温度分布)：两个区域，三个温度段。

② Distribution of Velocity (速度分布)：

③ Distribution ofConcentration of Impurities (浓度分布)：

2. 置换通风房间的热力分层

置换通风的优点：

①   节能性；

②   通风性能：换气效率、通风效率；

换气效率：工作区某点空气被更新的有效性。

通风效率：考察气流分布方式的能量利用有效性。

③   热工特性及室内空气品质。

末端送风装置：

置换通风在工程中的实际应用：

上海大剧院座椅送风：

地板送风：

地板送风概况：

原理：Underfloor AirDistribution System  (UFAD系统)，将冷风通过地面散流器送出并在顶棚处回风，由地面至顶棚全面气流流型，是由浮力驱动的空气流动形成的，并有效地除去被调空间的余热量。

地板送风系统从地板下部空间送风；供冷时的送风温度较高(一般为17～18℃)；在同一大空间内可以形成不同的局部气候环境；室内气流分布为从地板至顶棚的下送上回气流模式。

地板送风的特点：

(1) 改善热舒适性

允许个别室内人员控制局部热环境，改善热舒适；热负荷的增减对工作区的变动影响较小。

(2) 改善通风效率与室内空气品质

换气效率：混合式50% ；下送风50%—100%。

通风效率：混合式≤100%，实际只50%—70% ；

下送风≥100%，通常100%—200%。

(3) 减少能耗

与顶部送风相比，供冷时送风温度较高(16～18％)，可减少能量使用；下送风可节能25％—50％ （负荷小；施工安装简单；制冷机效率高；过渡季易用自然能）。

(4) 建筑物的寿命周期费用较少

空气处理设备和风管尺寸减小，节省了安装空间；相应地可减小建筑物的层高，降低造价。

(5) 降低建筑层高

(6) 施工安装方便，便于清洗

风口的位置可适应房间布置、装修、用途等方面的变化；

便于线缆与设备的接入/出；

与其它管路在空间上无矛盾；

对吊顶高度无要求；

装修易与建筑配合；

无管道穿建筑麻烦；

无凝水和渗漏水对办公设施和装修的烦扰；

无维修不便等。

(7) 缺点

a. 风感问题：下部送风时风口到人的距离要比上送风时近，吹出的气流衰减距离短，容易引起风感。

b. 扬尘问题：下送风时风从下向上吹出，处理不当，会将地面上的微尘吹起，使室内空气品质得不到改善反而恶化。

地板送风系统的分类：

（1）按照送风房间的类型分类

① 大面积区域送风。

② 分室送风。

③ 混合式送风。

（2）按照地板下的设置分类

① 地板下设风管的送风方式

② 地面压出式直接送风(静压箱内为正压)

③ 地板下设混风箱和风机

④ 地面与吊顶送风相结合方式，即所谓的“工作与环境”相结合的空调方式(Task/ambient air conditioning，TAC)。

地板送风口的形式：

（1）按气流方向分类

① 旋流型风口

② 指向性风口：适用于TAC送风，方向和流量均可依照个人需要调整。

（2）按装置高低分类

① 与地面相平的送风口；

② 伸出在地面上的送风口，如用于TAC的风口，通常安装在办公桌附近。

（3）按送风口的分布分类

① 分散布点型：是目前应用最广的型式；

② 全面出风口型

地板散流器的形式：

地板送风系统的设计要求：

（1）送风温度的控制：制冷时，其送风温度保持在17～18℃。

（2）最佳热力分层高度的确定：分层高度通常为1.2～1.8m。

（3）垂直温差的控制：按国际标准ISO 7730，标高0.1m和1.1m之间的垂直温差不得超过3℃(这实际上考虑坐姿情况)。建议0.1m和1.8 m之间的垂直温差不得超过3℃(这实际上考虑站立情况)。

（4）静压箱高度的确定

（5）静压箱内风管的设计

（6）地板散流器的位置确定

（7）工作区风速的要求

地板送风系统应用范围：

（1）最适合采用地板送风系统的空间：

计算机房与其它信息技术或电子设备用房；敞开式大空间办公室；培训或会议场所；展览区域；办公辅助区域(配电间等)。

（2）以下区域可采用地板送风系统，但需要谨慎处理：

电梯大厅；礼堂或法庭的坐席区域；安全性区域如犯人监房、安全走廊、安全控制中心等；快速反应用房如消防指挥中心、楼宇管理中心等。

（3）以下房间通常不宜采用地板送风系统：

厕所、浴室等潮湿区域；厨房和备餐区；实验室；消防楼梯；机械设备用房；集中库房和装卸区域、垃圾房等；不间断电源，紧急发电机房类房间；健身中心；交通流量较大的区域如大厅、中庭及主要走廊、餐厅、儿童保育中心。

地板送风设计工程实例：