暖通 空调
外技国 介术
绍·
·
室 换内 排 气徽亏 周效良的 乎价指公
标同济大
学要提
王华平 ☆
范存
,养
就 调 空 风送气 流 组 织 除 室 内 污 排染 能物 力 的 价 介评 绍 了北 欧 英 国及日 法
提出的 空 气龄
,、 、
学者 采 用 拉格 朗
键关词
换 效 率 气 排污效 率 概 等 念详细 推 导了 示踪 气体 浓 度与局部 平 均 空 气龄 的关 系 阐 了述换 气 率效 排与 污效 率 的 关
系
。,
空 内 气空 品质
气组流
织空 气
龄换
气 效
率排
效 污率
丫
比!
,
印月
旧朋
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七
,
川
阳
,
陀
阳
,
,
,,
言
引于由近 年 来室 空内气 品质 问题 突 出 了除要 求
空调送 风的 气流 组织 能对余 热 余 湿 进行
,
排 污效 等率许 新 概多念 以及与 相之应 的 实 验方法
歇〕
美 国
的八己
田
玛
双
心台
无儿
〔
扫 毋》
有
效排 除 外 其 对 内室各 污 染种物 排的 能除力
,
忱
专门中 讨
也论 益日 引 起 视重
,
。
此因 气流组织 的评 价 指
标、
换气 效率 的 题 日问本学者 在 气 效 率换的 测 试 方面 做了 大 量 的 工 作 后 者两都 是以 前 者提 出的
理论 基 础 的
为 。 ,
,温除场度 以 外 应 考还 污虑染 物 的浓 分度布 问
题
。
近年来 外 研究 国比 较活 跃的换气 效率 排
。
污
率等 效是就 从排 除 污染物 的 角 对度 气 组流织进行 评 的 指价标 ,
国内对 新 的换气 排污 效 率 研的究 作工 开
因
此这 是属 于 空调 流气
。,,
展较
晚究者不 多研
。
主要 原因 可 能 是 空气
,, 。
组
领 域的织一 个问题而 不 仅 仅是 通 风 问题
品
质 问在题 国内 刚 刚 引 起 重视 另外 这 一
问对
一这 题问各 国 的 学 者 做了大 的 研 量 笔究
题
的 研 究 要 做 需 大 的量实 验 作工 费 用 较
高,
者为主认要 的究研 法方 两有 大类传 统 的 以风
量 速风 为特 征的 欧拉 和法以 空 气 龄 留滞 时
间 为 表 代的 格拉朗 日 法即
一。、
、
但 随着空 气 质品问 越 来 题越受 到重 对 视
一这 问题 的 究将 研 渐逐开 展 起
来
本。 的文 主
要
美 八国, 。
目
的 使 国 内 的是 研究 者对 国 外在这 一 领域
的提
的出
, 即 前者 是的 代
。表
研 究成果 有 一 个 宏观 的 了 解
,、
。其
中的 一 些重
欧和北 英学国者 则是 后者 创的 者 始 和发 展者
要 概
念 如 空气龄 污染 滞物 留 时间 等因 为
是
本文介绍的 是 后 种方一 法即拉 格 朗 日 法
, ,
、
对、
拉格朗 日
法的 换 气排 污 率效 北 欧与英 国在
理
论上 做了量 大工作 提 出 空了气 龄 气换效
☆率
上
海四市 平路 一
!
号
··
国
外技 术介 绍
年第
卷
第 1
平均期值
即
r ‘一{,
基
于拉 格朗 日法 研 究 流体运 动 而提 出的 概
念不同 于 我 们 平 常 所 习惯 欧拉的 法中 的 量风 风 速等 所 以 比 陌 生较 难于理
,解
、
,,
。
文本将
花
较大 的 幅篇 导 推局部平 均 空 气 龄与 踪气示
了
A 矛,
,
·
、
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以d
一:
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八U
, )d
{
体浓 度的 关 系 以期 读 者使 这 对 概些 念有
较比 刻 深的 了解。
另
外 换气 效率 排 污 效 率
是,。
,
、(1
)空
气 质点 在 内室 运 动的 过程 中 会 不 吸断
两
不个 的同概 念 澄 清 两 者的 关系 是研究 换
排 气污 效果 的评价指 标 的 前提
,,
由
于 国 外研
收污
染物 新鲜程 度 下
,降
,
。
因此
局部 均 平空
,
究很 者 对上多述 概 念 不 同学者 所用 名 的称 符和 各 号不 同相即 使同一 者 学不在 文同
章
气 短龄的 点 空 气吸 收 染污 的 机物 会少些 比 新较鲜 换 气 能力 就好
,
。因此可 以 用 局 平部。
,
中
所用 称名 号符 亦 有不同 本 文将 列表 对 其 较中有 影 响的几 进种 行 纳归 对比 和 析分以 方 便 大对 家 文献 使的用
2
、
。
,
均 气空 来定龄义 气 效 率换
,
,
局部平 均 空气 龄概念 比 较 抽 象直接 测 量 比较 困 现难 在 一般 以 多 示 踪气 为体媒 介 进 行 间 接测 量 即通 过 测某空 间 的点示 踪 气体 度浓 经计 算 到得局 部平 均空 气龄 气踪 体 浓 的度关 系 对 应关 系 不 同
, 。。 , 。
空
气龄空 气
龄 概 的 念 是换气 效 定率 义的 基 础 , ,
里这的
比较 象抽搞 清 这个 概 的 涵念义 和 测 试 方
法 个 一关键 问题 就 找 出是 局 部平均 空气 龄与 示
对正确 理 解 换气效 非 率常 重 要.
2
。1
对 不 同
的实 验方法 这一
, cDe y a
空
气点 质 的空气 龄( 简 称 空 龄气 ) t 空 质 气点 的空气 龄 指 是空气 质点自 进人
。
本文 重着讨 使 论 较 用多 的 原理 法
,类 。
t印叩 法 的这 一 对 关 系 应S
似 类可 得推
S出 etx
房起间至 到 房达间 点某 经所 的 历 间时重 数
.函 22 。
因
此〕
空气 质 的 空 气点龄 是 空 气质 点与 空 点间 的双 局 部 平 空 均气 龄 局民部平 均 空气龄 是 同 到时 达 某空 间微 小
区 尸 ( 下域 简文 某称空 间 点) 的 所有 空气 质 点
叩 法
是 在送 风管 道内 生发 示踪 气 体。 ,
并 使 之在 到达 送 风 口 之前 得 到 均匀 混合从 O
时刻 开始送 人 室 内 室内浓度会 逐 升渐高
,
并 终最达 到平 衡
,。
实验 在中要 考 察 区的域
均,
布匀点 续 或 连 间 断样采该 点 浓 度 最后 按 公式
出算该 的点 局 平 部均 空 龄气度 与 局 部平 均 空气 龄 关系的式
,
空气的 龄的平 均 值
。
同
时 到达 某 间 点空的 所
,,
示
踪 气体浓 的 导 如 推下 :
。
空有 质气 点 的空 气 龄 不 相 同 有 各 长有短 不
同 空
气 龄 的空气 点 质所占 的 数符 合 份 个 一
首 分先假 送 人 定 的空气质 中点的 示 踪 气
体
布
1A。
,
(
,
,
)
A
丁,了
,(
t )
d
=
,,
1
布 曲线分 图
见
在质 点运 动 中 不 扩 散 即 空气 质点 中 的 示踪s 此外 0 气时 浓体度 始 终 等 于 送风 浓 度 C。
对
一 定给的 气 组 织流这 一 分布 是 空 间
, ‘
点
A
()
刻室 内浓度 为 0 : : 二0时 图 2 的看 况情质点 恰好 在 ;口 送 处 风 质 B 在 点 质A 点的上 游 一 点任处 从 B点 的质位 置 运 动到A 质 点 的 位置
。所 ,
,A
需时为间△ T l C;质 点 在房 间 任内一 点处
,
,:
t
十
s
t
空 气龄
其空时气 龄 为△ TZ 在 时刻 T 质三点 正 同好 时到 达 空 间 点 尸 时此 A 空的气 龄 t A =PT 一 △T ; lC的 空 P = ;T 的B 气空龄 tB。 =
0,
图
l
意 任空 点龄气的 率频 分布 曲 线
。
局 部 平 均
空 气 龄云 i 是 该 点 就 , 各 空 质气点 的 空 气 龄 t A以( t )为权 的加 权单的 值函
数
P 二 +T△T 如Z 尸 点 空 气 的龄分 气布 龄c 函 t数为 A :杯)则 A 点所 质质 量 占数份 A 为,的 A p (为T △ 一 T:) 为的A p( T+ ( T)
。
,
,,
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通暖空 调 HV & cA
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国 外技 术 介绍t
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表1
2图示 踪 气体浓 度 与 空 气 龄 关系
,
三种测 试 方法 下局 部平 均 空 龄 和气 室 全 均平空 龄气的 算 方计
法
uP 坛:
局法
部空气
龄
T Z△
)见 可在T 时 刻气 空龄 T 的空镇 气: 点质 在=0 时都在 送 风管道 内即 其浓 度
都 。,
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一,
,
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sd 为 : C;而空 气 龄> T 的在 = 0 时 都在 室 因内此浓 度 为0所 以 T 时刻 到达 尸 点 的
各 ,
。空气
点 所 含质的 示 踪 气体浓 度 饰 : 质 点的 气 空 龄t有 关 可表 达 为,
1
( t) 与空气
。
云
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室平 空均气 龄r >
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t 示踪气体尸度浓 V 室;容 积 ; 砰—时刻 点l 风的口示 气踪体浓度; Q风量 甜 气 时月刻 l一 室送 一C 内s 示气体初 始踪浓度 ;风送日 内的示 气踪 体浓; 度 ——t — 时间 — 全室平 示踪气均浓体度
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除 局部 平 均 空龄气 和 全室平 均空 气 龄用
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气换效 率 的定 外义 还有 平均 滞 时留间
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t 平 滞均留 间时 等 于 室 平 均全 空 龄气 的两倍
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气 、j 以)/
因此 种 定 两 的 数义 值差 倍一但 反映 的 规 律
,
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4
)是 同一 个
3
。
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二
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换气 效
率与 污排效 率 国
外 学者在 换 排 污气 效果 的研 究 中 提
出,
一
一
离散
化之 后得
向 1、 ( :)/ es) ( d J 丁:(
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。
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了 换
气 效 率 与排污 率效两 个 不同 的 念 不
概
一
二
、)
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同 学所者 用 名称 不 同 详 表见 2
,
。
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表2
。
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换效率气和 污 排效 率的 不 同 名称排污效率
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换效气率
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f 戈生盯 〔
即
到 S 得etP p u法的 局部 平 均空 气 龄与 P up 踪示气 体浓 的度积 分 和 离散 关 除系S t ese l a y 法和 P 法两种u 不一 以 外 法有 还 e Dc。
,
,
l
文「 献4[
3 .1
Ive l 《l
邵
换 气率
效 气换 效率是 衡 量换气 果 效 劣优的 一 个 指, 。
一 导 推 果 结汇 于 表 1 总参供考 , ,
,
。
2
全3室 平 均空 气
一龄
标是 流 气自身 的特 性 数参 与污 染 无 物关,
,
全室 平 均空气 龄 就 是全 室 点各 局的部 平
如 上 文述 所 所考察 点 的 换气 效 果 优 的 取 决 劣 于该 的 局点 部 平 均空 气 龄
空 用龄 气 义定
。。
均空
龄气的 平 均 值(
。
因此 气效 换
率, ;
> 一
、
(
尖{)
’v V J
.;云 dy ‘
但 于基不 同 的 着 眼 点 有换
就。
’’
u
气 率效不 的同定 义 方法
·
·
2 3
国外技 术 介绍
991 年7第 2 7卷第 1 期
数 与 非稳 态 参 数进 行 义 之 分
定 , ,
。ai tv ee ffeieney 或i 首 先 相有对 效 率 :(el r ela t ve ie fee fivtnes、 a e ute) 与 绝 效对 率( 、 bleff eieni eya u e e e een vses b或 、 l tffti 之) 相
。分
稳态 非与稳
态的究研 都 重很 要 态稳 效可反率 映 终 最能达 到 的 浓 水 平度而 非 稳 态则 可 映 浓 反变
度
效 率对 虑考室 内 各点 换 气的 不 衡 一 均 般
用是 某个 与 室位内置 关 的 无 气空 龄 如全室 平
均空气龄 所 考与虑 点空的 气龄 比 来定 之义
,。
,
化 的
慢
快
,
。各
种排污 效 的率归纳 见 3
表,,
除。
之 此外 有 还一些 效率 利 是 其用它 的 效率
绝
用
学 数 方法构 造的 无 明 确 物的 理意义 如 表
3ie ene inaynt re v a elff 右i栏 中 的 c o tan mo 换m 气 率效与排 污 效 率 的 关系
. 33 。
对 效 率 主 要虑考实 际换 能气力 最 大与可 能 能
力 的差异 因此 其定 义 总 用 具是 最有大 换 气
能 力的气 流流 型( 绝对 单向 )流的空 气 龄 除 以
实情际 况空气 龄的得
,到。
。
两
种 定义 方法 眼着
,
的
。气 换效 率与排 污效率 并 不 一定 是 一 致6〕 文献「 认 为换 气效 率 在50 % 以上
的,
点
不 同 效 率 的数 可值 能 同不 其 但 反 映的 能 是力 一 的 致 里这要 强 的 是调 绝 对 : 单 向 流全的室 平 均 空气 龄 等 于 义名 时间常 数 的
两般一 都有较 好的污效排 率但 换气效率
,50% 的 不 一 定 排污 率效也 很低
,
。 可能有 气空,
和 污
染都物 发 短 生路 污 即物 染 直接从 污
倍 染而 何任 情 下 况 的排 风平 均 空 气 龄 都等 于 名 时义间 常数因 一此 般用名 义 间时 常数 和实 的际气 空龄 构造 绝对 效 也率有 实用 排
风际平 均 气 龄空 和实际 的气 空龄构 造绝对效 率 的 表 见
3,, ,
,,
源
流 排向风
,
。口
因
此 尽 气管流 有短 路 换 气。 ,
效 率低 但 排污 效 果 并不 差
对 于个 具一 体的 房 间测 试 际实的污 染
物
浓 度 然当比 记 录 气换 效率 更 有 实 际 意义然
而在 许 多情 况 下 无 法预 污 知物染 的情 况
还是 比 较 意 义有的
,。
。
。
,
另外 还 有 述 描 室内 某 微一小 区域 的局部 换 气 效 率与 描 整 个述 房 或 工 作 间 的 区 室全或 工作 换 区气 率 效 分 之局部 效 率 与 室全
,
因效此 用 换 气 率效对 排 效污 果 行进大 概 的预 测另 外 在 个 实一 系际统 排污 不
好 时 过 通 定测换 气效 率寻 找症 结
所 在
的率 联 系一 般 是 将局 部 率 效 义 定 中式 的局 部 量
用 全 室平均 量代替 即 得 全 室 效率 气 率 效 归的纳见 表 3,
。
,很
有
效。
的差排 污效 果 很 可能是 由 比较差 的,
。
各 换种
流气 组织 造成 的因 此 通过 测 试 操 效 气率可 判 定
是 是否 气流 组织 的 题
4 问
局部。 率效的 点优 是
可
。以 握掌各个 点 的 换气 况 情 室全 效 率 优 的点
语
结 气排换污 果效的 评 是 当 价今 调 空 域领 的。
是 测
试简 单 只 需 测 排 风 浓口度
.32
排 污 效 率
一个 较前比 沿的 课
题 换 用 气效 率 污排效
,
、
排
效污率 是 映反通 风 污 染对物 除排能 力的指
标。
率
指 导 气 组 织 的流 计 对兼设顾 风通 效 果与 节
以能 人及体 热舒 适 都 有很 要 的 意 义 因重此
世 界 上 多许 主 国 家要 都花 较了多 的 人 物 力 力进 行究
研
对相。 的发 同 尘 量与 风送 能 维 持量,
,
较低的 稳 态 室 内 浓度或 快 地较 把 内 室的原
始 浓 度
降 下 的来气 流 组 织 其 排 污 效 率就 高
有关 外还 与污 染 物 的 特点如 污 染 的 源位置 污 染物 的 密 度等 有关
,
,,
。
这 一
理 体 论系 提 出了 空以 气龄为 ,
。
排 污效 率 除了 与气 流组 织 有 关即与 换 效 气率、
基 的础 换 气效 率的 概 可念用 对于 污 效排果
预 测 的和对 排 污 效 不果 的 佳 原因 分 析换
。气
排污效 率 用 污 染 浓
物。
效 率的 研究 需做 大 量 实 的 验 作
工,
。
理上 的
论度定 义也有 用 染 物 污 滞 留时 定 义间的
由,
计 机算模 拟 对 实 验有指 意导 义但 仍 需 实 验
进行 验证
,
。于
污 染滞物 留 间 时与全 平 均 室 污 染物浓 有度
我国这 方面 研 的 工 作究 比较
尚 ,,
确
定的 关 系 所 以两种 定 义 方 法 也是 一致 的 参( 表 l见
少 、 于限 篇幅 本 文只能 选 择 重点给 以 简 单 的介绍 和 分析抛 砖 引 玉 期以有更 多的感 兴趣
。2
)
排
污效率 的 义定也 有 多 种 方法 除 与 换
气 率 效类 似 的四 种定 义 法 外 还 有 稳 态 参
,
用
,
加者 到人这 一问 题 的 究 中 来 研 从 而 快 使尽我 国 的 究研 工作 追 赶 上 国 外 步 伐
。的
,
暖通
空 H v 调 A&C
3表排 污
效率
国外术技 绍
介·
·
3
部局排 污 率 效(描述 一 微 某小 区域 排的污 力 能
相)效对
绝率 效 对率
室 全或 工作 区排 污 效率 ( 描述 全 房 间 工或 作 区的排 污 能 力 相对效)率 绝 对 率效
Ce
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排风
稳 态 浓 除度 某 以 小微区 域的稳态 度浓两 定义 本质 样
,
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2
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上
述两 定 义都 是排 稳 风浓 态 除 度 全以室 平 均 稳
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a si nn t crle a、 v e 政l
tvn e a t o n t lli fe lefe n eyi
:左栏 定 有三 种 义某刻之时后 的排 浓度风 ;除 以局 部 度浓
,
灯
豁
稳非态
参 月一
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2t」〔
t )d z
某
时刻的部浓局 除 以度r 全 室 均 浓平度 。 (f )
,;
态浓 度 本质是 一 样的 均 匀 混合 时都等 于l 但 对单 于 向流 趋则 于无 穷大 所以 应再构 造 一 个 率能 效 单 向把流 也 包 含 来进 即 是 右栏的
,
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,
〕
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滋鱿t
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风浓度排全的过程 积 分以 除 局浓度部的 全 程过
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清津 度 指 )
数￡
r积分 亡
才 〔 第 三种 定 对义 排污 全 t过r s tlet era tv c程 的反映 比 全 较面并 i li n a e 一 e 砚 ey、 tialt l 1 由 是 积 丁 形 分 式 值数 ffi n o n e v r :t二 的 平滑 性较好 所 以 是 z ,( C, ) / 〔() 一 比 较的 种好定 义形 」 式
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定是义排 风 稳 浓态 度除以工 作区 平 稳均态浓 度 评 价是 工作区 排 污 效 果的 指标 均匀 混 时合 等也于l
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〔」
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4
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换气效率右
绝栏对 效 率 定义 说 : 绝明a 对 率 的效 定 中 是用 : 除 以平 均 滞 留时 其间 l他 l 除 以平均 空气 两个用 是 T得龄到 平滞 均留 时 = 间 平均 空气 龄x Z 所 以 两种 义 定值数差 一 倍 但 其 质本 是 一的致: 是 义时名间 常 数对 单向 流: 等 于平 均 滞 时留 间所
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注
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外技 术 绍
介19
97 第年 7 卷 第 2 期
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表 5
附,
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,
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全室平 均 空 气 龄 或 区 域 平 均空气 : 龄是局 部 平 空均气 龄全 室的 均 平对 或某 区 一域 如(工 作 )区 平 的 均英 名文
称vaera
athe ro 、 l
符
号
》t
·
与其 他概念 的 系
关( 云>
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处出
清祈演会 蒲 演输文 集大阪
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月.·
.
e n中 聪 村换勃氮率 指 镖忆 。 协万 ( T ch il ac
N
o t
e附 6表
全 室
平 均 滞 留 时
间
:
7
是
局 部平 均滞 留时 的全 间平 室均
符
号文名称
英avragee t otalr e e lllee ti s 记
n
e与其他
概念 关 的系
r云 = 2 ( 云)
出
处[
〕
l[ 4
6附 录3表
、 4
念
纳如下归
的
定 义 中 及涉的 空 龄 气 和滞 时 留间等
概
:
e e e trmie of rth es di ne a i in tr e hr《) 习 1
T 1 r =
〕
附表1
:
名 义时 间常 数 气次 换数的倒
数定义 式
r: 、=
= :V / n Q
号符
英文
称
名
处出
[]
1i1na l
C( l )tasff l
tt
1
/
n
tm Tn 一t
s
t
lm
e
房 间 体
积Q:送 风 量 n :换 气 次
数
v
4 []
附
2表 符
二号
空 气
龄 表 示 气空 进 入自 房间 至 达到某一 点 所 经 的 历 间
时:
英
名文称a
ge
i t ne la n rg a
出
处[ 2]
几或
f
o
ai
r
排风 的 平 均 空 气 是 排 风 的 空 龄 气龄的 平 均 与其概他念 符 英号文名 称 出 处关的系 e avre ae th ag 或罗 云e u 一V /v r l :re 眼 或 e t :imt ev o n r t i da ckbm V 房 间 体 或h o积 lar : fthe ex hOs t i 亨 风送量a u: 附表 污8 物 染 滞留间时稳 态 时 室 内 污染 物 总最 除 以发 t 该定 尘义 与空 气名 义 时间 数 常 似 故 也类 ”“称 污染 物名 义 时间 常数。
= : *ne x it 。,
附表 7
,
e
31 仁
间 时
:
号符
英
名文称= 迄云
l( C(o c
义定 式(C )
、 ( ) :oc ) > V V/
出处
表附3 部局 均滞 留 平表示 某 微小区 域 内 的气体 开离房 间前在房间 内滞 留的 间时的 平 均 符值号
文英称 名res iednee t mi
e出
处稳 态时室内 平均
污3[ 〕
xit a e e或 ogf te hC0llt 日 】 1ll l 习 】f tI
物染浓度
V
:房间体
〔 川积
:V污染 发物生 率
附
表 4 局部平 均空 气 :表 示 某龄一 微 小 区域 内各 空 气 质 点的 空气龄 的 均平值
符号l
文 英 称
出处名
:t
Urn
Ve0Tt t me o thf e Ci )I l〔 t肚】1 n a 1 flt
ave r gae l l st t tlm m ef
T ,
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1agv e era g er li n lro e肥 sd ae co
府 :污 染物生发率
肪c : o )( 稳M 时态室 污内物染量=
M (o c )
3〕 〔
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5
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暖通 空调
外技国 介术
绍·
·
室 换内 排 气徽亏 周效良的 乎价指公
标同济大
学要提
王华平 ☆
范存
,养
就 调 空 风送气 流 组 织 除 室 内 污 排染 能物 力 的 价 介评 绍 了北 欧 英 国及日 法
提出的 空 气龄
,、 、
学者 采 用 拉格 朗
键关词
换 效 率 气 排污效 率 概 等 念详细 推 导了 示踪 气体 浓 度与局部 平 均 空 气龄 的关 系 阐 了述换 气 率效 排与 污效 率 的 关
系
。,
空 内 气空 品质
气组流
织空 气
龄换
气 效
率排
效 污率
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,
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阳
,
陀
阳
,
,
,,
言
引于由近 年 来室 空内气 品质 问题 突 出 了除要 求
空调送 风的 气流 组织 能对余 热 余 湿 进行
,
排 污效 等率许 新 概多念 以及与 相之应 的 实 验方法
歇〕
美 国
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田
玛
双
心台
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有
效排 除 外 其 对 内室各 污 染种物 排的 能除力
,
忱
专门中 讨
也论 益日 引 起 视重
,
。
此因 气流组织 的评 价 指
标、
换气 效率 的 题 日问本学者 在 气 效 率换的 测 试 方面 做了 大 量 的 工 作 后 者两都 是以 前 者提 出的
理论 基 础 的
为 。 ,
,温除场度 以 外 应 考还 污虑染 物 的浓 分度布 问
题
。
近年来 外 研究 国比 较活 跃的换气 效率 排
。
污
率等 效是就 从排 除 污染物 的 角 对度 气 组流织进行 评 的 指价标 ,
国内对 新 的换气 排污 效 率 研的究 作工 开
因
此这 是属 于 空调 流气
。,,
展较
晚究者不 多研
。
主要 原因 可 能 是 空气
,, 。
组
领 域的织一 个问题而 不 仅 仅是 通 风 问题
品
质 问在题 国内 刚 刚 引 起 重视 另外 这 一
问对
一这 题问各 国 的 学 者 做了大 的 研 量 笔究
题
的 研 究 要 做 需 大 的量实 验 作工 费 用 较
高,
者为主认要 的究研 法方 两有 大类传 统 的 以风
量 速风 为特 征的 欧拉 和法以 空 气 龄 留滞 时
间 为 表 代的 格拉朗 日 法即
一。、
、
但 随着空 气 质品问 越 来 题越受 到重 对 视
一这 问题 的 究将 研 渐逐开 展 起
来
本。 的文 主
要
美 八国, 。
目
的 使 国 内 的是 研究 者对 国 外在这 一 领域
的提
的出
, 即 前者 是的 代
。表
研 究成果 有 一 个 宏观 的 了 解
,、
。其
中的 一 些重
欧和北 英学国者 则是 后者 创的 者 始 和发 展者
要 概
念 如 空气龄 污染 滞物 留 时间 等因 为
是
本文介绍的 是 后 种方一 法即拉 格 朗 日 法
, ,
、
对、
拉格朗 日
法的 换 气排 污 率效 北 欧与英 国在
理
论上 做了量 大工作 提 出 空了气 龄 气换效
☆率
上
海四市 平路 一
!
号
··
国
外技 术介 绍
年第
卷
第 1
平均期值
即
r ‘一{,
基
于拉 格朗 日法 研 究 流体运 动 而提 出的 概
念不同 于 我 们 平 常 所 习惯 欧拉的 法中 的 量风 风 速等 所 以 比 陌 生较 难于理
,解
、
,,
。
文本将
花
较大 的 幅篇 导 推局部平 均 空 气 龄与 踪气示
了
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,
·
、
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一:
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八U
, )d
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体浓 度的 关 系 以期 读 者使 这 对 概些 念有
较比 刻 深的 了解。
另
外 换气 效率 排 污 效 率
是,。
,
、(1
)空
气 质点 在 内室 运 动的 过程 中 会 不 吸断
两
不个 的同概 念 澄 清 两 者的 关系 是研究 换
排 气污 效果 的评价指 标 的 前提
,,
由
于 国 外研
收污
染物 新鲜程 度 下
,降
,
。
因此
局部 均 平空
,
究很 者 对上多述 概 念 不 同学者 所用 名 的称 符和 各 号不 同相即 使同一 者 学不在 文同
章
气 短龄的 点 空 气吸 收 染污 的 机物 会少些 比 新较鲜 换 气 能力 就好
,
。因此可 以 用 局 平部。
,
中
所用 称名 号符 亦 有不同 本 文将 列表 对 其 较中有 影 响的几 进种 行 纳归 对比 和 析分以 方 便 大对 家 文献 使的用
2
、
。
,
均 气空 来定龄义 气 效 率换
,
,
局部平 均 空气 龄概念 比 较 抽 象直接 测 量 比较 困 现难 在 一般 以 多 示 踪气 为体媒 介 进 行 间 接测 量 即通 过 测某空 间 的点示 踪 气体 度浓 经计 算 到得局 部平 均空 气龄 气踪 体 浓 的度关 系 对 应关 系 不 同
, 。。 , 。
空
气龄空 气
龄 概 的 念 是换气 效 定率 义的 基 础 , ,
里这的
比较 象抽搞 清 这个 概 的 涵念义 和 测 试 方
法 个 一关键 问题 就 找 出是 局 部平均 空气 龄与 示
对正确 理 解 换气效 非 率常 重 要.
2
。1
对 不 同
的实 验方法 这一
, cDe y a
空
气点 质 的空气 龄( 简 称 空 龄气 ) t 空 质 气点 的空气 龄 指 是空气 质点自 进人
。
本文 重着讨 使 论 较 用多 的 原理 法
,类 。
t印叩 法 的这 一 对 关 系 应S
似 类可 得推
S出 etx
房起间至 到 房达间 点某 经所 的 历 间时重 数
.函 22 。
因
此〕
空气 质 的 空 气点龄 是 空 气质 点与 空 点间 的双 局 部 平 空 均气 龄 局民部平 均 空气龄 是 同 到时 达 某空 间微 小
区 尸 ( 下域 简文 某称空 间 点) 的 所有 空气 质 点
叩 法
是 在送 风管 道内 生发 示踪 气 体。 ,
并 使 之在 到达 送 风 口 之前 得 到 均匀 混合从 O
时刻 开始送 人 室 内 室内浓度会 逐 升渐高
,
并 终最达 到平 衡
,。
实验 在中要 考 察 区的域
均,
布匀点 续 或 连 间 断样采该 点 浓 度 最后 按 公式
出算该 的点 局 平 部均 空 龄气度 与 局 部平 均 空气 龄 关系的式
,
空气的 龄的平 均 值
。
同
时 到达 某 间 点空的 所
,,
示
踪 气体浓 的 导 如 推下 :
。
空有 质气 点 的空 气 龄 不 相 同 有 各 长有短 不
同 空
气 龄 的空气 点 质所占 的 数符 合 份 个 一
首 分先假 送 人 定 的空气质 中点的 示 踪 气
体
布
1A。
,
(
,
,
)
A
丁,了
,(
t )
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,,
1
布 曲线分 图
见
在质 点运 动 中 不 扩 散 即 空气 质点 中 的 示踪s 此外 0 气时 浓体度 始 终 等 于 送风 浓 度 C。
对
一 定给的 气 组 织流这 一 分布 是 空 间
, ‘
点
A
()
刻室 内浓度 为 0 : : 二0时 图 2 的看 况情质点 恰好 在 ;口 送 处 风 质 B 在 点 质A 点的上 游 一 点任处 从 B点 的质位 置 运 动到A 质 点 的 位置
。所 ,
,A
需时为间△ T l C;质 点 在房 间 任内一 点处
,
,:
t
十
s
t
空 气龄
其空时气 龄 为△ TZ 在 时刻 T 质三点 正 同好 时到 达 空 间 点 尸 时此 A 空的气 龄 t A =PT 一 △T ; lC的 空 P = ;T 的B 气空龄 tB。 =
0,
图
l
意 任空 点龄气的 率频 分布 曲 线
。
局 部 平 均
空 气 龄云 i 是 该 点 就 , 各 空 质气点 的 空 气 龄 t A以( t )为权 的加 权单的 值函
数
P 二 +T△T 如Z 尸 点 空 气 的龄分 气布 龄c 函 t数为 A :杯)则 A 点所 质质 量 占数份 A 为,的 A p (为T △ 一 T:) 为的A p( T+ ( T)
。
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通暖空 调 HV & cA
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国 外技 术 介绍t
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2图示 踪 气体浓 度 与 空 气 龄 关系
,
三种测 试 方法 下局 部平 均 空 龄 和气 室 全 均平空 龄气的 算 方计
法
uP 坛:
局法
部空气
龄
T Z△
)见 可在T 时 刻气 空龄 T 的空镇 气: 点质 在=0 时都在 送 风管道 内即 其浓 度
都 。,
厂{}
一,
,
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sd 为 : C;而空 气 龄> T 的在 = 0 时 都在 室 因内此浓 度 为0所 以 T 时刻 到达 尸 点 的
各 ,
。空气
点 所 含质的 示 踪 气体浓 度 饰 : 质 点的 气 空 龄t有 关 可表 达 为,
1
( t) 与空气
。
云
(
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t 示踪气体尸度浓 V 室;容 积 ; 砰—时刻 点l 风的口示 气踪体浓度; Q风量 甜 气 时月刻 l一 室送 一C 内s 示气体初 始踪浓度 ;风送日 内的示 气踪 体浓; 度 ——t — 时间 — 全室平 示踪气均浓体度
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除 局部 平 均 空龄气 和 全室平 均空 气 龄用
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t 平 滞均留 间时 等 于 室 平 均全 空 龄气 的两倍
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气 、j 以)/
因此 种 定 两 的 数义 值差 倍一但 反映 的 规 律
,
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)是 同一 个
3
。
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JT
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二
s
换气 效
率与 污排效 率 国
外 学者在 换 排 污气 效果 的研 究 中 提
出,
一
一
离散
化之 后得
向 1、 ( :)/ es) ( d J 丁:(
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。
,
尸
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了 换
气 效 率 与排污 率效两 个 不同 的 念 不
概
一
二
、)
gl v c/,
同 学所者 用 名称 不 同 详 表见 2
,
。
(5 )
表2
。
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换效率气和 污 排效 率的 不 同 名称排污效率
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毛
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换效气率
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即
到 S 得etP p u法的 局部 平 均空 气 龄与 P up 踪示气 体浓 的度积 分 和 离散 关 除系S t ese l a y 法和 P 法两种u 不一 以 外 法有 还 e Dc。
,
,
l
文「 献4[
3 .1
Ive l 《l
邵
换 气率
效 气换 效率是 衡 量换气 果 效 劣优的 一 个 指, 。
一 导 推 果 结汇 于 表 1 总参供考 , ,
,
。
2
全3室 平 均空 气
一龄
标是 流 气自身 的特 性 数参 与污 染 无 物关,
,
全室 平 均空气 龄 就 是全 室 点各 局的部 平
如 上 文述 所 所考察 点 的 换气 效 果 优 的 取 决 劣 于该 的 局点 部 平 均空 气 龄
空 用龄 气 义定
。。
均空
龄气的 平 均 值(
。
因此 气效 换
率, ;
> 一
、
(
尖{)
’v V J
.;云 dy ‘
但 于基不 同 的 着 眼 点 有换
就。
’’
u
气 率效不 的同定 义 方法
·
·
2 3
国外技 术 介绍
991 年7第 2 7卷第 1 期
数 与 非稳 态 参 数进 行 义 之 分
定 , ,
。ai tv ee ffeieney 或i 首 先 相有对 效 率 :(el r ela t ve ie fee fivtnes、 a e ute) 与 绝 效对 率( 、 bleff eieni eya u e e e een vses b或 、 l tffti 之) 相
。分
稳态 非与稳
态的究研 都 重很 要 态稳 效可反率 映 终 最能达 到 的 浓 水 平度而 非 稳 态则 可 映 浓 反变
度
效 率对 虑考室 内 各点 换 气的 不 衡 一 均 般
用是 某个 与 室位内置 关 的 无 气空 龄 如全室 平
均空气龄 所 考与虑 点空的 气龄 比 来定 之义
,。
,
化 的
慢
快
,
。各
种排污 效 的率归纳 见 3
表,,
除。
之 此外 有 还一些 效率 利 是 其用它 的 效率
绝
用
学 数 方法构 造的 无 明 确 物的 理意义 如 表
3ie ene inaynt re v a elff 右i栏 中 的 c o tan mo 换m 气 率效与排 污 效 率 的 关系
. 33 。
对 效 率 主 要虑考实 际换 能气力 最 大与可 能 能
力 的差异 因此 其定 义 总 用 具是 最有大 换 气
能 力的气 流流 型( 绝对 单向 )流的空 气 龄 除 以
实情际 况空气 龄的得
,到。
。
两
种 定义 方法 眼着
,
的
。气 换效 率与排 污效率 并 不 一定 是 一 致6〕 文献「 认 为换 气效 率 在50 % 以上
的,
点
不 同 效 率 的数 可值 能 同不 其 但 反 映的 能 是力 一 的 致 里这要 强 的 是调 绝 对 : 单 向 流全的室 平 均 空气 龄 等 于 义名 时间常 数 的
两般一 都有较 好的污效排 率但 换气效率
,50% 的 不 一 定 排污 率效也 很低
,
。 可能有 气空,
和 污
染都物 发 短 生路 污 即物 染 直接从 污
倍 染而 何任 情 下 况 的排 风平 均 空 气 龄 都等 于 名 时义间 常数因 一此 般用名 义 间时 常数 和实 的际气 空龄 构造 绝对 效 也率有 实用 排
风际平 均 气 龄空 和实际 的气 空龄构 造绝对效 率 的 表 见
3,, ,
,,
源
流 排向风
,
。口
因
此 尽 气管流 有短 路 换 气。 ,
效 率低 但 排污 效 果 并不 差
对 于个 具一 体的 房 间测 试 际实的污 染
物
浓 度 然当比 记 录 气换 效率 更 有 实 际 意义然
而在 许 多情 况 下 无 法预 污 知物染 的情 况
还是 比 较 意 义有的
,。
。
。
,
另外 还 有 述 描 室内 某 微一小 区域 的局部 换 气 效 率与 描 整 个述 房 或 工 作 间 的 区 室全或 工作 换 区气 率 效 分 之局部 效 率 与 室全
,
因效此 用 换 气 率效对 排 效污 果 行进大 概 的预 测另 外 在 个 实一 系际统 排污 不
好 时 过 通 定测换 气效 率寻 找症 结
所 在
的率 联 系一 般 是 将局 部 率 效 义 定 中式 的局 部 量
用 全 室平均 量代替 即 得 全 室 效率 气 率 效 归的纳见 表 3,
。
,很
有
效。
的差排 污效 果 很 可能是 由 比较差 的,
。
各 换种
流气 组织 造成 的因 此 通过 测 试 操 效 气率可 判 定
是 是否 气流 组织 的 题
4 问
局部。 率效的 点优 是
可
。以 握掌各个 点 的 换气 况 情 室全 效 率 优 的点
语
结 气排换污 果效的 评 是 当 价今 调 空 域领 的。
是 测
试简 单 只 需 测 排 风 浓口度
.32
排 污 效 率
一个 较前比 沿的 课
题 换 用 气效 率 污排效
,
、
排
效污率 是 映反通 风 污 染对物 除排能 力的指
标。
率
指 导 气 组 织 的流 计 对兼设顾 风通 效 果与 节
以能 人及体 热舒 适 都 有很 要 的 意 义 因重此
世 界 上 多许 主 国 家要 都花 较了多 的 人 物 力 力进 行究
研
对相。 的发 同 尘 量与 风送 能 维 持量,
,
较低的 稳 态 室 内 浓度或 快 地较 把 内 室的原
始 浓 度
降 下 的来气 流 组 织 其 排 污 效 率就 高
有关 外还 与污 染 物 的 特点如 污 染 的 源位置 污 染物 的 密 度等 有关
,
,,
。
这 一
理 体 论系 提 出了 空以 气龄为 ,
。
排 污效 率 除了 与气 流组 织 有 关即与 换 效 气率、
基 的础 换 气效 率的 概 可念用 对于 污 效排果
预 测 的和对 排 污 效 不果 的 佳 原因 分 析换
。气
排污效 率 用 污 染 浓
物。
效 率的 研究 需做 大 量 实 的 验 作
工,
。
理上 的
论度定 义也有 用 染 物 污 滞 留时 定 义间的
由,
计 机算模 拟 对 实 验有指 意导 义但 仍 需 实 验
进行 验证
,
。于
污 染滞物 留 间 时与全 平 均 室 污 染物浓 有度
我国这 方面 研 的 工 作究 比较
尚 ,,
确
定的 关 系 所 以两种 定 义 方 法 也是 一致 的 参( 表 l见
少 、 于限 篇幅 本 文只能 选 择 重点给 以 简 单 的介绍 和 分析抛 砖 引 玉 期以有更 多的感 兴趣
。2
)
排
污效率 的 义定也 有 多 种 方法 除 与 换
气 率 效类 似 的四 种定 义 法 外 还 有 稳 态 参
,
用
,
加者 到人这 一问 题 的 究 中 来 研 从 而 快 使尽我 国 的 究研 工作 追 赶 上 国 外 步 伐
。的
,
暖通
空 H v 调 A&C
3表排 污
效率
国外术技 绍
介·
·
3
部局排 污 率 效(描述 一 微 某小 区域 排的污 力 能
相)效对
绝率 效 对率
室 全或 工作 区排 污 效率 ( 描述 全 房 间 工或 作 区的排 污 能 力 相对效)率 绝 对 率效
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绝栏对 效 率 定义 说 : 绝明a 对 率 的效 定 中 是用 : 除 以平 均 滞 留时 其间 l他 l 除 以平均 空气 两个用 是 T得龄到 平滞 均留 时 = 间 平均 空气 龄x Z 所 以 两种 义 定值数差 一 倍 但 其 质本 是 一的致: 是 义时名间 常 数对 单向 流: 等 于平 均 滞 时留 间所
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表 5
附,
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全室平 均 空 气 龄 或 区 域 平 均空气 : 龄是局 部 平 空均气 龄全 室的 均 平对 或某 区 一域 如(工 作 )区 平 的 均英 名文
称vaera
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符
号
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与其 他概念 的 系
关( 云>
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月.·
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e附 6表
全 室
平 均 滞 留 时
间
:
7
是
局 部平 均滞 留时 的全 间平 室均
符
号文名称
英avragee t otalr e e lllee ti s 记
n
e与其他
概念 关 的系
r云 = 2 ( 云)
出
处[
〕
l[ 4
6附 录3表
、 4
念
纳如下归
的
定 义 中 及涉的 空 龄 气 和滞 时 留间等
概
:
e e e trmie of rth es di ne a i in tr e hr《) 习 1
T 1 r =
〕
附表1
:
名 义时 间常 数 气次 换数的倒
数定义 式
r: 、=
= :V / n Q
号符
英文
称
名
处出
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1i1na l
C( l )tasff l
tt
1
/
n
tm Tn 一t
s
t
lm
e
房 间 体
积Q:送 风 量 n :换 气 次
数
v
4 []
附
2表 符
二号
空 气
龄 表 示 气空 进 入自 房间 至 达到某一 点 所 经 的 历 间
时:
英
名文称a
ge
i t ne la n rg a
出
处[ 2]
几或
f
o
ai
r
排风 的 平 均 空 气 是 排 风 的 空 龄 气龄的 平 均 与其概他念 符 英号文名 称 出 处关的系 e avre ae th ag 或罗 云e u 一V /v r l :re 眼 或 e t :imt ev o n r t i da ckbm V 房 间 体 或h o积 lar : fthe ex hOs t i 亨 风送量a u: 附表 污8 物 染 滞留间时稳 态 时 室 内 污染 物 总最 除 以发 t 该定 尘义 与空 气名 义 时间 数 常 似 故 也类 ”“称 污染 物名 义 时间 常数。
= : *ne x it 。,
附表 7
,
e
31 仁
间 时
:
号符
英
名文称= 迄云
l( C(o c
义定 式(C )
、 ( ) :oc ) > V V/
出处
表附3 部局 均滞 留 平表示 某 微小区 域 内 的气体 开离房 间前在房间 内滞 留的 间时的 平 均 符值号
文英称 名res iednee t mi
e出
处稳 态时室内 平均
污3[ 〕
xit a e e或 ogf te hC0llt 日 】 1ll l 习 】f tI
物染浓度
V
:房间体
〔 川积
:V污染 发物生 率
附
表 4 局部平 均空 气 :表 示 某龄一 微 小 区域 内各 空 气 质 点的 空气龄 的 均平值
符号l
文 英 称
出处名
:t
Urn
Ve0Tt t me o thf e Ci )I l〔 t肚】1 n a 1 flt
ave r gae l l st t tlm m ef
T ,
av er gaagee oft r heai 姗
1agv e era g er li n lro e肥 sd ae co
府 :污 染物生发率
肪c : o )( 稳M 时态室 污内物染量=
M (o c )
3〕 〔
[1〕
4 [][
5
t
l l l l
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A
,〕
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l ~ rco fon at ll la no w1t lf
[r4〕
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