高速列车载客量大、运行时间长,通风系统的优化设计对于提高乘车舒适性和客室空气品质具有重要意义.基于计算流体动力学理论(CFD),建立了满载工况的全尺寸车厢模型.以客室顶部中间送风为例,针对两端排风、下端排风、上端排风以及改变两侧排风流量比的上端排风,对比分析了客室内的流场结构以及呼吸污染物扩散特性.采用不均匀系数、能量利用系数、通风效率指标进行评价分析.结果表明,采用改进后的上端排风方式时,客室内的综合评价指标最优,室内平均浓度不足500 ppm(parts per million),稀释倍数超过10000倍.当乘客与污染源向前间隔超过两排或者向后间隔超过一排时,污染物浓度降低至500 ppm以下,可以有效控制前后扩散距离.根据污染物扩散规律,为进一步阻止乘客之间的交叉传播,应避免第B列与第C列乘客相邻乘坐.
针对装配式建筑特殊结构形式对暖通空调(heating,ventilating and air conditioning,HVAC)系统新的挑战与机遇,结合置换通风优势以及装配式住宅建筑墙体空间结构特征,开展了装配式住宅侧墙通风系统集成研究。采用数值建模研究手段,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)计算平台,在诠释系统架构与运行方式基础上,重点分析了该新型系统运行效果表征关键环节,即室内气流组织效果。选择了夏季室内三种不同送风模式以及传统射流送风方式进行对比分析,并以风速不均匀系数、空气扩散性能指标以及通风效率等作为系统性能评价指标。研究结果表明:在相同的制冷量限定条件下,大面积侧墙下送上回和中送风工况的风速不均匀系数、空气扩散性能指标、通风效率分别为0.432、0.963、1.279和0.386、0.926、1.574,优于传统射流送风方式的0.552、0.483、1.081。尤其采用中送风模式下,室内工作区内温度较低,在满足室内设计温度的条件下具有节能潜力。该装配式住宅侧墙送风系统,不仅可提高室内热舒适性,而且能一定程度上降低建筑能耗,为装配式建筑与暖通系统的融合与一体化设计开拓了新思路。
