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1、示踪气体测量室内气流参数的方法研究发展综述薛斐 2009013145国外示踪气体方法引入暖通行业已是20世纪60年代了， 但是国内此方面的研究最早始于90年代，随后经过学者不断的探索以及研究水平的不断提升，发展为室内通风气流参数的一种重要测量方法。下面是有关示踪气体测室内气流参数的文献综述。李晓峰 朱颖心 示踪气体浓度衰减法在民用建筑自然通风研究中的应用19971997年， 学者李晓峰和朱颖心用示踪气体浓度衰减法对某会议室的自然通风作了实测研究, 分析了影响换气次数的各种因素、示踪气体浓度衰减法的有效性及其正确应用。揭示出不同的房间布置及不同的门窗开启情况对换气次数有很大影响, 而示踪气体浓度
2、衰减法是对此进行实验研究的有效手段。文章探讨了门窗面积及位置等因素的影响, 认为门窗的位置影响更为显著。而为获得足够的换气次数, 门窗只需有适当的面积, 并不需要很大, 因为很大面积的门窗对提高换气量的作用并不明显,却增大了外界的传热及太阳辐射的得热量。气象条件是影响自然通风的又一重要因素,这称为以后工作中需要研究的课题。文章认为示踪气体浓度衰减法是研究自然通风的有效实验方法, 合理设计及组织实验, 可以定量测定自然通风条件下的换气次数, 分析建筑物内各点换气均匀性。由于单点测量应用范围的局限性,应尽量采用多点测量的示踪气体浓度衰减法。李先庭 用示踪气体方法研究通风房间的空气龄 2001200
3、1年，清华大学的李先庭采用示踪气体方法,用低浓度甲烷作为示踪气体，对一通风小室内的5个点在8 种气流组织下的空气龄进行了测量,并对测量结果的可重复性进行了检验,从测量结果得出了如下结论:强制通风而言,尽管存在风机等不确定因素的扰动,用示踪气体方法测得的各点的浓度衰减曲线重复性较好,说明示踪气体方法可用于强制通风气流组织的研究;示踪气体的测量结果表明,不论顶送还是侧送,凡是送风空气容易到达的地方,空气龄就小,凡是处于回流区中的位置,其空气龄就大,这一结果证明了示踪气体方法的正确性;传统的通风设计参数,如换气次数等,很难衡量房间的通风换气效果,而空气龄的测量结果一方面反映了各点空气的新鲜程度,另一
4、方面揭示了室内空气流动形态,为更好地提高通风换气效果提供了指导,可广泛用于通风空调行业。王伟晗、黄志甲、许强生 不同气流组织形式下空气龄的实验研究 20062006年，安徽工业大学建筑工程学院的王伟晗等人，对不同气流组织形式下空气龄进行了实验研究，利用CO2示踪气体得出了常用的6种气流组织形式下标准气室中各测点处的浓度衰减曲线, 并计算出各测点的空气龄。并对测量结果的可重复性进行了检验, 从测量结果得出了如下结论不论是侧送风还是底送风, 凡是送风空气易到达的地方, 空气龄就小;凡是处于回流区中的位置, 其空气龄就大, 这一方面说明空气龄是反映各点空气的新鲜程度, 另一方面暗示了室内空气流动形态
5、, 能为更好地选择气流组织形式和提高通风换气效果提供指导作用。常用在民用建筑中侧送侧回的气流组织形式，送、排风口异侧较同侧更合理。地板送风气流分布均匀, 排风口在上侧比在下侧更能明显改善室内空气品质。魏景姝,赵加宁,高军 自然通风技术研究方法及工具 2006同为2006年，哈尔滨工业大学的魏景姝、赵加宁和高军在自然通风技术研究方法及工具一文中，介绍了自然通风研究中的实验法和数值模拟法的研究现状, 并对它们进行了分析比较, 提出各种方法的适用场合。在数值模拟法中还介绍了几种可用于分析自然通风系统的通风特性和热特性的常用工具软件，对各自工作原理和应用特点进行了比较, 并对使用方法和应用场合提出了建
6、议。文章介绍了定浓度法和衰减法两种示踪气体试验方法。所谓定浓度法, 就是在测试期间, 保持所有测试房间的示踪气体浓度不变, 而改变示踪气体注射量, 它可用来处理驱动力发生改变的通风问题, 如渗透问题和自然通风。而衰减法是指想测试房间注入一定量的示踪气体, 随着示踪气体在测试房间的扩散, 示踪气体的浓度成衰减趋势。用作示踪的气体一般为无色无味的惰性气体, 这样得到的测量结果比较精确, 而且测试方法比较简单, 标气源广, 便于推广使用。在自然通风中可以用该方法预测自然通风量、换气次数、分析气体分布等情况。如文献 中用示踪气体浓度衰减法对莫会议室的自然通风作了实测研究, 分析了影响换气次数的各种因素
7、、示踪气体浓度衰减法的有效性及其正确应用, 揭示出不同的房间布置及不同的门窗开启情况对换气次数有很大影响。蒋选、邵晓亮、李先庭 利用示踪气体测量风道中风量的研究 2010目前工程上风道风量测量方法需多点求平均导致过程复杂且测量精度不高, 已有的采用示踪气体测风道风量的方法仅知道原理而未对该方法的适应性进行研究。针对这一现状，文章对示踪气体测风道风量的方法进行了进一步的研究，提出了改进的测量方法, 并利用数值计算对改进方法的效果进行了验证, 对利用该方法测风量可能遇到的问题进行了讨论。结果表明，改进后的示踪气体测风道风量的方法, 在各种实际工况下均具有较高的可靠性。文章讨论了实际测量时遇到的关键
8、性问题，包括均值法的时间步数选取，测量时间的选取和测量段长度的选取。得出了以下结论：对于向前取平均值的时间步数，当步数过少时， 如5步,，则不能很好地消除扰动的影响；而步数过长时, 精度提高的并不是很明显，比如向前取10 步和取20步的效果相差无几,，且20步将延长测量时间. 因此，实际测量中，取10步是较优的步数.。测量时间较短, 均可在5min以内获得稳定风量，其中，无回风系统的稳定时间非常短, 而带回风的系统的稳定时间则较长。但实际中，如果估计回风的延迟时间超过20 s较多时, 便可以将系统在延迟时间内认为是无回风系统, 从而可以在20 s左右内测出风量, 故而示踪气体测法在两种常用系统中均可行。以上即为示踪气体法测空气参数在暖通空调行业的大致发展历程。随着科技的发展和人们对室内空气品质的关注度日益增长，室内通风将更加吸引人们的目光，做为研究室内通风的重要方法，示踪气体法将在暖通空调行业得到更广泛的应用
