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房屋通风模拟测试

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发布时间：2025-03-11 17:13:31 更新时间：2025-03-10 17:18:04

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

房屋通风模拟测试需围绕 换气效率、气流组织、污染物扩散及热舒适性 等核心指标展开，依据国际标准（如ASHRAE 62.1、EN 13779）及国内规范（如GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》），确保室内空气质量（IAQ）与能耗效率的平衡。以下是系统化的测试方案与操作指南：

一、核心测试项目与标准

测试类别	关键参数	测试方法	标准依据
换气效率	换气次数（ACH≥0.5次/h）、新风量（≥30m³/h·人）	示踪气体法（CO₂/SF₆）、质量平衡方程	ASHRAE 62.1-2022
气流组织	风速分布（0.1~0.3m/s）、温度梯度（垂直≤3℃/m）	计算流体动力学（CFD）模拟、多点风速/温度监测	ISO 7730:2005
污染物扩散	CO₂浓度（≤1000ppm）、PM2.5（≤35μg/m³）	多通道气体检测仪、激光粒子计数器	WHO IAQ指南
热舒适性	PMV-PPD指数（-0.5≤PMV≤+0.5，PPD≤10%）	黑球温度计、湿度传感器、热舒适仪	EN 16798-1:2019
能耗评估	通风系统功率（kW·h/m²·a）、热回收效率（≥60%）	电能表、焓差法（显热/潜热回收）	GB 50189-2015

二、测试方法详解

1. 示踪气体法（换气效率测试）

步骤：
1. 释放定量CO₂或SF₆，监测浓度衰减曲线。
2. 计算换气次数： ACH=ln⁡(C0/Ct)t(单位：次/h)ACH=tln(C0/Ct)(单位：次/h)
- 判定：住宅ACH≥0.5次/h，医院手术室ACH≥12次/h。

2. CFD模拟（气流组织优化）

模型构建：
1. 导入建筑CAD模型，设置边界条件（风口位置、风速、温度）。
2. 划分网格（精度≤0.1m），求解Navier-Stokes方程。
输出参数：速度场、温度场、污染物浓度云图。

3. PMV-PPD热舒适性评估

计算原理： PMV=f(Tair,Trad,vair,RH,M,Iclothing)PMV=f(Tair,Trad,vair,RH,M,Iclothing)
- 判定：PMV在-0.5~+0.5时，80%以上人群感觉舒适（PPD≤10%）。

三、国际与国内标准限值

参数	ASHRAE 62.1-2022（美国）	EN 13779:2019（欧洲）
CO₂浓度 ≤1000ppm（办公空间）	≤900ppm（IDAIQ 1级）	≤1000ppm（一级）
新风量 ≥8.5L/s·人（办公室）	≥10L/s·人（高密度区）	≥30m³/h·人（住宅）
热回收效率 ≥60%（显热回收）	≥50%（全热回收）	≥55%（寒冷地区）

四、测试设备与工具

设备/工具	用途	推荐型号
CFD模拟软件	三维气流与污染物扩散模拟	ANSYS Fluent、COMSOL Multiphysics
多通道气体检测仪	CO₂/VOC/PM2.5实时监测	TSI IAQ-Calc 7525（6参数同步）
热线风速仪	局部风速与湍流强度测量	Kanomax 6162（0.01~30m/s）
热舒适仪	PMV-PPD指数、黑球温度计算	Testo 480（集成温湿度/风速传感器）
示踪气体系统	SF₆/CO₂释放与浓度追踪	Innova 1312（光声光谱技术）

五、常见问题与解决方案

问题	原因分析	优化措施
通风死角	气流组织不合理或风口布局不当	CFD模拟优化风口位置，增加诱导风机
CO₂浓度超标	新风量不足或人员密度过高	增大新风阀开度，安装CO₂浓度联动控制系统
能耗过高	热回收效率低或风机选型过大	更换高效热交换器（全热回收≥70%），采用变频风机
噪音过大	风速过高或管道共振	风管加装消声器，降低支管风速至≤3m/s

六、应用场景与测试建议

住宅通风（自然/机械）：
- 必检项：夜间自然通风效率（开窗面积比≥5%）、卧室CO₂峰值（≤1200ppm）。
- 建议：安装带热回收的新风系统（ERV/HRV），降低空调负荷。
办公楼（混合通风）：
- 重点检测：开放式办公区PMV-PPD指数、会议室换气次数（ACH≥2次/h）。
医院洁净区域：
- 增测项：压差梯度（洁净区≥10Pa）、微生物浓度（浮游菌≤50CFU/m³）。