住宅通風(fēng)氣流控制與CFD模擬

住宅廚房顆粒污染特性與通風(fēng)系統(tǒng)新考慮高軍高軍,博士,副教授,同濟大學(xué),E-mail:gaojun-hvac@“氣流控制與CFD模擬”專題交流1住宅廚房油煙顆粒污染特性2住宅廚房通風(fēng)系統(tǒng)的思考住宅烹飪?nèi)剂先紵廴井a(chǎn)物、中式高溫烹飪下油和食物裂解污染廚房污染源與非吸煙女性患肺癌高度相關(guān)（華人家庭主婦流行病學(xué)結(jié)論）廚房PM2.5濃度遠高于室外，且含有PAH等有害化學(xué)物質(zhì)，應(yīng)引起關(guān)注油煙顆粒油煙PAHs1.1廚房污染源量化研究狀況生化、生理、毒理、流行病學(xué)研究較多CFD計算中多假定散發(fā)模式LaiandChen(2007,2008),

BuildingandEnvironment;LimandLee(2008),EnergyandBuildings;

王剛,王漢青

(2009),湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報;李梅芳,彭小勇等

(2010),制冷空調(diào)與電力機械……Chiu

and

Yu(2004),

International

Journal

of

Cancer

Yu

and

Chiu(2006),

Cancer

Research

溫夢婷,胡敏(2007),環(huán)境科學(xué)

譚德生,鄺元成(2012),

環(huán)境科學(xué)……基于氣流分布CFD的人體對污染吸入因子尚無定量1.2油煙顆粒散發(fā)物理特性粒徑譜源強度散發(fā)強度的粒徑分布=總散發(fā)強度S

X

體積粒徑分布X=1.2油煙顆粒物理散發(fā)特性1.3油煙顆粒散發(fā)化學(xué)特性（PAHs）定油量:80g定油溫:No.1-40g,No.2-60g,No.3-80g1.3油煙顆粒散發(fā)化學(xué)特性（PAHs）1.3油煙顆粒散發(fā)化學(xué)特性（PAHs）三種典型菜肴(標(biāo)準(zhǔn)化流程)油爆蝦炒青菜蔥爆肉炒青菜蔥爆肉油爆蝦累積散發(fā)量：炒青菜2501ng，蔥爆肉5436ng，油爆蝦8451ng

25根，55根，85根1.4個體暴露與吸入因子CFD模擬數(shù)學(xué)模型：RNGk-εmodel+Driftfluxmodel做飯時聞到強烈的油煙味？冬季做飯會開啟門窗嗎？何時開啟油煙機？2.1住宅廚房通風(fēng)習(xí)慣問卷何時關(guān)油煙機？1031份2.2高層住宅廚房集中排煙--問題變截面煙道子母型煙道變壓式煙道等截面煙道1、面向戶間串煙、串味問題為主；2、煙道動靜壓轉(zhuǎn)換阻力大；3、部分煙道施工難度大；4、戶間流量難以平衡。各層用戶通風(fēng)不均勻性，底層用戶排煙量少，排煙管道存在串煙和倒灌2.3常用的等截面排煙系統(tǒng)（單管）1、戶間排煙通風(fēng)量均勻性差，頂層用戶960m3/h，底層用戶180m3/h；2、各樓層用戶風(fēng)機工作點分散；3、排煙管道正壓較大，串煙/倒灌難以避免。2.4雙管送/排風(fēng)系統(tǒng)可行性分布式集中式混合式各層用戶風(fēng)量平衡性各層用戶風(fēng)機工作點1.平衡了各層用戶環(huán)路阻力2.排風(fēng)均勻性得到大幅提高3.風(fēng)機工作點分布比較集中

4.變工況下均勻性好

不同使用系數(shù)時用戶均勻性1.補風(fēng)口與排風(fēng)口負壓較大，需研究兩者的銜接氣流；2.負壓不能依賴廚房封閉來實現(xiàn)，避免氣密性干擾。2.5集成式等截面煙道均勻排風(fēng)探討1.僅設(shè)置屋頂集成風(fēng)機排煙，住戶僅保留無動力/微動力集煙罩。2.新風(fēng)由各住戶經(jīng)所在層新風(fēng)管被動吸入（住戶廚房關(guān)閉，保持正常氣密性即可）。3.屋頂集成動力維持排煙道負壓，防止串煙倒灌問題。4.各住戶廚房排煙噪聲大幅降低。1.以一種流量分布器，實現(xiàn)等截面煙道流量均勻（設(shè)計狀態(tài)）。2.以分布器匯流阻力/直通阻力自適應(yīng)性，保證較高的運行平衡率。3.主煙道1/2層間補入單戶設(shè)計排煙量，確保匯流流量比低于敏感限值。4.集成風(fēng)機變風(fēng)量運行，適應(yīng)高層建筑變工況條件下節(jié)能要求。案例

設(shè)計工況下風(fēng)量運行下風(fēng)量分析相同使用系數(shù)不同層啟閉-風(fēng)量分析風(fēng)機工作點總結(jié)住宅廚房油煙顆粒散發(fā)粒徑譜/源強度/PAHs可實現(xiàn)定量化，為CFD模擬和人體吸入暴露提供依據(jù)。住宅廚房無組織自然補風(fēng)可能惡化顆粒污染程度，且與供暖空調(diào)節(jié)能違背。高層建筑雙管同程式系統(tǒng)可確保用戶流量均勻，但需保證局部負壓銜接。高層建筑集成式等截面煙道排風(fēng)系統(tǒng)具有負壓防串煙/變工況流量自適應(yīng)等優(yōu)點，需深入開發(fā)相