人口的過度集中和城市土地資源的稀缺使得高層建筑成為城市住宅的主要建筑形式,同時人們對室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求越來越高。廚房作為住宅的重要組成部分,也是室內(nèi)污染物主要散發(fā)源之一。目前,高層住宅廚房排煙主要采用豎向集中排煙系統(tǒng),該排煙方式存在樓層之間排煙不均勻、串煙串味,底層排煙量不足等問題。本文在國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,采用理論分析、CFD數(shù)值模擬計算、實驗對比驗證相結(jié)合的方法,對住宅廚房等截面集中排煙系統(tǒng)進行了分析,探究解決排煙系統(tǒng)存在的諸多問題。首先,對圖集推薦的6層等截面排煙系統(tǒng)進行水力計算,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在嚴(yán)重的阻力不平衡問題。運用伯努利方程、連續(xù)性方程等流體力學(xué)知識對等截面排煙系統(tǒng)進行理論計算,為后面的數(shù)值模擬計算提供理論依據(jù)。其次,采用CFD數(shù)值模擬的方法對6層、20層和30層排煙道系統(tǒng)管路流動特性進行了分析,研究了主煙道內(nèi)壓力和各支管排煙量大小的分布規(guī)律,重點分析了油煙機開機率、油煙機的不均勻性開啟分布、煙道截面尺寸對系統(tǒng)排煙效果的影響,結(jié)果表明排煙系統(tǒng)存在排煙失衡、排煙量不足等各種問題。然后,針對排煙系統(tǒng)存在的問題,本文應(yīng)用屋頂風(fēng)機替代現(xiàn)有系統(tǒng)的無動力風(fēng)帽,探究屋頂風(fēng)機在住宅廚房排煙系統(tǒng)的應(yīng)用,分析了多種類型的屋頂風(fēng)機對系統(tǒng)排煙效果的影響。結(jié)果表明:屋頂風(fēng)機能降低主煙道內(nèi)靜壓,增加支管排煙量,但同時系統(tǒng)排煙均勻性明顯變差,高層用戶排煙量過大,并得出平坦型性能曲線的屋頂風(fēng)機排煙系統(tǒng)排煙相對均勻。同時為使各層支管排煙量滿足最低標(biāo)準(zhǔn)要求,確定了不同高度住宅在不同開機率下屋頂風(fēng)機的風(fēng)量參數(shù)。最后,提出雙排煙道系統(tǒng)的概念,從理論和經(jīng)濟上論證雙排煙道系統(tǒng)的可行性。通過數(shù)值模擬對比了3種雙排煙道系統(tǒng)的排煙效果,得出雙排煙道系統(tǒng)可以明顯改善單排煙道存在的底層排煙量不足、排煙不均勻等問題。并以經(jīng)濟性為目標(biāo)對截面尺寸進行了優(yōu)化,得出20層雙排煙道系統(tǒng)最經(jīng)濟的橫截面尺寸為400×250mm。
【學(xué)位單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU834
【部分圖文】：

住宅廚房多動力源集中排煙道的流動特性與數(shù)值模擬研究房排煙方式的發(fā)展排煙方式主要包括自然通風(fēng)排煙和機械通風(fēng)排煙，其中機械通風(fēng)煙、直排式排煙和集中煙道排煙 3 個階段。風(fēng)排煙：住宅廚房最早的通風(fēng)排煙方式就是自然通風(fēng)，充分利用理的氣流組織。利用當(dāng)?shù)氐闹鲗?dǎo)風(fēng)向，室外自然風(fēng)穿過廚房將房灶臺設(shè)置出屋頂?shù)臒焽杌蛘咴趥?cè)墻設(shè)置孔洞。自然通風(fēng)排煙在是能起到一定的作用，在我國農(nóng)村地區(qū)得到普遍使用。但是這種風(fēng)壓等條件限制太大。

圖 1-2 國內(nèi)常用的 4 種煙道形式[39]Figure1-2 Four flue forms commonly used in domestic壓式煙道：利用文丘里效應(yīng)，即動靜壓轉(zhuǎn)換原理，在用戶出口處的主煙壓板，使該處的截面積減小，流速增加而靜壓減小，從而實現(xiàn)在主煙道局部負壓，達到防串味的功能。變壓式煙道的缺點就是變壓結(jié)構(gòu)的增加均比較困難，尤其對于低層用戶，油煙經(jīng)過十幾次甚至幾十次的動靜壓太大，導(dǎo)致低樓層用戶排煙量小、排煙不暢等問題。截面煙道：該煙道上下層的橫截面尺寸是變化的，底層煙道截面尺寸較寸較大，從上往下尺寸逐漸減小。雖然樓層較小的住戶廚房占用的面積房使用面積，但是這種設(shè)計做法使得設(shè)計、施工非常麻煩，在實際應(yīng)用系統(tǒng)存在的問題

住宅廚房多動力源集中排煙道的流動特性與數(shù)值模擬研究國外研究現(xiàn)狀于我國與歐美國家在生活方式、飲食習(xí)慣等有很大的區(qū)別，并且歐美國家寬裕，其住宅以多層、別墅為主，所以采用的排煙方式與我國有很大的家高層建筑一般為辦公建筑，多層住宅排煙也采用集中煙道排煙系統(tǒng)，常 型排煙道，如圖 1-3 所示[46]。國外學(xué)者對辦公室、餐廳、酒店、賓館等公空氣品質(zhì)研究較多，重點關(guān)注工作人員的環(huán)境衛(wèi)生狀況[47]。因此我國高層風(fēng)排煙問題很難從西方研究經(jīng)驗中獲得非常有價值的成果。

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本文編號：2833441