养老院典型卧室空气环境与新风量及气流组织设计优化研究

作     者：胡慧程 

作者单位：西安建筑科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李安桂

授予年度：2023年

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：养老院 室内空气环境 新风量 气流组织 人体睡眠区 

摘      要：中国乃至全世界的老龄化程度持续加深,养老机构产业高速增长,专业性的护理使得机构养老成为现在及未来越来越多人的选择。养老院中的老年人每天有高达95%的时间在室内度过,室内空气环境对老年人的身体健康尤为重要。但目前无论是养老院相关科学研究,还是养老院相关标准,都缺少对老年人居室空气环境营造的探索与指导。本文对养老院典型卧室的空气环境和新风系统新风量及气流组织进行研究,并对新风系统设计方法提出优化建议,从而改善该类房间室内空气品质。本研究首先以西安市F养老院的典型卧室为对象,进行现场测试和数值模拟,探讨夏季和冬季的室内热湿环境及空气品质。夏季测试结果表明,室内温度高于28℃,相对湿度达标,CO浓度低于1000 ppm,PM浓度24 h平均值超过25μg/m3。冬季模拟结果表明,室内温度较低,相对湿度达标,CO浓度和PM浓度会超过标准值,且相比夏季,室内PM污染更严重,冬季更需设置新风系统来改善室内空气环境。其次针对冬季,研究典型卧室按不同方法确定的新风量下人体睡眠区的温度场、速度场、CO分布、PM分布、空气龄、舒适性、通风效率。研究表明,地板辐射供暖工况下,按CO浓度控制法确定的新风量,人体睡眠区CO浓度超过标准值。在所研究新风量范围内,能满足室内CO浓度要求的新风量不能满足PM浓度要求。地板辐射供暖工况下,按35 m3/(人·h)指标确定的新风量室内空气质量、舒适性、通风效率均较好。散热器供暖工况下,按30 m3/(人·h)新风量指标确定的新风量形成的室内环境综合较好。最后研究冬季该房间不同新风系统气流组织下人体睡眠区的空气质量、舒适性、通风效率。结果表明,地板辐射供暖工况下,人体睡眠区内,上送下回气流组织的室内空气质量较好,排除CO效果较好,上送上回的舒适性较好且对PM排除能力较强,变工作区送风的换气效率较高。散热器供暖工况下,上送上回气流组织能较好的保证人体睡眠区的空气质量且换气能力较强,变工作区送风的舒适性较好且排除CO能力较强,上送下回能最有效的排除PM。此外,地板辐射供暖不利于竖壁贴附与变工作区送风气流组织,影响送风效果。本研究为养老院典型卧室新风量及气流组织设计优化提供了参考依据,有助于为老年人营造健康舒适的室内空气环境。