宋桦

太原市轨道交通发展有限公司

空气品质好坏直接关系到人们的身体健康。国内学者通过对室内速度场、温度场、污染物浓度等方面数值模拟，分析不同通风方式对室内空气品质的影响[1-2]。许多文章在建模时均使用理想的方形模型。而住宅中，风口一般设置在某个房间，需要研究整个户型的空气品质。设计的户型多种多样，后期装修中，鉴于空调成本，选择即方便又经济的通风扇实现室内空气置换显得尤为重要。本文选择户型中通风结构较差的“刀型”户型进行模拟，研究室内空气品质。

1 模型建立

1.1 物理模型

本文采用图1 所示的户型建立物理模型（图2）。模型高度为2.8 m，为实际户型三室两厅两卫，面积约为106 m2。南向为带有阳台的主卧，次卧、客厅朝北。窗户均简化为高1.5 m、宽0.8 m，离楼板高度为1 m。X正向为北向，Y 负向为重力方向。

图1 刀字型户型示意图

图2 物理模型图

1.2 数学模型

简化计算模型，假定房间内气流为不可压缩流体，湍流流动采用k-ε 方程。

1.3 边界条件参数设置

采用计算流体力学软件AIRPAK 进行三维建模，并对边界条件进行设置和模型划分网格。因为在本次模拟中只关心室内空气品质的变化规律，只研究气流速度场的变化，在设置中不进行能量方程的计算[3]。

在厨房窗户顶部设置一台窗式通风扇，长0.4 m，宽0.3 m，频率为50 Hz，在本次模拟中分别取风速为2.5 m/s、3.5 m/s、4.5 m/s，三种类型的通风扇风速进行研究。

房间内所有的窗户边界定义为自由出流，只将通风扇定义为入口边界或者出口边界进行研究[4]。……