第 1 章 绪论
1.1 课题背景
建筑能耗与室内空气品质是建筑环境领域所关注的两个重要问题。随着我国经济发展和人民生活水平的不断提高，我国建筑业自二十世纪九十年代末开始一直处于快速发展之中。据中华人民共和国 2010 年国民经济和社会发展统计公报显示，2010 年我国建筑业和房地产业投资规模共计 59889 亿元，比上年分别增长48.6%和 33.5%，增速居各行业固定资产投资额前列（中华人民共和国国家统计局，2011）。快速发展的建筑业带来了诸多问题，其中建筑能耗问题与室内空气品质问题尤为突出。首先在建筑能耗方面，近二三十年来，随着中国经济快速发展，中国能源需求总量亦快速增长。根据国家统计局统计，中国 2010 年能源消费总量 32.5 亿吨标准煤，比上年增长 5.9%（中华人民共和国国家统计局，2011）。国际能源署（International Energy Agency，IEA）2010 年 7 月 19 日发布能源报告《世界能源展望 2010》显示：2009 年中国消费了 22.52 亿吨油当量（约合 32.2 亿吨标准煤），而美国消费了 21.7 亿吨油当量（约合 31.1 亿吨标准煤），中国较美国高出约 4%，成为全世界第一大能源消费国（人民日报，2010）。而随着我国经济的高速发展，我国建筑总量与建筑能耗也在逐年提高。
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1.2 文献综述
室内空气环境中的气体污染物浓度、温度以及湿度参数，是室内空气环境营造的重要参数。室内环境的营造包括设计环节和运行环节。设计环节的关键是如何准确预测室内环境参数；在运行环节，关键是如何对室内参数进行控制，从而满足室内环境的设计要求。对于设计环节，要对室内空气各项参数的分布规律进行深入的认识，以掌握其规律，从而进行准确的描述和设计预测；在运行环节，通过对非均匀环境的控制方法进行优化，实现快速、高效、节能地对室内不同位置的不同环境参数进行控制，从而营造合理的室内非均匀环境。本节将围绕非均匀环境创造，对室内非均匀环境的描述及预测方法、以及室内非均匀环境参数的控制方法进行介绍。
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第 2 章 通风空调房间被动污染物传播及浓度瞬时值分布规律
2.1 前言
人一生超过 80%的时间都是在室内度过的（Wallace，1996；Wang et al，1998），室内空气品质对人类生活的舒适、健康和安全有着重大的影响（Sandberg et al，1983）。近年来，国际上相继出现了 SARS、N1H1 流感等以空气传播为途径的重大传染疾病的爆发与流行，从而使得用于应对污染物突发事件的房间污染物的在线控制、污染源辨识等研究备受关注（Koistinen et al，2004；Kotzias，2005）。另一方面，对于空调通风房间的空气品质、能耗等传统研究，通常把室内环境均匀化来处理，相应地，对于房间污染物浓度等空气参数的控制也针对房间单一值进行。但实际上，通风房间的浓度是不均匀的。随着对节能认识的深入，要满足人体对空气品质的需求，将室内作为均匀参数进行通风是不节能并且低效的。
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2.2 通风空调房间被动污染物传播原理
在稳态情况下，室内空间各点的污染物浓度受送风与源的共同作用，而在瞬态情况下，任意时刻的污染物浓度除了受到送风与源的影响外，还受到房间污染物的初始分布的影响（Li et al，2008）。如图 2-1 所示，污染物由送风、内部源、边界源释放到室内，在达到稳态时，室内给定点 p 的浓度受到的所有影响，为来自送风（S1 和 S2）和源（内部源 C1 和边壁源 C2）的共同作用；而在瞬态情况下，除送风和源的贡献以外，还有来自室内污染物的初始浓度分布 I 的影响。
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第 3 章 通风空调房间水蒸气传播及湿度分布规律....... 41
3.1 前言 .......................................... 41
3.2 水蒸气与被动气体污染物传播的相似性及在边界上的差异 ...... 42
3.3 固定流场条件下空气湿度分布的理论计算模型 .............. 43
3.4 湿度分布理论计算模型的验证 ......................... 48
3.5 湿度分布理论计算模型在防结露设计与运行控制中的应用 ....... 53
3.6 本章小结 ........................................... 66
第 4 章 通风空调房间热量传递及温度分布规律............... 67
4.1 前言 ................................................ 67
4.2 固定流场条件下热量传递与组份传播的相似性 ............ 68
4.3 固定流场条件下温度分布的理论计算模型 ................ 70
4.4 温度分布理论计算模型的试验验证 ................... 81
4.5 实际情况下温度分布理论计算模型的可应用性分析 ......... 83
4.6 本章小结 .......................................... 104
第 6 章 室内参数分布规律表达式在复杂空调系统污染物浓度计算中的应用
6.1 前言
本文提出的描述室内空气参数分布规律的代数表达式，揭示了室内各类边界及初始条件对空气中的被动气体组份及热量的传播传递的影响程度，因而运用表达式可以方便地获得任意时刻室内空气参数的分布状况。在上一章中，讨论了室内参数分布规律的表达式应用于单个房间内多个位置的温度控制的情况，其研究主要是基于单个房间且边界条件已知的情况。而在实际通风空调工程中，房间总是通过空调系统而彼此相连。对于温度及湿度而言，其送风参数可以由空调机组内的表冷（加热）盘管和加湿（除湿）设备进行调节，因而可以认为机组的送风参数与回风参数是解耦的；但对于被动气体污染物而言，空调机组内的净化设备通常具有固定的效率值，无法实现将回风中的污染物全部清除或达到一确定的值，在这种情况下，某个房间内的污染物可以通过空调机组而影响其他与之相连的房间，同时，空调机组的送风浓度因回风浓度的影响而未知。
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第 7 章 总结与展望
7.1 课题工作总结
课题围绕人工环境领域中非均匀室内环境的营造方法，对室内温度、湿度、及被动气体污染物浓度的分布规律开展了理论及应用研究。首先针对目前对通风房间影响室内污染物瞬态分布规律的认识尚不清楚、以及在室内污染物瞬时浓度分布的计算也不够简单快速的问题，提出了描述通风房间内各个影响因素对室内污染物传播影响程度的可及度系列指标，并由此给出了稳定流场条件下的计算房间污染物浓度的瞬时分布的代数表达式；分别采用实验室测量和 CFD 模拟计算的方法对本文提出的表达式进行了验证；通过算例，将该表达式在通风优化设计、污染物在线控制、污染源辨识等方面的可应用性进行展示与探讨。
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参考文献（略）