空調客車的空氣品質與熱舒適室內空氣品質和熱舒適簡介室內環境品質(mQ)如聲、光、熱環境及室內空氣品質(IAQ)對人的身心健康、舒適感及工作效率都會產生直接的影響。在上述諸多影響因素中，室內空氣品質和熱環境因素對人的影響尤為顯著。20世紀70年代，由于世界能源危機的出現，建筑物加強了氣密性，減少了通風量，加上有機合成材料在室內裝飾及設備用具方面的廣泛應用，致使室內揮發性有機化合物(VOC)氣體大量散發，嚴重惡化了室內空氣品質，出現了“病態建筑綜合癥”。影響空氣品質的主要參數有：室內污染物濃度分布、空氣年齡。最全面的評價熱舒適的指標是Fanger提出的熱舒適評價指標——預期平均評價(P^)和預期不滿意百分率(PPD)指標。該指標綜合了空氣溫度、平均輻射溫度、空氣流速、空氣濕度、人體新陳代謝率及服裝熱阻六個因素。隨后又提出了由風速引起的不滿意百分率(肋)指標。數值計算由于可任意設置條件和再現計算結果已廣泛應用于通風空調中，室內溫度、速度分布和室內污染物濃度可由通常的計算流體流動模型(cFD)模型來計算。本文主要討論常用CFD模型和如何在CFD中計算室內空氣品質和熱舒適的評價參數PD、PPD、PMV和空氣年齡?？諝馄焚|：室內空氣質量研究領域有兩種劃分方法，一種是按解決問題的科學技術屬性劃分，另一種是按解決問題的應用或目標屬性劃分。按解決問題的應用或目標屬性劃分，室內空氣質量控制和改善可分為以下幾方面：城市建筑環境（居住建筑環境、辦公建筑環境和公共建筑環境），農村建筑環境，交通工具內環境，特殊空間（醫院、地下空間等），室外和室內環境的相互影響等。按問題的科學技術屬性劃分，研究內容可分為室內空氣質量對人舒適、健康和工作效率的影響；化學污染控制；微生物污染控制、顆粒污染控制、室內空氣環境綜合控制、室內外空氣質量的關系等。1、室內空氣品質的定義：（1）室內空氣品質定義在近20年中經歷了許多變化。最初，人們把室內空氣品質幾乎完全等價為一系列污染物濃度指標。近年來，人們認識到這種純客觀的定義不能函蓋室內空氣品質的內容。

（2）在1989年國際室內空氣品質討論會上，丹麥的Fanger教授提出了一種空氣品質的主觀判斷標準：空氣品質反映了人們的滿意程度。如果人們對空氣滿意，就是高品質；反之，就是低品質。（3）ASHRAE頒布的標準ASHRAE62-1989《滿足可接受室內空氣品質的通風》中兼顧了室內空氣品質的主觀和客觀評價，定義如下：良好的室內空氣品質應該是“空氣中沒有已知的污染物達到公認的權威機構所確定的有害物濃度指標，且處于這種空氣中的絕大多數人(≥80%)對此沒有表示不滿意”。2、室內空氣質量評價方法——利用各種濃度監測儀（1）實驗室儀器分析：氣相色譜儀、分光光度計等（2）便攜式儀器：甲醛分析儀、一氧化碳分析儀、二氧化碳分析儀、臭氧分析儀等（3）先進科研設備：PTR-MS質譜儀、INNOVA氣體分析儀、微顆粒物分析儀熱舒適的定義：熱舒適是指大多數人對客觀熱環境從生理與心理方面都達到滿意的狀態?！盁崾孢m”是指人體對熱環境的主觀熱反應。Bedford在1936年提出熱舒適的7級評價指標，美國供暖、制冷與空調工程師協會標準(ASHRAEStandard)在1996年開始使用7級熱感覺指標，如表1所示[1]。

表1熱舒適和熱感覺評價指標BedfordASHRAEPMV值冷冷-3涼涼-2舒適的涼爽微涼-1舒適并不冷不熱中性0舒適的溫暖微暖1暖暖2熱熱3

除PMV指標外，各國學者針對各自不同的目的提出了許多用于評價人體熱感覺與熱舒適的指標，其中比較有代表性的指標有：有效溫度和標準有效溫度（美國）；卡他冷卻能力、當量溫度和主觀溫度（英國）；預測平均投票數和預測不滿意百分數（丹麥）；熱應力指標；濕球黑球溫度計指數[2]。對室內熱舒適性的評價指標規定，我國可依照的相關標準包括《中等熱環境PMV和PPD指數的測定及熱舒適條件的規定》（GB/T18049-2000）、采暖通風與空氣調節設計規范(2001年版)等。

人體熱舒適是人們對周圍熱環境感到滿意的一種主觀感覺，它是多種因素綜合作用的結果，是一個精神的、主觀的心理反映。最初人們對空調熱環境進行評價時，是用傳統數學方法，對熱感覺各個級別間原本很模糊的邊界給于精確的界定。這樣就會出現用精確數學處理熱舒適反而不精確的現象。引入模糊數學方法建立模糊綜合評判模型，這是一種比以前更加科學的熱舒適評判體系，但由于每個人生理上的差異及主觀感覺的多樣性，使得每個個體的3硬臥車空調系統氣流組織的數值模型為了分析和比較個體送風方式與常規空調送風的差異，利用英國CHAM公司的PHOENICS軟件對空調客車模型進行數值模擬計算。本文以YW25型空調客車為計算對象，每個臥鋪隔間的幾何參數為：長3．1m、寬1．7m、高2．9m。為節省計算容量，在多次試算的基礎上，對研究區域進行簡化，僅取客室長度方向的1／5，即2個隔間單元為計算區域。模擬計算時以出風口平面作為計算區域的頂面，以客室端門為邊界，以端門底部格柵或端門為回風口。空調客室內的氣流運動屬于紊流運動。通常所使用的紊流模型有零方程模型、一方程模型以及兩方程模型，而對于靠近壁面區域的計算來說，以ε方程最為方便。所以，在紊流的工程計算中，k-ε兩方程模型的應用最為廣泛，并且也取得了較為成功的結果。因此，本次計算選用k一ε兩方程模型對問題進行模擬求解。在假設和簡化的基礎上，建立含連續性方程、動量方程、紊流動能方程(k方程)紊流動能耗散方程(ε方程)、能量方程等在內的一套封閉的方程組，并將其表示成以下的通用形式：4數值結果分析現有臥鋪車廂氣流組織如圖3、圖4所示，靠近送風口的地方氣流速度較大，氣流沿著鋪位流動。從截面看，各鋪位之間存在著氣流回流現象，送風氣流沿臥鋪向車廂端運動，從鋪位上方回流?；亓鳉饬鲿榆噹麅任廴疚铮貏e是鋪位上的灰塵、細菌等污染物一起運動，影響車內空氣品質。采用個體送風方式的氣流組織如圖5、圖6所示。從圖5可以看到，個體送風方式改變了現行的新型空調客車車內氣流組織，小風量、低風速的個體送風干擾了各個臥鋪上的回流氣流，在呼吸區附近為新風氣流提供了一個單向通道。個體送風口送入的新鮮空氣首先達到人的呼吸區域，然后攜帶污染物由上部運動排出，這減少了新風受到車廂內已有污染物的二次污染，保證了新風到達呼吸區的有效品質，具有良好的通風效率，改善了車內空氣品質。5結論隨著社會的發展，空調客車內的空氣品質和熱舒適狀況日益受到關注?？蛙囓噹麅瓤諝馄焚|和熱舒適是相互聯系的，影響它們的重要因素是氣流組織和車廂內污染物的散發。（1）為保證車內具有良好的車內空氣品質及熱舒適環境，在車輛制造時應選用低揮發性的有機物裝飾材料和配件；在日常運用過程中，應加強空調設備的管理、保養以及通風系統定期的清潔維護，這是改善車廂內空氣品質和熱舒適狀況的有效手段。（2）提高空調客車內空氣品質和熱舒適性，除了采用更高的設計標準外，還要優化空調系統，更新傳統的設計思路。采用個體送風的方式，能夠改善臥鋪車廂空氣品質和熱舒適狀況，值得進一步研究。（3）通過對硬臥車氣流組織建立數值模型并分析其結果，為空調硬臥車車廂內氣流組織的優化設計、舒適環境的評價與研究提供了借鑒，可為空調客車空調通風系統的設計提供參考。參考文獻：

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