Simulacija strujanja vazduha i disperzije zagađivača u prelaznom režimu između strujanja sa mešanjem vazduha i prirodnog strujanja u stambenim zgradama

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Donghyun Rim Atila Novoselac

Apstrakt

Distribucija vazdušne struje u stambenoj zgradi varira sa periodičnim radom sistema za KGH. U zavisnosti od rada ventilatora KGH, u prostoru se javlja strujanje sa mešanjem vazduha (uključen ventilator), ili stratifikovano strujanje vazduha (isključen ventilator). Ciljevi ove studije su: 1) da ispita koje je vreme potrebno da se stabilizuje vazduh u prostoriji nakon što se uključi/isključi uređaj za centralnu ventilaciju i 2) da se proceni kako razlika u distribuciji zagađivača u gasovitom stanju i u obliku čestica u prostoriji zavisi od režima rada ventilatora. U ovoj studiji vršena su eksperimentalna merenja prostorne distribucije vazdušne struje i koncentracije zagađivača u komori za simulaciju uslova sredine u prirodnoj veličini. Izmereni podaci su zatim poslužili kao osnova za izradu pouzdanog modela računske dinamike fluida (CFD), kojim se ispituju koncentracije gasa i čestica koje zagađuju vazduh u zavisnosti od režima rada mehaničkog ventilatora. Rezultati ukazuju na to da se prelaz između strujanja sa mešanjem i raslojenog strujanja javlja u vremenskoj skali izraženoj u sekundama, što znači da je strujanje u stambenim zgradama prevashodno sa mešanjem ili sa raslojavanjem. Rezultati pokazuju malu prostornu varijaciju gasa obeleživača i čestica u režimu strujanja sa mešanjem vazduha, dok veće vremenske i prostorne varijacije postoje pri raslojenom strujanju. Pored toga, varijacije u koncentracijama čestica veće su od onih u koncentracijama gasova. U određenim delovima prostorije koncentracija čestica pri strujanju sa raslojavanjem vazduha do 30 puta je veća nego pri strujanju sa mešanjem vazduha, što znači da postoji potencijalno velika izloženost česticama kada je ventilator isključen.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Kako citirati
RIM, Donghyun; NOVOSELAC, Atila. Simulacija strujanja vazduha i disperzije zagađivača u prelaznom režimu između strujanja sa mešanjem vazduha i prirodnog strujanja u stambenim zgradama. KGH – Klimatizacija, grejanje, hlađenje, [S.l.], v. 38, n. 2, p. 31-40, jan. 2017. ISSN 2560-340X. Dostupno na: <https://izdanja.smeits.rs/index.php/kgh/article/view/1192>. Datum pristupa: 17 apr. 2026
Sekcija
Tematski članci

Reference

[1] Abt, E., Suh, H. H., Catalano, P. and Koutrakis, P. 2000. Relative contribution of outdoor and indoor particle sources to indoor concentrations. Environmental science & technology 34 (17): 3579 – 3587.
[2] Baughman, A. V., Gadgil, A. J. and Nazaroff, W. W. 1994. Mixing of a point – ‘source pollutant by natural – ‘convection flow within a room. Indoor air 4 (2): 114 – 122.
[3] Bouilly, J., Limam, K., Beghein, C. and Allard, F. 2005. Effect of ventilation strategies on particle decay rates indoors: An experimental and modelling study. Atmospheric environment 39 (27): 4885 – 4892.
[4] Chen, Q. 1995. Comparison of different k – ‘? models for indoor air flow computations. Numerical heat transfer. Part B, Fundamentals, 28(3), 353 – 369.
[5] Chen, Q. and Srebric, J. 2002. A procedure for verification, validation and reporting of indoor environment CFD analyses, Int. J. HVAC & R Res.,8, 201 – 216.
[6] *** FLUENT, 2006. Fluent 6.2 User – ™s guide. Fluent Inc., Lebanon, NH.
[7] Ferro, A. R., Kopperud, R. J. and Hildemann, L. M. 2004. Source strengths for indoor human activities that resuspend particulate matter. Environmental science & technology 38 (6): 1759 – 1764.
[8] Gao, N. P. and Niu, J. L. 2007. Modeling particle dispersion and deposition in indoor environments.
Atmospheric environment 41 (18): 3862 – 3876.
[9] He, C. R., Morawska, L. D., Hitchins, J. and Gilbert, D. 2004. Contribution from indoor sources to particle number and mass concentrations in residential houses. Atmospheric environment 38 (21): 3405 – 3415.
[10] He, G., Yang, X. and Srebric, J. 2005. Removal of contaminants released from room surfaces by displacement and mixing ventilation: modeling and validation. Indoor air 15 (5): 367 – 380.
[11] Hinds W. C. 1999. Aerosol Technology. New York: Wiley.
[12] Huang, J. M., Chen, Q. Y., Ribot, B. and Rivoalen, H. 2004. Modelling contaminant exposure in a single – ‘family house. Indoor and built environment 13 (1): 5 – 19.
[13] Lai, A. C. K. and Nazaroff, W. W. 2000. Modeling indoor particle deposition from turbulent flow onto smooth surfaces. Journal of aerosol science 31 (4): 463 – 476.
[14] Li, Y., Leung, G. M., Tang, J. W., Yang, X., Chao, C. Y. H., Lin, J. Z., Lu, J. W., Nielsen, P. V., Niu, J., Qian, H., Sleigh, A. C., Su, H. J. J., Sundell, J., Wong, T. W. and Yuen, P. L. 2007. Role of ventilation in airborne transmission of infectious agents in the built environment – a multidisciplinary systematic review. Indoor air 17(1): 2 – 18.
[15] Lin, Z., Chow, T. T., Fong, K. F., Tsang, C. F. and Wang, Q. W. 2005. Comparison of performances of displacement and mixing ventilations. Part II: indoor air quality. Revue internationale du froid, 28(2): 288 – 305.
[16] Murakami, S., Kato, S., Zeng, J. 1997. Flow and temperature fields around the human body with various room air distribution, CFD study on computational thermal manikin – Part I. ASHRAE Transactions 103:3 – 15
[17] Nazaroff, W. W. 2004. Indoor particle dynamics. Indoor air 14: 175 – 183.
[18] Nemmar, A., Hoet, P. H. M., Vanquickenborne, B., Dinsdale, D., Thomeer, M., Hoylaerts, M. F., Vanbilloen, H., Mortelmans, L., and Nemery, B. 2002. Passage of inhaled particles into the blood circulation in humans. Circulation 105 (4): 411 – 414.
[19] Novoselac, A. and Srebic, J. 2002. A critical review on the performance and design of combined cooled ceiling and displacement ventilation systems. Energy and buildings 34 (5): 497 – 509.
[20] Penttinen, P., Timonen, K. L., Tiittanen, P., Mirme, A., Ruus – ‘kanen, J. and Pekkanen, J. 2001. Ultrafine particles in urban air and respiratory health among adult asthmatics. The European respiratory journal 17 (3): 428 – 435.
[21] Posner, J. D., Buchanan, C. R. and Dunn – ‘Rankin, D. 2003. Measurement and prediction of indoor air flow in a model room. Energy and buildings 35 (5): 515 – 526.
[22] Riley, W. J., McKone, K. E., Lai, A. C. K. and Nazaroff, W. W. 2002. Indoor particulate matter of outdoor origin: Importance of size – ‘dependent removal mechanisms. Environmental science & technology 36 (2): 200 – 207.
[23] Sørensen, D. N. and Neilsen, P. V. 2003. Quality control of computational fluid dynamics in indoor environments. Indoor air 13(1): 2 – 17.
[24] Topp, C., Nielsen, P. V. and Sørensen, D. N. 2002. Application of Computer Simulated Persons in Indoor Environmental Modeling. ASHRAE Transactions, 108 (2), p. 1084 – 1089.
[25] Ward, M., Siegel, J. A. and Corsi, R. L. 2005. The effectiveness of stand alone air cleaners for shelter – ‘in – ‘place. Indoor air 15 (2): 127 – 134.
[26] Zhang, Z. and Chen, Q. 2006. Experimental measurements and numerical simulations of particle transport and distribution in ventilated rooms. Atmospheric environment 40 (18): 3396 – 3408.
[27] Zhao, B., Li, X. T. and Zhang, Z. 2004. Numerical study of particle deposition in two differently ventilated rooms. Indoor and built environment 13 (6): 443 – 451.