引言室内通风空调系统多采用传统通风混合方式，贴附送风结合了混合通风和置换通风的优点。贴附送风原理是将送风口布置在房间的上部靠近竖壁的区域，射流由风口送出后因康达效应[1]与竖直壁面形成贴附现象，射流主体将沿壁面垂直向下流动，撞击地面后转为水平扩散流动，送风进入工作区前类似于传统混合（顶部）送风，但由于竖直壁面的“扶持”效应[2]，能够较好地将新鲜空气和冷/热量送至人员工作区中。射流以辐射流动方式沿地板向前延伸扩散，在工作区形成类似于置换通风的空气湖，能够有效提高室内空气品质、通风效率和人体舒适度[3]，减少空调能耗的同时创建舒适的热湿环境，有效消除吹风感和不对称表面辐射温度等局部热不舒适性的影响，对建筑节能具有积极意义[4]。贴附送风基础理论和应用研究已经较为成熟，贴附通风加导流板有利于形成良好室内空气品质，但针对导流板参数和放置位置的试验研究尚不多见。文中利用Fluent软件探究非等温条件下竖壁贴附送风加导流板时，导流板的位置、大小、角度对贴附射流气流组织的影响，分析不同形式的导流板对流场均匀性、稳定性方面的差异及人员热舒适性的影响。1试验方法1.1物理模型建立采用ICEM CFD软件建立1个6.0 m×4.5 m×2.8 m（长×宽×高）的房间模型，送风口及回风口尺寸为0.8 m×0.1 m，距离墙壁距离均为0.1 m。数据监测点均匀分布于模型房间布置的5条沿房间高度的垂直线，贴附射流的导流板位置高H、长L、宽W，与竖直墙壁夹角角度为θ，贴附送风及导流板位置如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.03.002.F001图1贴附送风及导流板位置不同形式导流板参数及变量如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.03.002.T001表1不同形式导流板参数及变量导流板参数变量导流板其他参数角度/(°)70导流板高度110 cm导流板长度10 cm导流板宽度80 cm8090100110长度/cm5导流板高度70 cm导流板角度90°导流板宽度120 cm1015高度/cm50导流板角度90°导流板长度10 cm导流板宽度80 cm70901101.2独立性验证采用网格数量为615 572、259 875、129 903、40 923共4种不同的方案，设置相同的初始条件并进行计算，控制相同的收敛条件并将结果导出，取平均分布于线2上的监测点的温度绘制折线图，网格无关性验证结果如图2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.03.002.F002图2网格无关性验证结果综合考虑计算精度、计算机算力及时间因素，采取网格数量为259 875的网格方案。1.3边界条件设置（1）送风口边界条件：速度入口边界条件，竖壁贴附送风速度为1.5 m/s，送风温度为20 ℃。（2）回风口边界条件：压力出口。（3）壁面边界条件：屋顶、地面、墙壁采用静止壁面，无滑移。（4）热源设置：民用建筑中，建筑容积热强度大致为5~15 W/m3[5]，文中研究房间热负荷由地面固定热通量边界条件表示，热通量取40 W/m2。2气流组织分析2.1导流板角度对气流组织和温度的影响导流板与墙壁成不同角度时，绘制y=2.25 m处截面的速度流线分布情况，不同角度导流板的房间内速度流线如图3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.03.002.F003图3不同角度导流板的房间内速度流线气流经过不同角度导流板后发生不同程度的流转和分叉。气流经过70°、80°、90°、100°的导流板后，均发生了明显的向下偏转现象，同时在地面的撞击区形成气流旋涡并发生分叉，且涡流的高度随角度增加呈下降趋势，角度达到110°时，气流的流转分叉现象得到明显改善。如需对室内气流进行污染物的控制，可以考虑在送风口同侧下部增设回风口或增加导流板角度。导流板角度为锐角时，比导流板角度为钝角时房间内的气流更混乱。气流经过导流板后扰动增加，速度得到小幅提升[6]，导致气流不稳定性增加，但也加强了冷热气流能量和动量的交换，在一定程度上使室内温度均匀性提高。导流板与墙壁角度为100°时气流组织良好，气流在房间大部分区域形成场间循环。不同角度导流板房间平均温度随高度变化结果如图4所示。导流板与墙壁角度为100°时，房间的平均温度最低。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.03.002.F004图4不同角度导流板房间平均温度随高度变化结果2.2导流板长度对气流组织和温度的影响不同长度导流板房间内速度分布结果如图5所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.03.002.F005图5不同长度导流板房间内速度分布结果导流板长度较短时，气流更早地从导流板末端脱落。随着导流板长度增加，气流碰撞导流板后继续沿水平方向前行的惯性动量保持性增强，沿地面继续向前运动并不断卷吸周围空气。将送风射流区延展到人体头部区域，气流在水平方向上的射程有所增加，空气湖的面积和高度随着导流板长度的增加而增加，在人员坐姿呼吸区形成高效舒适的气流组织。不同长度导流板房间内平均温度及温度不均匀系数随高度变化结果如图6所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.03.002.F006图6不同长度导流板房间内平均温度及温度不均匀系数随高度变化结果在10 cm长的导流板房间比15 cm、5 cm长导流板房间的工作区平均温度分别低0.4 ℃、1.2 ℃，即导流板带走房间余热的能力不随导流板长度增加而增加。2.3导流板高度对气流组织和温度的影响不同高度导流板房间的温度分布如图7所示。导流板高度变化对室内气流组织的影响主要体现在空气湖形成高度上，在人员工作区，导流板高度110 cm的房间内平均温度低于其他高度导流板房间。不同高度导流板房间内平均速度及速度不均匀系数随高度变化结果如图8所示。射流主体在到达高度为70 cm以上的导流板时仍保持较高的送风动量，但到达高度为50 cm的导流板之前轴心速度已严重衰减。气流与周围环境空气的掺混程度较高，导致工作区平均温度低于导流板高度为70 cm的房间。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.03.002.F007图7不同高度导流板房间的温度分布10.3969/j.issn.1004-7948.2023.03.002.F008图8不同高度导流板房间内平均速度随高度变化结果通过分析空气湖面积发现，高度由70 cm升至90 cm时，空气湖的面积差异明显，与导流板高度为90 cm的房间相比，导流板高度为110 cm的房间的空气湖面积并无明显增加，表明导流板高度超过一定值后，在工作区形成的气流组织差异并不明显。3室内空气品质评价3.1有效吹风感温度在供冷工况下有吹风感表明人体感到局部过冷，与气流温度和风速均有关[7]。有效吹风感温度考虑工作区任意一点温度与室内平均温度的差值。将吹风温度和吹风速度结合成一个综合指标，即有效吹风感温度Ted[8]。Ted=tx-tn-8×ux-0.15 (1)式中：tx——室内某点空气温度，℃；tn——室内平均温度，℃；ux——室内某点空气流速，m/s。有效吹风感温度位于-1.5 ℃Ted1.0 ℃[9]或-1.7 ℃Ted1.1 ℃、空气流速ux0.35 m/s时，坐姿区域绝大多数人感到热舒适，研究对象在高度1.1 m时，风速均小于0.35 m/s。提取等值线边框数值并积分，不同参数下不在该有效吹风感温度范围的面积如表2~表4所示。不同参数导流板对室内工作区有效吹风感温度的影响主要取决于室内温度与速度场的综合作用。随着角度和安装高度增加，不在-1.7 ℃Ted1.1 ℃内的面积呈减小趋势，且射流主体动量严重衰弱时，会导致不适性显著增加。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.03.002.T002表2不同角度下不在该有效吹风感温度范围内的面积角度/(°)面积70°3.342 280°0.690 090°1.203 7100°0.766 0110°1.797 0m210.3969/j.issn.1004-7948.2023.03.002.T003表3不同长度下不在该有效吹风感温度范围内的面积长度/cm面积54.700101.261154.846m210.3969/j.issn.1004-7948.2023.03.002.T004表4不同高度下不在该有效吹风感温度范围内的面积高度/cm面积506.347703.790900.9581101.020m23.2头脚温差室内空气垂直地面方向的温差是竖直方向上导致人体热不舒适的主要原因之一，垂直方向上气流的温差即头部与脚踝处的温差，根据《民用建筑室内热湿环境评价标准》（GB 50785—2012）规定的坐姿、站姿的高度为0.1~1.1 m、0.1~1.7 m[10]，为保证人体热舒适性，《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB 50736—2012）规定指标需满足Δt0.1-1.1≤2 ℃，Δt0.1-1.7≤3 ℃[11]。不同形式导流板的头脚部位温差如图9所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.03.002.F009图9不同形式导流板的头脚部位温差导流板角度达到110°时，站姿和坐姿头脚温差均明显上升，导流板角度的改变不能明显改善头脚温差。在贴附墙壁的射流主体动量明显衰减前，导流板的布置高度越高，头脚温差越小，但站姿与坐姿的温差增大。4结语（1）温度场方面，导流板与墙壁夹角为110°时房间内平均气温最低，小角度夹角会导致工作区温度不均匀系数增加。导流板的布置超过一定高度后，对房间温度场的影响有限，主要取决于射流主体动量到达导流板前的衰减情况。（2）速度场方面，导流板与墙壁角度的变化加强了气流能量和动量的交换，导流板与墙壁角度成70°时房间内气流更混乱。增加导流板长度可以极大地提升工作区的射流速度，减少污染物对室内人员呼吸的影响。高度增加主要抬升空气湖的高度。（3）空气品质方面，分析头脚温差和有效吹风感温度评价指标，贴附通风加导流板可以改善室内气流品质。导流板的长度和安装高度对有效吹风感面积的影响较大。头脚温差随导流板安装高度增加而降低，且导流板长度增加有利于工作区高品质气流组织的形成。