基于網(wǎng)絡(luò)分析的深埋地下空間通風(fēng)效果與局部阻力優(yōu)化研究：理論、模型與實(shí)踐一、引言1.1研究背景與意義1.1.1研究背景隨著城市化進(jìn)程的加速，城市人口急劇增長，地面空間資源愈發(fā)緊張。為了拓展城市的發(fā)展空間，深埋地下空間的開發(fā)利用成為解決城市發(fā)展問題的重要途徑。諸如地下交通樞紐、地下商場、地下停車場以及地下能源儲(chǔ)存設(shè)施等深埋地下空間項(xiàng)目在各大城市不斷涌現(xiàn)。這些深埋地下空間的建設(shè)，不僅有效緩解了城市地面空間的壓力，還提升了城市的綜合承載能力和運(yùn)行效率。然而，深埋地下空間由于其特殊的地理位置和封閉性，通風(fēng)問題成為其設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營過程中面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。良好的通風(fēng)對(duì)于維持深埋地下空間內(nèi)的空氣質(zhì)量、保障人員健康和設(shè)備正常運(yùn)行至關(guān)重要。若通風(fēng)效果不佳，會(huì)導(dǎo)致空間內(nèi)氧氣含量降低，二氧化碳、有害氣體以及異味積聚，不僅會(huì)使人員產(chǎn)生不適感，長期處于這樣的環(huán)境中還會(huì)對(duì)健康造成嚴(yán)重危害。例如，在一些早期建設(shè)的地下商場中，由于通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，顧客和工作人員常常會(huì)感到頭暈、胸悶等不適癥狀，這不僅影響了人們的購物和工作體驗(yàn)，也對(duì)商場的運(yùn)營產(chǎn)生了負(fù)面影響。同時(shí)，深埋地下空間的通風(fēng)系統(tǒng)還面臨著局部阻力的問題。局部阻力是指在風(fēng)流流動(dòng)過程中，由于邊壁條件的變化，如管道的轉(zhuǎn)彎、分支、收縮或擴(kuò)張，以及通風(fēng)設(shè)備、障礙物等的存在，使均勻流動(dòng)在局部地區(qū)受到阻礙物的影響而破壞，從而引起風(fēng)流的流速大小和方向、或分布的變化或產(chǎn)生渦流等，造成風(fēng)流的能量損失。局部阻力的存在會(huì)增加通風(fēng)系統(tǒng)的能耗，降低通風(fēng)效率，甚至可能導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。在深埋長距離有壓輸水隧洞的通風(fēng)中，由于隧洞長度長、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在眾多的彎道、變徑段以及設(shè)備設(shè)施，局部阻力對(duì)通風(fēng)效果的影響尤為顯著，增加了通風(fēng)系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行成本，也對(duì)隧洞的安全和可靠運(yùn)行帶來極大挑戰(zhàn)。隨著人們對(duì)深埋地下空間使用要求的不斷提高，以及節(jié)能環(huán)保理念的日益深入人心，如何優(yōu)化深埋地下空間的通風(fēng)效果，降低局部阻力，提高通風(fēng)系統(tǒng)的效率和可靠性，成為亟待解決的問題。傳統(tǒng)的通風(fēng)設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)已難以滿足現(xiàn)代深埋地下空間復(fù)雜的通風(fēng)需求，因此，借助先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)，深入研究深埋地下空間的通風(fēng)特性和局部阻力規(guī)律，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和迫切性。1.1.2研究意義本研究基于網(wǎng)絡(luò)分析對(duì)深埋地下空間通風(fēng)效果與局部阻力進(jìn)行優(yōu)化研究，具有多方面的重要意義。保障人員安全與健康：良好的通風(fēng)效果能夠確保深埋地下空間內(nèi)有充足的新鮮空氣供應(yīng)，及時(shí)排出有害氣體和異味，為人員創(chuàng)造一個(gè)舒適、健康的工作和生活環(huán)境。在地下商場、地下交通樞紐等人員密集的場所，有效的通風(fēng)可以降低人員感染疾病的風(fēng)險(xiǎn)，減少因空氣質(zhì)量問題導(dǎo)致的不適和健康危害，保障人員的生命安全和身體健康。提升空間使用舒適度：優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)可以改善深埋地下空間內(nèi)的空氣流動(dòng)狀況，調(diào)節(jié)溫度和濕度，避免出現(xiàn)悶熱、潮濕等不良環(huán)境現(xiàn)象，提高人們?cè)诘叵驴臻g內(nèi)的舒適度。這對(duì)于提升地下空間的吸引力和利用率具有重要作用，使得人們能夠更加愿意在地下空間內(nèi)活動(dòng)和消費(fèi)，促進(jìn)地下空間相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。降低能耗與運(yùn)營成本：通過深入研究局部阻力的特性和規(guī)律，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以減少通風(fēng)過程中的能量損失，降低通風(fēng)設(shè)備的能耗。這不僅符合節(jié)能環(huán)保的要求，還能為深埋地下空間的運(yùn)營者節(jié)省大量的能源費(fèi)用和設(shè)備維護(hù)成本，提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。在一些大型地下停車場中，合理優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)后，能耗可降低20%-30%，運(yùn)營成本得到顯著降低。促進(jìn)深埋地下空間的可持續(xù)發(fā)展：高效的通風(fēng)系統(tǒng)是深埋地下空間可持續(xù)發(fā)展的重要保障。本研究成果可以為深埋地下空間的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持，推動(dòng)通風(fēng)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，促進(jìn)深埋地下空間的合理開發(fā)和利用，實(shí)現(xiàn)城市空間的拓展和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。這對(duì)于緩解城市地面空間壓力、提升城市綜合競爭力具有重要意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1深埋地下空間通風(fēng)研究現(xiàn)狀在深埋地下空間通風(fēng)領(lǐng)域，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究，在通風(fēng)方式、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及通風(fēng)效果評(píng)估等方面取得了一定成果，但也存在一些不足。在通風(fēng)方式上，自然通風(fēng)因具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)受到廣泛關(guān)注。有學(xué)者對(duì)地下公共建筑和工業(yè)建筑自然通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)自然通風(fēng)是指利用自然風(fēng)壓或熱壓的作用，進(jìn)行有組織的空氣流動(dòng)，以達(dá)到通風(fēng)換氣的目的。對(duì)于大規(guī)模多層的地下建筑，在自然通風(fēng)設(shè)計(jì)上存在規(guī)模大、埋深大，單純依靠帶有風(fēng)帽的豎井進(jìn)行自然通風(fēng)效果不佳等難點(diǎn)。為解決這些問題，可充分利用天井（中庭）在地下建筑中的作用，一般將其作為排風(fēng)口，在進(jìn)風(fēng)口細(xì)部設(shè)計(jì)上需建立在風(fēng)洞測試基礎(chǔ)上，防止空氣擾流，還可在其內(nèi)部設(shè)置冷卻裝置（如利用深層的地下水使空氣降溫）。但自然通風(fēng)受氣候條件、地下空間結(jié)構(gòu)和建筑布局等因素影響較大，可控性較差。機(jī)械通風(fēng)則通過風(fēng)機(jī)等設(shè)備強(qiáng)制送排風(fēng)，通風(fēng)效果較好，但能耗較高。綜合通風(fēng)結(jié)合自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)，兼顧通風(fēng)效果和節(jié)能需求，成為研究熱點(diǎn)，但如何合理協(xié)調(diào)兩者的運(yùn)行時(shí)機(jī)和比例，還需進(jìn)一步深入研究。通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，學(xué)者們考慮了多種因素以實(shí)現(xiàn)高效通風(fēng)。有研究提出通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮通風(fēng)安全性與可靠性，確保在緊急情況下能夠迅速疏散人員和物資；結(jié)合地下空間的布局和功能，合理規(guī)劃通風(fēng)管道的走向和尺寸，以提高通風(fēng)效率；采用節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，降低通風(fēng)系統(tǒng)能耗，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。然而，深埋地下空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通風(fēng)管道布局困難，需要進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)，同時(shí)還要考慮與其他系統(tǒng)（如消防、給排水等）的協(xié)同工作，目前在這方面的綜合設(shè)計(jì)方法還不夠完善。通風(fēng)效果評(píng)估是判斷通風(fēng)系統(tǒng)是否滿足要求的重要環(huán)節(jié)。通過模擬分析評(píng)估地下通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)能力、能耗和環(huán)境影響，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題。但現(xiàn)有的評(píng)估指標(biāo)和方法還不夠全面和統(tǒng)一，難以準(zhǔn)確反映深埋地下空間復(fù)雜的通風(fēng)狀況，且部分評(píng)估方法對(duì)監(jiān)測設(shè)備和數(shù)據(jù)處理能力要求較高，實(shí)際應(yīng)用存在一定局限性。1.2.2局部阻力研究現(xiàn)狀局部阻力的形成機(jī)制主要是在風(fēng)流流動(dòng)過程中，由于邊壁條件的變化，如管道的轉(zhuǎn)彎、分支、收縮或擴(kuò)張，以及通風(fēng)設(shè)備、障礙物等的存在，使均勻流動(dòng)在局部地區(qū)受到阻礙物的影響而破壞，從而引起風(fēng)流的流速大小和方向、或分布的變化或產(chǎn)生渦流等，造成風(fēng)流的能量損失。其影響因素眾多，包括通風(fēng)構(gòu)筑物的形狀和尺寸，如不同曲率半徑的彎道、不同面積比的收縮或擴(kuò)張段等對(duì)局部阻力的影響差異較大；通風(fēng)設(shè)備（如風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥等）的類型和運(yùn)行狀態(tài)也會(huì)顯著影響局部阻力；此外，風(fēng)流的速度、濕度等參數(shù)以及地下空間內(nèi)的溫度分布等也與局部阻力密切相關(guān)。針對(duì)降阻措施，現(xiàn)有研究提出了多種方法。在通風(fēng)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)優(yōu)化方面，通過合理設(shè)計(jì)彎道的曲率、采用漸變的收縮或擴(kuò)張段等方式，可有效降低局部阻力。在通風(fēng)設(shè)備選型與安裝上，選擇高效、低阻的設(shè)備，并確保其正確安裝和運(yùn)行，能減少局部阻力產(chǎn)生。還有研究嘗試使用新型材料和技術(shù)來降低局部阻力，如在通風(fēng)管道內(nèi)壁采用光滑材料，減少摩擦阻力。然而，目前對(duì)于復(fù)雜深埋地下空間內(nèi)多種因素耦合作用下的局部阻力規(guī)律研究還不夠深入，降阻措施的綜合應(yīng)用效果也有待進(jìn)一步驗(yàn)證和提高。1.2.3網(wǎng)絡(luò)分析在地下空間通風(fēng)研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀網(wǎng)絡(luò)分析方法在地下空間通風(fēng)研究中已得到廣泛應(yīng)用。在通風(fēng)系統(tǒng)模擬方面，借助計(jì)算流體力學(xué)（CFD）等數(shù)值模擬工具，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)分析原理，可對(duì)地下通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行氣流模擬，分析氣流分布和速度場。通過建立精確的數(shù)學(xué)模型，考慮地下空間的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)以及各種邊界條件，能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測通風(fēng)系統(tǒng)在不同工況下的運(yùn)行效果，為通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。在通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方面，利用網(wǎng)絡(luò)分析可對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的布局、風(fēng)機(jī)的選型與配置等進(jìn)行優(yōu)化。通過對(duì)不同方案的模擬分析，比較各方案的通風(fēng)效果、能耗等指標(biāo)，篩選出最優(yōu)方案，以提高通風(fēng)系統(tǒng)的效率和可靠性，降低能耗。然而，目前網(wǎng)絡(luò)分析在地下空間通風(fēng)研究中仍存在一些待完善之處。一方面，地下通風(fēng)系統(tǒng)的復(fù)雜性使得模擬研究面臨諸多挑戰(zhàn)，如多尺度、多物理場耦合等問題，現(xiàn)有的模型和算法在處理這些復(fù)雜問題時(shí)還存在一定局限性，導(dǎo)致模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性有待提高。另一方面，網(wǎng)絡(luò)分析需要大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，包括地下空間的幾何參數(shù)、通風(fēng)設(shè)備的性能參數(shù)、風(fēng)流的物理參數(shù)等，數(shù)據(jù)的獲取和準(zhǔn)確性保障較為困難，這也在一定程度上限制了網(wǎng)絡(luò)分析方法的應(yīng)用效果。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容深埋地下空間通風(fēng)效果評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建：全面分析影響深埋地下空間通風(fēng)效果的各種因素，包括空氣流動(dòng)特性、空氣質(zhì)量參數(shù)、人員舒適度指標(biāo)等?；诖?，構(gòu)建一套科學(xué)、全面且具有可操作性的通風(fēng)效果評(píng)估指標(biāo)體系，明確各指標(biāo)的計(jì)算方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)通風(fēng)效果的評(píng)估提供準(zhǔn)確依據(jù)。局部阻力特性分析與影響因素研究：深入探究深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)中局部阻力的產(chǎn)生機(jī)制，從理論層面分析不同通風(fēng)構(gòu)筑物（如彎道、分支、收縮段等）以及通風(fēng)設(shè)備（風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥等）對(duì)局部阻力的影響規(guī)律。通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究，系統(tǒng)研究通風(fēng)構(gòu)筑物的形狀、尺寸、粗糙度，通風(fēng)設(shè)備的類型、安裝位置和運(yùn)行參數(shù)，以及風(fēng)流的速度、溫度、濕度等因素與局部阻力之間的定量關(guān)系，明確各因素對(duì)局部阻力的影響程度?；诰W(wǎng)絡(luò)分析的通風(fēng)系統(tǒng)建模與模擬：運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析方法，將深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)抽象為節(jié)點(diǎn)和分支組成的網(wǎng)絡(luò)模型，其中節(jié)點(diǎn)代表通風(fēng)空間或設(shè)備，分支代表通風(fēng)管道或風(fēng)流路徑。結(jié)合通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)際布局和運(yùn)行參數(shù)，確定網(wǎng)絡(luò)模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。利用專業(yè)的通風(fēng)模擬軟件，對(duì)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行數(shù)值模擬，分析不同工況下通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的氣流分布、壓力分布和能量損失情況，為通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。通風(fēng)效果與局部阻力優(yōu)化策略研究：根據(jù)通風(fēng)效果評(píng)估結(jié)果和局部阻力特性分析，提出針對(duì)性的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化策略。在通風(fēng)系統(tǒng)布局優(yōu)化方面，合理規(guī)劃通風(fēng)管道的走向和布局，減少不必要的彎道和分支，降低局部阻力；在通風(fēng)設(shè)備選型與配置優(yōu)化方面，根據(jù)通風(fēng)需求和系統(tǒng)阻力特性，選擇高效、低阻的通風(fēng)設(shè)備，并合理確定其數(shù)量和安裝位置，提高通風(fēng)效率；在運(yùn)行控制策略優(yōu)化方面，采用智能控制技術(shù)，根據(jù)實(shí)際通風(fēng)需求實(shí)時(shí)調(diào)整通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能高效運(yùn)行。優(yōu)化策略的驗(yàn)證與應(yīng)用：選取典型的深埋地下空間項(xiàng)目作為案例，將優(yōu)化策略應(yīng)用于實(shí)際通風(fēng)系統(tǒng)中。通過現(xiàn)場測試和監(jiān)測，對(duì)比優(yōu)化前后通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)效果和能耗指標(biāo)，驗(yàn)證優(yōu)化策略的有效性和可行性。對(duì)優(yōu)化過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和總結(jié)，進(jìn)一步完善優(yōu)化策略，為深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、改造和運(yùn)營提供實(shí)際參考。1.3.2研究方法數(shù)值模擬法：利用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）軟件，如ANSYSFluent、CFX等，對(duì)深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬。通過建立精確的幾何模型和物理模型，設(shè)置合理的邊界條件和初始條件，模擬不同工況下通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的氣流流動(dòng)、溫度分布、污染物擴(kuò)散等情況。數(shù)值模擬可以直觀地展示通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行效果，為通風(fēng)效果評(píng)估和局部阻力分析提供數(shù)據(jù)支持，同時(shí)也可用于優(yōu)化策略的初步驗(yàn)證和篩選。理論分析法：基于流體力學(xué)、熱力學(xué)、傳熱學(xué)等相關(guān)學(xué)科的基本原理，建立深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)的理論模型。運(yùn)用數(shù)學(xué)方法對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的氣流運(yùn)動(dòng)、能量損失、熱交換等過程進(jìn)行分析和計(jì)算，推導(dǎo)通風(fēng)效果評(píng)估指標(biāo)和局部阻力的計(jì)算公式，深入研究通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行特性和規(guī)律。理論分析可以為數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究提供理論基礎(chǔ)，解釋模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果背后的物理機(jī)制。案例研究法：選取多個(gè)具有代表性的深埋地下空間項(xiàng)目，如地下交通樞紐、地下商場、地下停車場等，對(duì)其通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研和監(jiān)測。收集通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、實(shí)際通風(fēng)效果等資料，分析實(shí)際工程中通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題和不足。通過對(duì)案例的研究，將理論研究成果應(yīng)用于實(shí)際工程，驗(yàn)證優(yōu)化策略的實(shí)際效果，并為其他類似項(xiàng)目提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。實(shí)驗(yàn)研究法：搭建小型通風(fēng)實(shí)驗(yàn)裝置，模擬深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)的部分關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和工況。通過實(shí)驗(yàn)測量不同條件下通風(fēng)系統(tǒng)的氣流速度、壓力、溫度等參數(shù)，獲取局部阻力系數(shù)和通風(fēng)效果數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)研究可以為數(shù)值模擬和理論分析提供驗(yàn)證數(shù)據(jù)，同時(shí)也有助于發(fā)現(xiàn)一些新的現(xiàn)象和規(guī)律，為通風(fēng)系統(tǒng)的研究提供更直接的依據(jù)。二、深埋地下空間通風(fēng)與局部阻力相關(guān)理論基礎(chǔ)2.1深埋地下空間通風(fēng)理論2.1.1通風(fēng)方式與原理深埋地下空間的通風(fēng)方式主要包括自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)以及兩者結(jié)合的組合通風(fēng)方式，每種方式都有其獨(dú)特的工作原理和適用場景。自然通風(fēng)：自然通風(fēng)是利用自然風(fēng)壓、熱壓或兩者的共同作用來實(shí)現(xiàn)空氣流動(dòng)的通風(fēng)方式。其原理基于空氣的密度差和壓力差。當(dāng)外界有風(fēng)時(shí)，風(fēng)吹過地下空間的開口（如通風(fēng)井、出入口等），在迎風(fēng)面形成正壓，背風(fēng)面形成負(fù)壓，從而產(chǎn)生自然風(fēng)壓，促使空氣從正壓區(qū)流入地下空間，從負(fù)壓區(qū)流出。此外，由于地下空間內(nèi)部與外界環(huán)境存在溫度差，熱空氣密度小會(huì)上升，冷空氣密度大會(huì)下降，形成熱壓，驅(qū)動(dòng)空氣自然流動(dòng)，這就是常說的“煙囪效應(yīng)”。自然通風(fēng)具有節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，適用于一些對(duì)通風(fēng)要求相對(duì)較低、空間較為開闊且自然條件適宜的深埋地下空間，如部分地下停車場、地下倉庫等。但自然通風(fēng)受自然條件影響較大，通風(fēng)量和通風(fēng)效果不穩(wěn)定，難以滿足人員密集或?qū)諝赓|(zhì)量要求高的場所的通風(fēng)需求。機(jī)械通風(fēng)：機(jī)械通風(fēng)是通過風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)空氣流動(dòng)的通風(fēng)方式。風(fēng)機(jī)產(chǎn)生壓力差，克服通風(fēng)系統(tǒng)中的阻力，使空氣按照預(yù)定的路徑流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)送風(fēng)和排風(fēng)。根據(jù)風(fēng)機(jī)的布置和氣流組織形式，機(jī)械通風(fēng)可分為全面通風(fēng)和局部通風(fēng)。全面通風(fēng)是對(duì)整個(gè)地下空間進(jìn)行通風(fēng)換氣，使空間內(nèi)的空氣參數(shù)均勻分布；局部通風(fēng)則是針對(duì)特定區(qū)域（如人員活動(dòng)區(qū)域、設(shè)備發(fā)熱區(qū)域等）進(jìn)行通風(fēng)，以滿足局部的通風(fēng)需求。機(jī)械通風(fēng)具有通風(fēng)效果好、可控性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，能夠根據(jù)實(shí)際需求精確調(diào)節(jié)通風(fēng)量和氣流方向，適用于各種類型的深埋地下空間，尤其是對(duì)通風(fēng)要求嚴(yán)格的場所，如地下商場、地下交通樞紐、地下醫(yī)院等。然而，機(jī)械通風(fēng)需要消耗能源，設(shè)備投資和運(yùn)行維護(hù)成本較高。組合通風(fēng)：組合通風(fēng)結(jié)合了自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)，在自然通風(fēng)能夠滿足通風(fēng)需求時(shí)，優(yōu)先采用自然通風(fēng)，以降低能耗；當(dāng)自然通風(fēng)無法滿足要求時(shí)，啟動(dòng)機(jī)械通風(fēng)輔助或完全替代自然通風(fēng)，確保通風(fēng)效果。例如，在春秋季節(jié)或室外氣象條件適宜時(shí)，利用自然通風(fēng)進(jìn)行通風(fēng)換氣；在夏季高溫或冬季寒冷時(shí)，以及在人員密集、空氣污染物濃度較高的時(shí)段，啟動(dòng)機(jī)械通風(fēng)。組合通風(fēng)方式能夠根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整通風(fēng)策略，既保證了通風(fēng)效果，又提高了能源利用效率，適用于各類對(duì)通風(fēng)要求較高且注重節(jié)能環(huán)保的深埋地下空間。2.1.2通風(fēng)系統(tǒng)組成與設(shè)計(jì)原則深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的工程系統(tǒng)，其組成部分眾多，且在設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循一系列原則，以確保通風(fēng)系統(tǒng)的安全、高效、節(jié)能運(yùn)行。通風(fēng)系統(tǒng)的主要組成部分：風(fēng)機(jī)：風(fēng)機(jī)是通風(fēng)系統(tǒng)的核心設(shè)備，其作用是提供動(dòng)力，克服通風(fēng)管道和其他部件的阻力，使空氣在通風(fēng)系統(tǒng)中流動(dòng)。常見的風(fēng)機(jī)類型有離心式風(fēng)機(jī)和軸流式風(fēng)機(jī)。離心式風(fēng)機(jī)風(fēng)壓較高，適用于阻力較大的通風(fēng)系統(tǒng)；軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)量較大，效率較高，適用于通風(fēng)量大、阻力較小的系統(tǒng)。風(fēng)機(jī)的選型需要根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量、風(fēng)壓需求以及空間布局等因素綜合確定。風(fēng)道：風(fēng)道是空氣流動(dòng)的通道，通常由金屬、塑料或混凝土等材料制成。風(fēng)道的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮空氣流動(dòng)的阻力、密封性和防火性能等因素。風(fēng)道的截面形狀一般有圓形和矩形兩種，圓形風(fēng)道的阻力較小，但占用空間較大；矩形風(fēng)道占用空間相對(duì)較小，便于與建筑結(jié)構(gòu)配合，但阻力相對(duì)較大。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體情況選擇合適的風(fēng)道截面形狀和材料。風(fēng)口：風(fēng)口包括送風(fēng)口和排風(fēng)口，其作用是將空氣送入或排出地下空間。送風(fēng)口的作用是將處理后的新鮮空氣均勻地分布到地下空間內(nèi)，滿足人員和設(shè)備對(duì)新鮮空氣的需求；排風(fēng)口則用于排出地下空間內(nèi)的污濁空氣、有害氣體和余熱等。風(fēng)口的類型和布置方式會(huì)影響通風(fēng)系統(tǒng)的氣流組織和通風(fēng)效果，需要根據(jù)空間的功能和布局合理設(shè)計(jì)?？諝馓幚碓O(shè)備：為了保證送入地下空間的空氣符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和舒適度要求，通風(fēng)系統(tǒng)通常會(huì)配備空氣處理設(shè)備，如過濾器、加濕器、除濕器、空氣冷卻器或加熱器等。過濾器用于去除空氣中的灰塵、顆粒物和微生物等污染物；加濕器和除濕器用于調(diào)節(jié)空氣的濕度；空氣冷卻器和加熱器則用于調(diào)節(jié)空氣的溫度。這些設(shè)備可以單獨(dú)使用，也可以組合使用，根據(jù)實(shí)際需求對(duì)空氣進(jìn)行預(yù)處理。通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：安全原則：通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)確保在各種情況下都能保障人員的生命安全和健康。例如，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)能迅速排出煙霧和有害氣體，為人員疏散和消防救援創(chuàng)造條件；同時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)的電氣設(shè)備和管道應(yīng)具有良好的防火、防爆性能，避免引發(fā)二次災(zāi)害。此外，通風(fēng)系統(tǒng)還應(yīng)滿足衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，保證送入地下空間的空氣無污染，防止人員因吸入有害空氣而受到傷害。高效原則：通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)能夠高效地實(shí)現(xiàn)通風(fēng)換氣功能，確保地下空間內(nèi)的空氣質(zhì)量和氣流分布均勻。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要合理確定通風(fēng)量、選擇合適的通風(fēng)設(shè)備和優(yōu)化氣流組織，以提高通風(fēng)效率，減少通風(fēng)死角和短路現(xiàn)象。通過合理設(shè)計(jì)風(fēng)道的走向和布局，減少不必要的彎道和分支，降低通風(fēng)阻力，提高空氣流動(dòng)的順暢性，從而實(shí)現(xiàn)高效通風(fēng)。節(jié)能原則：隨著能源問題的日益突出，通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)變得尤為重要。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分考慮利用自然通風(fēng)，減少機(jī)械通風(fēng)的運(yùn)行時(shí)間和能耗；選用高效節(jié)能的通風(fēng)設(shè)備，合理配置風(fēng)機(jī)的功率和數(shù)量，避免設(shè)備的“大馬拉小車”現(xiàn)象；采用智能控制技術(shù)，根據(jù)地下空間內(nèi)的實(shí)際需求實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行。例如，通過安裝傳感器監(jiān)測室內(nèi)空氣質(zhì)量和溫度，當(dāng)空氣質(zhì)量和溫度滿足要求時(shí)，自動(dòng)降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行，以節(jié)約能源。經(jīng)濟(jì)原則：通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足通風(fēng)要求的前提下，盡量降低建設(shè)成本和運(yùn)行維護(hù)成本。在設(shè)備選型和材料選擇時(shí)，應(yīng)綜合考慮設(shè)備的價(jià)格、性能、使用壽命和維護(hù)難度等因素，選擇性價(jià)比高的產(chǎn)品。同時(shí)，合理規(guī)劃通風(fēng)系統(tǒng)的布局，減少不必要的設(shè)備和管道，降低工程投資。在運(yùn)行維護(hù)方面，應(yīng)制定合理的維護(hù)計(jì)劃，定期對(duì)通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行檢查、保養(yǎng)和維修，延長設(shè)備的使用壽命，降低運(yùn)行維護(hù)成本。可擴(kuò)展性原則：考慮到深埋地下空間未來可能的功能變化和規(guī)模擴(kuò)展，通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)具有一定的可擴(kuò)展性。在設(shè)備選型和管道布局時(shí)，應(yīng)預(yù)留一定的余量，以便在需要時(shí)能夠方便地增加通風(fēng)設(shè)備或擴(kuò)展通風(fēng)管道，滿足未來的通風(fēng)需求。例如，在設(shè)計(jì)風(fēng)道時(shí)，可以適當(dāng)加大風(fēng)道的尺寸，為后續(xù)可能的通風(fēng)量增加留出空間；在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，選擇具有一定調(diào)節(jié)范圍的風(fēng)機(jī)，以便在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)能夠通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的參數(shù)來適應(yīng)新的工況。2.2局部阻力理論2.2.1局部阻力產(chǎn)生機(jī)制在深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)中，局部阻力的產(chǎn)生是一個(gè)復(fù)雜的流體力學(xué)現(xiàn)象，其根源在于風(fēng)流在流動(dòng)過程中遭遇的各種邊壁條件變化以及障礙物的存在。當(dāng)風(fēng)流沿著通風(fēng)管道或在地下空間內(nèi)流動(dòng)時(shí)，若遇到風(fēng)道斷面的突變（如突然擴(kuò)大、突然收縮）、彎道、分支、通風(fēng)設(shè)備（風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥等）以及其他障礙物，就會(huì)導(dǎo)致風(fēng)流的均勻流動(dòng)狀態(tài)被破壞。以風(fēng)道突然擴(kuò)大為例，當(dāng)風(fēng)流從較小斷面流入較大斷面時(shí)，由于流道突然變寬，風(fēng)流不能立即充滿整個(gè)擴(kuò)大后的斷面，會(huì)在擴(kuò)大處的壁面附近形成渦流區(qū)。渦流區(qū)內(nèi)的流體做無規(guī)則的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，消耗大量的能量，這部分能量損失就構(gòu)成了局部阻力的一部分。同時(shí)，在主流與渦流區(qū)的交界面上，由于流速梯度很大，存在強(qiáng)烈的剪切作用，也會(huì)導(dǎo)致能量的損耗。對(duì)于彎道，風(fēng)流在轉(zhuǎn)彎過程中，由于受到離心力的作用，外側(cè)的流速增大，壓力降低，內(nèi)側(cè)的流速減小，壓力升高，從而形成壓力差。這種壓力差會(huì)使風(fēng)流產(chǎn)生二次流，加劇了流體的紊動(dòng)程度，導(dǎo)致能量損失增加，產(chǎn)生局部阻力。而通風(fēng)設(shè)備如風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥等，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，風(fēng)流在流經(jīng)這些設(shè)備時(shí)，會(huì)與設(shè)備的葉片、閥體等部件發(fā)生相互作用，導(dǎo)致流速和方向的急劇變化，進(jìn)而產(chǎn)生大量的渦流和能量損失，形成局部阻力。此外，風(fēng)流在遇到障礙物時(shí)，會(huì)在障礙物的下游形成尾流區(qū)，尾流區(qū)內(nèi)的流體處于紊亂狀態(tài)，存在大量的小尺度漩渦，這些漩渦的形成和消散都需要消耗能量，從而造成局部阻力。綜上所述，局部阻力的產(chǎn)生本質(zhì)上是由于風(fēng)流在局部區(qū)域內(nèi)流速和方向的改變，引發(fā)了渦流、二次流等復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象，這些現(xiàn)象導(dǎo)致了流體質(zhì)點(diǎn)之間的相互碰撞、摩擦以及與邊壁的摩擦，進(jìn)而造成了能量的損失，形成了局部阻力。這種能量損失不能像直管阻力那樣通過簡單的沿程摩擦來解釋，而是具有局部性和突發(fā)性的特點(diǎn)，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的性能有著重要的影響。2.2.2局部阻力影響因素局部阻力的大小受到多種因素的綜合影響，深入研究這些影響因素對(duì)于理解局部阻力的產(chǎn)生規(guī)律以及優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)具有重要意義。障礙物形狀與尺寸：障礙物的形狀對(duì)局部阻力有著顯著影響。尖銳形狀的障礙物（如直角彎頭、方形障礙物等）會(huì)使風(fēng)流在繞過障礙物時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的分離和漩渦，導(dǎo)致局部阻力大幅增加。相比之下，流線型的障礙物能夠使風(fēng)流較為順暢地繞過，減少漩渦的產(chǎn)生，從而降低局部阻力。障礙物的尺寸越大，對(duì)風(fēng)流的阻礙作用越強(qiáng)，局部阻力也就越大。在通風(fēng)管道中，若存在較大尺寸的設(shè)備或突出物，會(huì)顯著增加風(fēng)流的能量損失。例如，在某地下停車場通風(fēng)系統(tǒng)中，安裝了尺寸較大且形狀不規(guī)則的通風(fēng)設(shè)備，導(dǎo)致該區(qū)域的局部阻力明顯高于其他部位，影響了整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的效率。風(fēng)道斷面變化程度：風(fēng)道斷面的突變程度是影響局部阻力的關(guān)鍵因素之一。風(fēng)道突然擴(kuò)大或收縮時(shí)，斷面變化的面積比越大，局部阻力就越大。當(dāng)風(fēng)道突然擴(kuò)大時(shí)，如面積比從1:1變?yōu)?:3，風(fēng)流在擴(kuò)大處形成的渦流區(qū)會(huì)更大，能量損失也會(huì)相應(yīng)增加。風(fēng)道的漸變過渡對(duì)局部阻力也有重要影響。采用漸變的收縮或擴(kuò)張段，使風(fēng)流能夠逐漸適應(yīng)斷面的變化，可以有效降低局部阻力。相比突然變化的斷面，漸變段能夠減少風(fēng)流的分離和漩渦產(chǎn)生，使風(fēng)流流動(dòng)更加平穩(wěn)。風(fēng)流速度：風(fēng)流速度與局部阻力呈非線性關(guān)系。一般來說，風(fēng)流速度越大，局部阻力越大。這是因?yàn)樗俣仍龃髸r(shí)，風(fēng)流的動(dòng)能增加，在遇到障礙物或斷面變化時(shí)，產(chǎn)生的漩渦強(qiáng)度和規(guī)模也會(huì)增大，導(dǎo)致能量損失加劇。在高風(fēng)速下，風(fēng)流的紊動(dòng)程度更加劇烈，流體質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用增強(qiáng)，進(jìn)一步增加了局部阻力。在地下交通樞紐的通風(fēng)系統(tǒng)中，當(dāng)風(fēng)機(jī)全力運(yùn)行使風(fēng)流速度大幅提高時(shí)，通風(fēng)管道的彎道、分支等部位的局部阻力明顯增大，導(dǎo)致系統(tǒng)能耗顯著上升。通風(fēng)設(shè)備特性：通風(fēng)設(shè)備（如風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥等）的類型、性能參數(shù)以及安裝位置對(duì)局部阻力影響較大。不同類型的風(fēng)機(jī)，其內(nèi)部的流場結(jié)構(gòu)和能量轉(zhuǎn)換方式不同，產(chǎn)生的局部阻力也有所差異。軸流式風(fēng)機(jī)在高流量、低壓力的工況下運(yùn)行時(shí)，其局部阻力相對(duì)較??；而離心式風(fēng)機(jī)在高壓力、低流量的工況下運(yùn)行時(shí)，局部阻力可能較大。風(fēng)閥的開啟度和調(diào)節(jié)方式也會(huì)影響局部阻力。當(dāng)風(fēng)閥開度較小時(shí)，風(fēng)流通過風(fēng)閥的流速增加，且流道內(nèi)的氣流分布不均勻，容易產(chǎn)生漩渦，導(dǎo)致局部阻力增大。通風(fēng)設(shè)備的安裝位置不合理，如與風(fēng)道的連接方式不當(dāng)、距離彎道或分支過近等，也會(huì)加劇風(fēng)流的紊亂程度，增大局部阻力。風(fēng)道粗糙度：風(fēng)道內(nèi)壁的粗糙度會(huì)影響風(fēng)流與邊壁之間的摩擦力，進(jìn)而對(duì)局部阻力產(chǎn)生一定影響。粗糙度較大的風(fēng)道，邊壁對(duì)風(fēng)流的摩擦作用增強(qiáng)，會(huì)使局部阻力有所增加。在粗糙的風(fēng)道表面，風(fēng)流更容易產(chǎn)生紊流，增加了能量損失。在一些老舊的深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)中，由于風(fēng)道長期使用，內(nèi)壁出現(xiàn)銹蝕、結(jié)垢等情況，粗糙度增大，導(dǎo)致局部阻力上升，通風(fēng)效果變差。2.3網(wǎng)絡(luò)分析理論與方法2.3.1網(wǎng)絡(luò)分析基本概念網(wǎng)絡(luò)分析作為一門綜合性的分析方法，其理論基礎(chǔ)源于圖論和網(wǎng)絡(luò)模型等相關(guān)概念。圖論是數(shù)學(xué)的一個(gè)重要分支，主要研究圖的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。在圖論中，圖由節(jié)點(diǎn)（也稱為頂點(diǎn)）和連接節(jié)點(diǎn)的邊組成，節(jié)點(diǎn)用于表示研究對(duì)象，邊則表示對(duì)象之間的關(guān)系。例如，在城市交通網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)可以代表各個(gè)交通樞紐，邊則代表連接這些樞紐的道路。網(wǎng)絡(luò)模型則是基于圖論構(gòu)建的一種抽象模型，它將現(xiàn)實(shí)世界中的系統(tǒng)或現(xiàn)象簡化為節(jié)點(diǎn)和邊組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以便于分析和研究。在通風(fēng)系統(tǒng)研究中，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)模型是將通風(fēng)系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性進(jìn)行抽象表達(dá)的關(guān)鍵步驟。以深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)為例，通風(fēng)系統(tǒng)中的各個(gè)通風(fēng)空間（如地下商場的各個(gè)區(qū)域、地下停車場的不同分區(qū)等）可視為節(jié)點(diǎn)，而連接這些通風(fēng)空間的通風(fēng)管道則作為邊。通過這種方式，通風(fēng)系統(tǒng)就被轉(zhuǎn)化為一個(gè)由節(jié)點(diǎn)和邊構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)模型。在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)模型時(shí)，還需要考慮一些重要參數(shù)，如邊的長度、直徑、粗糙度等，這些參數(shù)反映了通風(fēng)管道的物理特性，會(huì)對(duì)風(fēng)流在管道中的流動(dòng)產(chǎn)生影響。節(jié)點(diǎn)之間的連接方式和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)模型時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，不同的連接方式和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)具有不同的通風(fēng)效果和局部阻力特性。例如，串聯(lián)連接的通風(fēng)管道會(huì)使風(fēng)流依次通過各個(gè)管道，總阻力等于各段管道阻力之和；而并聯(lián)連接的通風(fēng)管道則會(huì)使風(fēng)流在各分支管道中分流，各分支管道的阻力相等。準(zhǔn)確構(gòu)建通風(fēng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模型，能夠?yàn)楹罄m(xù)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析方法研究通風(fēng)系統(tǒng)的性能提供基礎(chǔ)和前提，有助于深入理解通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流的流動(dòng)規(guī)律和能量損失機(jī)制。2.3.2網(wǎng)絡(luò)分析在通風(fēng)研究中的應(yīng)用原理網(wǎng)絡(luò)分析在通風(fēng)研究中主要通過模擬通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流的流動(dòng)路徑、風(fēng)量分配以及評(píng)估通風(fēng)效果等方面發(fā)揮作用。在模擬風(fēng)流流動(dòng)路徑時(shí)，網(wǎng)絡(luò)分析基于質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律。質(zhì)量守恒定律要求在通風(fēng)系統(tǒng)的任意節(jié)點(diǎn)處，流入節(jié)點(diǎn)的風(fēng)量總和等于流出節(jié)點(diǎn)的風(fēng)量總和。這意味著在構(gòu)建的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型中，對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)，所有與該節(jié)點(diǎn)相連的邊所代表的管道流入和流出的風(fēng)量應(yīng)保持平衡。能量守恒定律則用于描述風(fēng)流在通風(fēng)系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，考慮到風(fēng)流在管道中流動(dòng)會(huì)受到摩擦阻力和局部阻力的影響，導(dǎo)致能量損失，通過能量守恒定律可以計(jì)算出風(fēng)流在不同位置的壓力和能量變化?；谶@些原理，利用專業(yè)的通風(fēng)模擬軟件（如Airpak、Fluent等）對(duì)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行數(shù)值模擬。在模擬過程中，軟件將通風(fēng)系統(tǒng)劃分為多個(gè)微小的計(jì)算單元，通過求解流體力學(xué)的基本方程（如連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程），計(jì)算每個(gè)計(jì)算單元內(nèi)的氣流參數(shù)（如流速、壓力、溫度等），從而得到風(fēng)流在整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)中的詳細(xì)流動(dòng)路徑。在風(fēng)量分配方面，網(wǎng)絡(luò)分析通過對(duì)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型中各邊（通風(fēng)管道）的阻力特性進(jìn)行分析，確定風(fēng)量在不同分支管道中的分配比例。通風(fēng)管道的阻力特性與管道的長度、直徑、粗糙度以及局部阻力系數(shù)等因素有關(guān)。根據(jù)這些因素，可以計(jì)算出各條通風(fēng)管道的阻力大小。在通風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)量會(huì)自動(dòng)分配，使得各條分支管道的阻力達(dá)到平衡。通過建立阻力平衡方程，結(jié)合質(zhì)量守恒定律，可以求解出各分支管道的風(fēng)量分配情況。在某深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)中，存在多條并聯(lián)的通風(fēng)管道，通過網(wǎng)絡(luò)分析計(jì)算出各管道的阻力和風(fēng)量分配，發(fā)現(xiàn)部分管道由于阻力較大，風(fēng)量分配不足，導(dǎo)致該區(qū)域通風(fēng)效果不佳，這為后續(xù)的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化提供了依據(jù)。評(píng)估通風(fēng)效果時(shí)，網(wǎng)絡(luò)分析通過模擬得到的氣流參數(shù)（如風(fēng)速、溫度、污染物濃度等），結(jié)合預(yù)先設(shè)定的通風(fēng)效果評(píng)估指標(biāo)體系，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的性能進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。風(fēng)速分布可以反映通風(fēng)系統(tǒng)中空氣的流動(dòng)情況，均勻的風(fēng)速分布有利于提高通風(fēng)效果；溫度分布則影響人員的舒適度和設(shè)備的正常運(yùn)行；污染物濃度是衡量空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)，過高的污染物濃度會(huì)對(duì)人員健康造成危害。通過將模擬結(jié)果與評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，可以判斷通風(fēng)系統(tǒng)是否滿足設(shè)計(jì)要求，找出通風(fēng)效果不理想的區(qū)域和原因，為通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化提供方向。在一個(gè)地下商場的通風(fēng)系統(tǒng)評(píng)估中，通過網(wǎng)絡(luò)分析模擬發(fā)現(xiàn)某些角落的風(fēng)速過低，二氧化碳濃度過高，表明這些區(qū)域通風(fēng)不良，需要對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。三、基于網(wǎng)絡(luò)分析的通風(fēng)效果評(píng)估模型構(gòu)建3.1通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建3.1.1模型假設(shè)與簡化為了構(gòu)建深埋地下空間通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型，基于實(shí)際工程的復(fù)雜性，做出以下合理假設(shè)與簡化：忽略次要因素：在深埋地下空間中，風(fēng)流的流動(dòng)受到多種因素影響，但部分因素對(duì)整體通風(fēng)效果影響較小，可予以忽略。如地下空間內(nèi)一些小型設(shè)備、細(xì)微的結(jié)構(gòu)凸起或凹陷等，在風(fēng)流流動(dòng)過程中產(chǎn)生的能量損失相對(duì)較小，對(duì)整體通風(fēng)效果的影響可以忽略不計(jì)。在構(gòu)建某地下商場通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型時(shí)，對(duì)于一些小型廣告牌、指示牌等對(duì)風(fēng)流影響極小的物體，可不考慮其對(duì)風(fēng)流的阻礙作用，從而簡化模型的構(gòu)建過程。假設(shè)風(fēng)流為定常流動(dòng)：在實(shí)際通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，雖然風(fēng)流參數(shù)可能會(huì)隨時(shí)間發(fā)生一定變化，但在進(jìn)行通風(fēng)效果評(píng)估時(shí)，為了便于分析和計(jì)算，假設(shè)風(fēng)流在通風(fēng)系統(tǒng)中為定常流動(dòng)。即認(rèn)為風(fēng)流的速度、壓力、溫度等參數(shù)在某一時(shí)刻不隨時(shí)間變化，僅與空間位置有關(guān)。這樣的假設(shè)可以將復(fù)雜的非定常流動(dòng)問題簡化為相對(duì)簡單的定常流動(dòng)問題，方便運(yùn)用相關(guān)理論和方法進(jìn)行研究。在分析某地下停車場通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，假設(shè)在一定時(shí)間段內(nèi)，通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，風(fēng)流為定常流動(dòng)，以便對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的氣流分布和壓力分布進(jìn)行計(jì)算和分析。簡化風(fēng)道形狀與連接方式：深埋地下空間的風(fēng)道形狀和連接方式復(fù)雜多樣，但在模型構(gòu)建過程中，可將風(fēng)道形狀簡化為規(guī)則的幾何形狀，如圓形、矩形等，并簡化風(fēng)道之間的連接方式。對(duì)于一些不規(guī)則的風(fēng)道，可以通過等效的方法，將其轉(zhuǎn)化為規(guī)則形狀的風(fēng)道進(jìn)行處理。將某地下交通樞紐中一些形狀不規(guī)則的通風(fēng)管道，根據(jù)其截面積和阻力特性，等效為矩形風(fēng)道，同時(shí)將風(fēng)道之間復(fù)雜的連接方式簡化為簡單的串聯(lián)、并聯(lián)或分支連接，以降低模型的復(fù)雜性，提高計(jì)算效率。均勻分布假設(shè)：假設(shè)在通風(fēng)系統(tǒng)的同一分支或區(qū)域內(nèi)，風(fēng)流的參數(shù)（如風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)壓等）均勻分布。在實(shí)際情況中，風(fēng)流參數(shù)在某些局部區(qū)域可能存在一定的不均勻性，但在宏觀分析通風(fēng)效果時(shí)，這種均勻分布假設(shè)可以在一定程度上反映通風(fēng)系統(tǒng)的整體性能。在構(gòu)建某大型地下倉庫通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型時(shí)，假設(shè)在每個(gè)通風(fēng)分區(qū)內(nèi)，風(fēng)流的風(fēng)速和風(fēng)量均勻分布，以便對(duì)整個(gè)倉庫的通風(fēng)效果進(jìn)行評(píng)估和分析。通過這些假設(shè)與簡化，能夠?qū)?fù)雜的深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為便于分析和研究的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型，為后續(xù)的通風(fēng)效果評(píng)估和局部阻力分析奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，在模型應(yīng)用過程中，需根據(jù)實(shí)際情況對(duì)假設(shè)和簡化進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和驗(yàn)證，以確保模型的準(zhǔn)確性和可靠性。3.1.2節(jié)點(diǎn)與分支定義在構(gòu)建深埋地下空間通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型時(shí)，準(zhǔn)確清晰地定義節(jié)點(diǎn)和分支是關(guān)鍵步驟，這有助于精確描述通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和風(fēng)流的流動(dòng)路徑。節(jié)點(diǎn)定義：節(jié)點(diǎn)在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中代表通風(fēng)系統(tǒng)的特定位置，主要包括通風(fēng)口、交匯點(diǎn)、用風(fēng)地點(diǎn)以及通風(fēng)設(shè)備安裝位置等。通風(fēng)口作為通風(fēng)系統(tǒng)與外界環(huán)境進(jìn)行空氣交換的通道，可分為進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。進(jìn)風(fēng)口負(fù)責(zé)引入新鮮空氣，而出風(fēng)口則用于排出污濁空氣。在某地下商場通風(fēng)系統(tǒng)中，位于商場外墻的新風(fēng)入口和屋頂?shù)呐棚L(fēng)出口就是典型的通風(fēng)口節(jié)點(diǎn)。交匯點(diǎn)是指兩條或兩條以上通風(fēng)分支相連接的點(diǎn)，風(fēng)流在此處發(fā)生分流或合流。在地下停車場的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中，不同通風(fēng)管道的交叉連接點(diǎn)就是交匯點(diǎn)，風(fēng)流在這些點(diǎn)處根據(jù)各分支的阻力情況進(jìn)行分配。用風(fēng)地點(diǎn)是指通風(fēng)系統(tǒng)需要保證空氣質(zhì)量和通風(fēng)效果的區(qū)域，如地下商場的營業(yè)區(qū)域、地下交通樞紐的候車大廳等。這些區(qū)域內(nèi)人員活動(dòng)頻繁，對(duì)空氣質(zhì)量和通風(fēng)舒適度要求較高，因此在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型中作為重要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行考慮。通風(fēng)設(shè)備安裝位置節(jié)點(diǎn)包括風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥等設(shè)備的安裝處。風(fēng)機(jī)為風(fēng)流提供動(dòng)力，克服通風(fēng)系統(tǒng)的阻力，使空氣流動(dòng)；風(fēng)閥則用于調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)流方向。在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型中，明確這些設(shè)備的安裝位置節(jié)點(diǎn)，便于分析設(shè)備對(duì)風(fēng)流的影響以及整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行特性。分支定義：分支在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中表示連接節(jié)點(diǎn)之間的通風(fēng)通道，主要指風(fēng)道。風(fēng)道是風(fēng)流在通風(fēng)系統(tǒng)中流動(dòng)的載體，其屬性對(duì)通風(fēng)效果有重要影響。風(fēng)道的屬性包括長度、直徑、粗糙度、阻力系數(shù)等。風(fēng)道長度直接影響風(fēng)流在其中流動(dòng)的沿程阻力，較長的風(fēng)道會(huì)導(dǎo)致較大的能量損失。在某深埋地下隧道通風(fēng)系統(tǒng)中，通風(fēng)管道的長度較長，沿程阻力成為影響通風(fēng)效果的重要因素之一。風(fēng)道直徑?jīng)Q定了風(fēng)流的流通截面積，對(duì)風(fēng)量和風(fēng)速有直接影響。較大直徑的風(fēng)道可以允許更大的風(fēng)量通過，降低風(fēng)速，減少阻力。粗糙度反映了風(fēng)道內(nèi)壁的光滑程度，粗糙度越大，風(fēng)流與風(fēng)道內(nèi)壁的摩擦力越大，局部阻力和沿程阻力也會(huì)相應(yīng)增加。在一些老舊的通風(fēng)系統(tǒng)中，由于風(fēng)道內(nèi)壁銹蝕、結(jié)垢，粗糙度增大，導(dǎo)致通風(fēng)阻力上升，通風(fēng)效果變差。阻力系數(shù)是衡量風(fēng)道阻力特性的重要參數(shù)，它與風(fēng)道的形狀、尺寸、粗糙度以及風(fēng)流的流動(dòng)狀態(tài)等因素有關(guān)。通過實(shí)驗(yàn)或理論計(jì)算確定風(fēng)道的阻力系數(shù)，對(duì)于準(zhǔn)確分析通風(fēng)系統(tǒng)的阻力分布和通風(fēng)效果至關(guān)重要。在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型中，明確各分支的屬性參數(shù)，能夠更準(zhǔn)確地模擬風(fēng)流在通風(fēng)系統(tǒng)中的流動(dòng)情況，為通風(fēng)效果評(píng)估和局部阻力分析提供可靠依據(jù)。3.1.3模型參數(shù)確定確定通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)對(duì)于準(zhǔn)確模擬深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和分析通風(fēng)效果至關(guān)重要，這些參數(shù)主要包括與風(fēng)流相關(guān)的參數(shù)以及風(fēng)道的幾何參數(shù)和阻力參數(shù)。風(fēng)流相關(guān)參數(shù)：風(fēng)量：風(fēng)量是指單位時(shí)間內(nèi)通過通風(fēng)系統(tǒng)某一截面的空氣體積，單位為立方米每秒（m3/s）或立方米每小時(shí)（m3/h）。它是衡量通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)能力的重要指標(biāo)，直接影響地下空間內(nèi)的空氣質(zhì)量和人員舒適度。風(fēng)量的確定需要考慮多種因素，如地下空間的使用功能、人員密度、設(shè)備發(fā)熱量等。對(duì)于人員密集的地下商場，根據(jù)人員數(shù)量和人均新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合商場的營業(yè)面積和布局，計(jì)算出所需的總風(fēng)量。一般來說，人員活動(dòng)區(qū)域的新風(fēng)量要求較高，以保證充足的新鮮空氣供應(yīng)，排除人體呼出的二氧化碳等污染物。而對(duì)于設(shè)備集中的區(qū)域，還需考慮設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的熱量，通過通風(fēng)帶走熱量，以保證設(shè)備的正常運(yùn)行。在某地下商場通風(fēng)系統(tǒng)中，通過計(jì)算得知，營業(yè)區(qū)域每平方米所需新風(fēng)量為10m3/h，商場營業(yè)面積為5000平方米，則該區(qū)域所需的總新風(fēng)量為5000×10=50000m3/h。風(fēng)速：風(fēng)速是指風(fēng)流在通風(fēng)系統(tǒng)中流動(dòng)的速度，單位為米每秒（m/s）。它與風(fēng)量和通風(fēng)管道的截面積密切相關(guān)，風(fēng)速的大小直接影響通風(fēng)效果和氣流組織。合適的風(fēng)速可以保證空氣在地下空間內(nèi)均勻分布，避免出現(xiàn)通風(fēng)死角。但風(fēng)速過高會(huì)產(chǎn)生噪音和吹風(fēng)感，影響人員舒適度；風(fēng)速過低則可能導(dǎo)致通風(fēng)不暢，污染物積聚。不同的通風(fēng)區(qū)域?qū)︼L(fēng)速有不同的要求。在人員活動(dòng)區(qū)域，風(fēng)速一般控制在0.2-0.5m/s之間，以保證人員感覺舒適。在通風(fēng)管道中，風(fēng)速則根據(jù)管道的類型和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行合理選擇。金屬通風(fēng)管道的風(fēng)速一般可控制在6-12m/s，而塑料通風(fēng)管道的風(fēng)速則相對(duì)較低，一般在4-8m/s。在某地下交通樞紐的通風(fēng)設(shè)計(jì)中，候車大廳的人員活動(dòng)區(qū)域風(fēng)速設(shè)計(jì)為0.3m/s，以提供舒適的通風(fēng)環(huán)境；而連接候車大廳的通風(fēng)管道風(fēng)速則設(shè)計(jì)為8m/s，以保證足夠的風(fēng)量輸送。風(fēng)壓：風(fēng)壓是指風(fēng)流在通風(fēng)系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)所具有的壓力，單位為帕斯卡（Pa）。它用于克服通風(fēng)系統(tǒng)中的各種阻力，保證風(fēng)流能夠按照預(yù)定的路徑流動(dòng)。風(fēng)壓包括靜壓、動(dòng)壓和全壓。靜壓是指空氣分子對(duì)風(fēng)道壁面的壓力，它與空氣的密度和溫度有關(guān)。動(dòng)壓是指由于風(fēng)流的流動(dòng)而產(chǎn)生的壓力，它與風(fēng)速的平方成正比。全壓則是靜壓和動(dòng)壓之和。在通風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)壓需要克服風(fēng)道的沿程阻力、局部阻力以及風(fēng)流在輸送過程中的其他能量損失。通過計(jì)算通風(fēng)系統(tǒng)各部分的阻力，確定所需的風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，以保證通風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在某深埋地下隧道通風(fēng)系統(tǒng)中，經(jīng)過計(jì)算，通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力為500Pa，為了保證隧道內(nèi)的通風(fēng)效果，選擇的風(fēng)機(jī)風(fēng)壓需大于500Pa，以克服系統(tǒng)阻力，推動(dòng)風(fēng)流流動(dòng)。風(fēng)道幾何參數(shù)：長度：風(fēng)道長度是指通風(fēng)管道的實(shí)際物理長度，單位為米（m）。它是計(jì)算風(fēng)道沿程阻力的重要參數(shù)之一，風(fēng)道長度越長，沿程阻力越大。在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型中，準(zhǔn)確測量或估算風(fēng)道的長度對(duì)于精確計(jì)算通風(fēng)系統(tǒng)的阻力和能耗至關(guān)重要。在某地下停車場通風(fēng)系統(tǒng)中，通風(fēng)管道從風(fēng)機(jī)出口到最遠(yuǎn)的停車區(qū)域，其長度達(dá)到了200米，這一長度對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的沿程阻力和風(fēng)機(jī)的選型有重要影響。直徑（或當(dāng)量直徑）：對(duì)于圓形風(fēng)道，直徑是指風(fēng)道的內(nèi)徑，單位為米（m）；對(duì)于非圓形風(fēng)道，通常采用當(dāng)量直徑來表示其通風(fēng)能力。當(dāng)量直徑是根據(jù)風(fēng)道的截面積和周長計(jì)算得出的一個(gè)等效直徑，它使得非圓形風(fēng)道在計(jì)算阻力等參數(shù)時(shí)可以采用與圓形風(fēng)道相似的方法。當(dāng)量直徑的計(jì)算公式根據(jù)風(fēng)道的形狀不同而有所差異。對(duì)于矩形風(fēng)道，當(dāng)量直徑De=4×截面積÷周長。風(fēng)道的直徑或當(dāng)量直徑直接影響風(fēng)道的通風(fēng)截面積和風(fēng)流的流動(dòng)特性。較大的直徑可以減小風(fēng)道的阻力，允許更大的風(fēng)量通過，但同時(shí)也會(huì)增加風(fēng)道的材料成本和安裝空間。在某地下商場通風(fēng)系統(tǒng)中，部分通風(fēng)管道采用矩形風(fēng)道，其截面積為1平方米，周長為4米，則當(dāng)量直徑De=4×1÷4=1米。根據(jù)通風(fēng)需求和空間條件，合理選擇風(fēng)道的直徑或當(dāng)量直徑，對(duì)于優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)性能和降低成本具有重要意義。粗糙度：風(fēng)道粗糙度是描述風(fēng)道內(nèi)壁表面粗糙程度的參數(shù)，通常用絕對(duì)粗糙度或相對(duì)粗糙度表示。絕對(duì)粗糙度是指風(fēng)道內(nèi)壁表面凸起的平均高度，單位為毫米（mm）；相對(duì)粗糙度則是絕對(duì)粗糙度與風(fēng)道直徑的比值。風(fēng)道粗糙度對(duì)風(fēng)流與風(fēng)道內(nèi)壁之間的摩擦力有重要影響，進(jìn)而影響風(fēng)道的阻力特性。粗糙度越大，風(fēng)流與風(fēng)道內(nèi)壁的摩擦力越大，沿程阻力和局部阻力也會(huì)相應(yīng)增加。不同材料的風(fēng)道具有不同的粗糙度。例如，鍍鋅鋼板風(fēng)道的粗糙度一般在0.15-0.18mm之間，而混凝土風(fēng)道的粗糙度則相對(duì)較大，約為1-3mm。在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型中，準(zhǔn)確確定風(fēng)道的粗糙度參數(shù)，對(duì)于準(zhǔn)確計(jì)算通風(fēng)系統(tǒng)的阻力和能耗，以及合理選擇通風(fēng)設(shè)備具有重要作用。在某地下工程通風(fēng)系統(tǒng)中，采用的是混凝土風(fēng)道，根據(jù)實(shí)際測量和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定其絕對(duì)粗糙度為2mm，在計(jì)算通風(fēng)系統(tǒng)阻力時(shí)，充分考慮了這一粗糙度參數(shù)對(duì)阻力的影響。阻力參數(shù)：沿程阻力系數(shù)：沿程阻力系數(shù)是反映風(fēng)道沿程阻力大小的參數(shù)，它與風(fēng)道的粗糙度、風(fēng)流的流動(dòng)狀態(tài)（層流或紊流）以及風(fēng)道的幾何形狀等因素有關(guān)。對(duì)于不同的流動(dòng)狀態(tài)，沿程阻力系數(shù)的計(jì)算方法不同。在層流狀態(tài)下，沿程阻力系數(shù)λ=64/Re，其中Re為雷諾數(shù)，它反映了風(fēng)流的流動(dòng)狀態(tài)，Re=vd/ν，v為風(fēng)速，d為風(fēng)道直徑，ν為空氣的運(yùn)動(dòng)粘度。在紊流狀態(tài)下，沿程阻力系數(shù)的計(jì)算較為復(fù)雜，可采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，如尼古拉茲公式、柯列布魯克公式等。尼古拉茲公式適用于人工粗糙管，柯列布魯克公式則更適用于實(shí)際工程中的各種風(fēng)道。沿程阻力系數(shù)的確定對(duì)于準(zhǔn)確計(jì)算風(fēng)道的沿程阻力至關(guān)重要。在某通風(fēng)系統(tǒng)中，通過計(jì)算雷諾數(shù)確定風(fēng)流處于紊流狀態(tài)，采用柯列布魯克公式計(jì)算得到沿程阻力系數(shù)為0.025，根據(jù)這一系數(shù)計(jì)算出風(fēng)道的沿程阻力，為通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了重要依據(jù)。局部阻力系數(shù)：局部阻力系數(shù)是衡量風(fēng)流在通風(fēng)系統(tǒng)中遇到局部障礙物（如彎道、分支、閥門等）時(shí)產(chǎn)生局部阻力大小的參數(shù)。不同類型的局部障礙物具有不同的局部阻力系數(shù)，這些系數(shù)通常通過實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。對(duì)于90°彎頭，其局部阻力系數(shù)一般在0.2-0.3之間；對(duì)于突然擴(kuò)大或收縮的風(fēng)道，局部阻力系數(shù)與面積比等因素有關(guān)。在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型中，準(zhǔn)確確定各局部障礙物的局部阻力系數(shù)，對(duì)于全面分析通風(fēng)系統(tǒng)的阻力分布和通風(fēng)效果至關(guān)重要。在某地下停車場通風(fēng)系統(tǒng)中，通風(fēng)管道存在多個(gè)90°彎頭和分支，通過查閱相關(guān)資料和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定90°彎頭的局部阻力系數(shù)為0.25，分支的局部阻力系數(shù)根據(jù)其具體結(jié)構(gòu)和分支角度確定為0.35，在計(jì)算通風(fēng)系統(tǒng)阻力時(shí)，考慮了這些局部阻力系數(shù)，以準(zhǔn)確評(píng)估通風(fēng)系統(tǒng)的性能。3.2通風(fēng)效果評(píng)估指標(biāo)選取3.2.1風(fēng)量分配均勻性指標(biāo)風(fēng)量分配均勻性是衡量深埋地下空間通風(fēng)效果的關(guān)鍵指標(biāo)之一，它直接影響著空間內(nèi)各個(gè)區(qū)域的通風(fēng)質(zhì)量和人員的舒適度。通過計(jì)算各分支風(fēng)量的差異程度，可以有效評(píng)估風(fēng)量分配的均勻性。常用的評(píng)估指標(biāo)包括風(fēng)量分配均勻性系數(shù)和變異系數(shù)。風(fēng)量分配均勻性系數(shù)是一種直觀反映各分支風(fēng)量與平均風(fēng)量接近程度的指標(biāo)。其計(jì)算公式為：K=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}\left|\frac{Q_i}{\overline{Q}}-1\right|其中，K為風(fēng)量分配均勻性系數(shù)，n為通風(fēng)分支的總數(shù)，Q_i為第i個(gè)分支的風(fēng)量，\overline{Q}為所有分支風(fēng)量的平均值。K值越小，表明各分支風(fēng)量與平均風(fēng)量的差異越小，風(fēng)量分配越均勻；反之，K值越大，則風(fēng)量分配越不均勻。當(dāng)K=0時(shí)，意味著各分支風(fēng)量完全相等，達(dá)到了理想的均勻分配狀態(tài)。在某地下商場通風(fēng)系統(tǒng)中，通過計(jì)算得到風(fēng)量分配均勻性系數(shù)K=0.15，說明該通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量分配相對(duì)較為均勻，但仍存在一定的優(yōu)化空間。變異系數(shù)也是評(píng)估風(fēng)量分配均勻性的重要指標(biāo)，它考慮了數(shù)據(jù)的離散程度，能夠更全面地反映風(fēng)量分配的均勻性。變異系數(shù)的計(jì)算公式為：C_V=\frac{\sigma}{\overline{Q}}其中，C_V為變異系數(shù)，\sigma為各分支風(fēng)量的標(biāo)準(zhǔn)差，\overline{Q}為所有分支風(fēng)量的平均值。標(biāo)準(zhǔn)差\sigma反映了各分支風(fēng)量相對(duì)于平均值的離散程度，\sigma越大，說明各分支風(fēng)量的差異越大，風(fēng)量分配越不均勻。變異系數(shù)C_V消除了平均值的影響，使得不同通風(fēng)系統(tǒng)或不同工況下的風(fēng)量分配均勻性具有可比性。一般來說，C_V值越小，風(fēng)量分配越均勻。當(dāng)C_V\leq0.1時(shí)，可認(rèn)為風(fēng)量分配較為均勻；當(dāng)0.1<C_V\leq0.2時(shí)，風(fēng)量分配基本滿足要求，但仍需關(guān)注；當(dāng)C_V>0.2時(shí)，則表明風(fēng)量分配不均勻，需要對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。在某地下停車場通風(fēng)系統(tǒng)中，計(jì)算得到變異系數(shù)C_V=0.18，說明該通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量分配基本滿足要求，但存在部分分支風(fēng)量差異較大的情況，需要進(jìn)一步分析和優(yōu)化。通過合理運(yùn)用風(fēng)量分配均勻性系數(shù)和變異系數(shù)等指標(biāo)，可以準(zhǔn)確評(píng)估深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量分配均勻性，為通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，可結(jié)合具體工程需求和通風(fēng)系統(tǒng)特點(diǎn)，選擇合適的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果采取相應(yīng)的優(yōu)化措施，如調(diào)整通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、優(yōu)化通風(fēng)管道的布局等，以提高風(fēng)量分配的均勻性，改善通風(fēng)效果。3.2.2空氣齡指標(biāo)空氣齡是評(píng)估深埋地下空間通風(fēng)效果的重要參數(shù)，它反映了空氣進(jìn)入空間后在其中停留的平均時(shí)間。從物理意義上講，空氣齡越小，說明新鮮空氣能夠更快地到達(dá)空間內(nèi)各個(gè)位置，通風(fēng)效果越好，空間內(nèi)的空氣質(zhì)量也就越高。在人員密集的深埋地下空間，如地下商場、地下交通樞紐等，較小的空氣齡意味著人員能夠呼吸到更多的新鮮空氣，減少有害氣體和污染物對(duì)人體的危害，從而保障人員的健康。在通風(fēng)效果評(píng)估中，空氣齡具有多方面的重要作用。它可以直觀地反映通風(fēng)系統(tǒng)的氣流組織效果。良好的氣流組織能夠使新鮮空氣均勻地分布在整個(gè)空間內(nèi)，迅速排出污濁空氣，從而降低空氣齡。如果通風(fēng)系統(tǒng)存在氣流短路、通風(fēng)死角等問題，會(huì)導(dǎo)致部分區(qū)域空氣齡過長，新鮮空氣無法有效到達(dá)，影響通風(fēng)效果。通過分析空氣齡的分布情況，可以判斷通風(fēng)系統(tǒng)的氣流組織是否合理，為優(yōu)化氣流組織提供依據(jù)?？諝恺g與室內(nèi)污染物濃度密切相關(guān)。空氣齡越長，污染物在空間內(nèi)積累的時(shí)間就越長，濃度也就越高。在地下停車場中，汽車尾氣等污染物會(huì)隨著空氣的流動(dòng)在空間內(nèi)擴(kuò)散，如果空氣齡過大，污染物無法及時(shí)排出，會(huì)導(dǎo)致空間內(nèi)污染物濃度超標(biāo)，對(duì)人體健康造成威脅。因此，通過控制空氣齡，可以有效降低室內(nèi)污染物濃度，提高空氣質(zhì)量?？諝恺g還可以作為評(píng)估通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能性的指標(biāo)之一。在滿足通風(fēng)需求的前提下，降低空氣齡可以減少通風(fēng)系統(tǒng)的能耗。如果通風(fēng)系統(tǒng)能夠以較小的風(fēng)量實(shí)現(xiàn)較短的空氣齡，說明通風(fēng)系統(tǒng)的效率較高，能夠在保證通風(fēng)效果的同時(shí)節(jié)約能源。在設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，可以通過優(yōu)化通風(fēng)設(shè)備的選型和運(yùn)行參數(shù)，以及合理規(guī)劃通風(fēng)管道的布局，來降低空氣齡，提高通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能性。為了準(zhǔn)確測量空氣齡，通常采用示蹤氣體法。在空間內(nèi)釋放一定量的示蹤氣體，如六氟化硫（SF_6），然后在不同位置和時(shí)間點(diǎn)采集空氣樣本，分析示蹤氣體的濃度變化。根據(jù)示蹤氣體的擴(kuò)散規(guī)律和濃度變化情況，可以計(jì)算出空氣齡。在某地下地鐵站廳的通風(fēng)效果評(píng)估中，采用示蹤氣體法測量空氣齡，結(jié)果發(fā)現(xiàn)站廳中部區(qū)域空氣齡較短，通風(fēng)效果較好；而在一些角落和通道盡頭，空氣齡較長，存在通風(fēng)不良的問題?；谶@些測量結(jié)果，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，如增加風(fēng)口數(shù)量、調(diào)整風(fēng)口位置等，有效降低了空氣齡，改善了通風(fēng)效果。3.2.3污染物濃度分布指標(biāo)在深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)中，污染物的有效排除對(duì)于保障人員健康和空間的正常使用至關(guān)重要，而通過監(jiān)測和模擬污染物濃度分布是評(píng)估通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)污染物排除能力的關(guān)鍵手段。在實(shí)際工程中，可通過在深埋地下空間內(nèi)設(shè)置多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，利用專業(yè)的污染物檢測設(shè)備，如氣體檢測儀、顆粒物檢測儀等，實(shí)時(shí)監(jiān)測不同位置的污染物濃度。對(duì)于地下停車場，重點(diǎn)監(jiān)測一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化物（NO_x）等汽車尾氣污染物的濃度；在地下商場，除了關(guān)注人員活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳（CO_2）濃度外，還需監(jiān)測裝修材料釋放的甲醛、苯等揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）的濃度。通過對(duì)這些監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，可以直觀地了解污染物在空間內(nèi)的分布情況，判斷通風(fēng)系統(tǒng)是否能夠有效稀釋和排除污染物。若在某地下停車場的監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，靠近出入口和車輛密集區(qū)域的一氧化碳濃度較高，而遠(yuǎn)離這些區(qū)域的濃度較低，說明通風(fēng)系統(tǒng)在這些高污染區(qū)域的污染物排除能力有待加強(qiáng)。借助計(jì)算流體力學(xué)（CFD）等數(shù)值模擬技術(shù)，能夠深入分析污染物在通風(fēng)系統(tǒng)中的擴(kuò)散和遷移規(guī)律。在模擬過程中，首先根據(jù)深埋地下空間的實(shí)際幾何形狀、通風(fēng)系統(tǒng)布局以及相關(guān)物理參數(shù)，建立精確的三維模型。設(shè)置合理的邊界條件，包括進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)速、溫度、污染物濃度，出風(fēng)口的壓力等，以及空間內(nèi)的污染源位置、強(qiáng)度等參數(shù)。然后，利用CFD軟件求解流體力學(xué)和污染物傳輸?shù)南嚓P(guān)方程，模擬不同工況下污染物在空間內(nèi)的濃度分布情況。通過模擬，可以預(yù)測通風(fēng)系統(tǒng)在不同運(yùn)行條件下的污染物排除效果，為通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化提供理論依據(jù)。在對(duì)某地下商場通風(fēng)系統(tǒng)的模擬中，通過改變送風(fēng)口和排風(fēng)口的位置、數(shù)量以及風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，觀察污染物濃度分布的變化，發(fā)現(xiàn)調(diào)整送風(fēng)口位置和增加排風(fēng)口數(shù)量后，商場內(nèi)的污染物濃度明顯降低，通風(fēng)效果得到顯著改善。為了更準(zhǔn)確地評(píng)估通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)污染物的排除能力，還可以引入一些量化指標(biāo)。如污染物排除效率，其計(jì)算公式為：\eta=\frac{C_{in}-C_{out}}{C_{in}}\times100\%其中，\eta為污染物排除效率，C_{in}為進(jìn)風(fēng)口處污染物的濃度，C_{out}為出風(fēng)口處污染物的濃度。該指標(biāo)反映了通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)污染物的總體去除能力，\eta值越大，說明通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)污染物的排除效果越好。另一個(gè)重要指標(biāo)是污染物濃度均勻度，它用于衡量空間內(nèi)污染物濃度分布的均勻程度?？梢酝ㄟ^計(jì)算不同監(jiān)測點(diǎn)污染物濃度的標(biāo)準(zhǔn)差與平均值的比值來得到濃度均勻度。濃度均勻度越小，說明污染物在空間內(nèi)的分布越均勻，通風(fēng)系統(tǒng)能夠更有效地將污染物稀釋并排出，避免局部區(qū)域污染物濃度過高。在某地下交通樞紐的通風(fēng)效果評(píng)估中，計(jì)算得到污染物排除效率為85%，但污染物濃度均勻度較高，說明雖然通風(fēng)系統(tǒng)能夠去除大部分污染物，但在空間內(nèi)的分布不夠均勻，仍存在一些區(qū)域污染物濃度相對(duì)較高，需要進(jìn)一步優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)的氣流組織，以提高污染物濃度均勻度。3.3模型驗(yàn)證與校準(zhǔn)3.3.1數(shù)據(jù)采集與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為了確?；诰W(wǎng)絡(luò)分析的通風(fēng)效果評(píng)估模型的準(zhǔn)確性和可靠性，在實(shí)際深埋地下空間以及實(shí)驗(yàn)?zāi)M環(huán)境中精心設(shè)計(jì)并實(shí)施了數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)。在實(shí)際深埋地下空間選取了具有代表性的地下商場作為研究對(duì)象。該地下商場規(guī)模較大，內(nèi)部布局復(fù)雜，包含多個(gè)營業(yè)區(qū)域、通道以及設(shè)備用房，通風(fēng)系統(tǒng)較為典型。在商場內(nèi)布置了多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，涵蓋不同功能區(qū)域和通風(fēng)管道的關(guān)鍵位置。采用高精度的風(fēng)速傳感器、風(fēng)壓傳感器、溫濕度傳感器以及污染物濃度檢測儀等設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測各監(jiān)測點(diǎn)的風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、濕度以及二氧化碳、甲醛等污染物濃度等參數(shù)。在營業(yè)區(qū)域的中心位置、角落以及靠近通風(fēng)口的位置分別設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，以全面獲取不同位置的通風(fēng)參數(shù)。同時(shí)，記錄通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，如風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、開啟臺(tái)數(shù)、風(fēng)閥的開度等。在實(shí)驗(yàn)期間，選擇不同的營業(yè)時(shí)間和天氣條件進(jìn)行監(jiān)測，以獲取更具代表性的數(shù)據(jù)。在周末和工作日的不同時(shí)段，以及晴天、陰天和雨天等不同天氣狀況下進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，分析不同工況對(duì)通風(fēng)效果的影響。在實(shí)驗(yàn)?zāi)M環(huán)境方面，搭建了與實(shí)際地下空間相似的縮尺模型實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置按照一定比例縮小了實(shí)際地下空間的尺寸，包括通風(fēng)管道、通風(fēng)口以及內(nèi)部布局等。在實(shí)驗(yàn)裝置中，同樣布置了各類傳感器，用于測量風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度等參數(shù)。通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的功率和運(yùn)行模式，模擬不同的通風(fēng)工況。采用變頻風(fēng)機(jī)，可靈活調(diào)整風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變通風(fēng)量，研究不同通風(fēng)量下的通風(fēng)效果。在實(shí)驗(yàn)過程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的邊界條件進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保實(shí)驗(yàn)環(huán)境的穩(wěn)定性。通過控制實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的溫度、濕度等條件，使其與實(shí)際地下空間的環(huán)境條件相近，以提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。為了保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和可靠性，對(duì)采集設(shè)備進(jìn)行了嚴(yán)格的校準(zhǔn)和標(biāo)定。在實(shí)驗(yàn)前，使用標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)設(shè)備對(duì)風(fēng)速傳感器、風(fēng)壓傳感器等進(jìn)行校準(zhǔn)，確保測量數(shù)據(jù)的精度。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)過程中，定期對(duì)采集設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，及時(shí)更換損壞的傳感器，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性和準(zhǔn)確性。3.3.2模型驗(yàn)證方法將實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)與基于網(wǎng)絡(luò)分析的通風(fēng)效果評(píng)估模型的模擬結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比，以全面判斷模型的準(zhǔn)確性和可靠性。在對(duì)比過程中，重點(diǎn)關(guān)注風(fēng)量分配均勻性、空氣齡以及污染物濃度分布等關(guān)鍵指標(biāo)。對(duì)于風(fēng)量分配均勻性，計(jì)算實(shí)際監(jiān)測得到的各分支風(fēng)量，并與模型模擬得到的風(fēng)量進(jìn)行對(duì)比。通過計(jì)算兩者之間的差值和相對(duì)誤差，評(píng)估模型對(duì)風(fēng)量分配的模擬精度。在某地下商場通風(fēng)系統(tǒng)中，實(shí)際監(jiān)測到某分支的風(fēng)量為5000m3/h，模型模擬得到的該分支風(fēng)量為4800m3/h，計(jì)算得到相對(duì)誤差為（5000-4800）/5000×100%=4%。一般來說，相對(duì)誤差在10%以內(nèi)可認(rèn)為模型對(duì)風(fēng)量分配的模擬較為準(zhǔn)確，因此該模型在該分支的風(fēng)量分配模擬上表現(xiàn)良好。對(duì)于空氣齡指標(biāo)，在實(shí)際地下空間和實(shí)驗(yàn)?zāi)M環(huán)境中，采用示蹤氣體法測量不同位置的空氣齡。在實(shí)驗(yàn)?zāi)M環(huán)境中，在某一特定位置釋放示蹤氣體，然后在不同時(shí)間點(diǎn)和位置采集空氣樣本，通過分析示蹤氣體的濃度變化，計(jì)算出該位置的空氣齡。將測量得到的空氣齡與模型模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，觀察兩者的一致性。如果模型模擬的空氣齡與實(shí)際測量值在趨勢(shì)和數(shù)值上都較為接近，說明模型能夠較好地模擬空氣的流動(dòng)和更新情況。在污染物濃度分布方面，將實(shí)際監(jiān)測到的污染物濃度數(shù)據(jù)與模型模擬的污染物濃度分布進(jìn)行對(duì)比。在實(shí)際地下商場中，監(jiān)測到某區(qū)域的二氧化碳濃度為800ppm，模型模擬該區(qū)域的二氧化碳濃度為850ppm。通過對(duì)比不同區(qū)域的污染物濃度，分析模型對(duì)污染物擴(kuò)散和分布的模擬能力。同時(shí)，繪制實(shí)際監(jiān)測和模型模擬的污染物濃度分布云圖，直觀地比較兩者的差異。如果云圖的形狀和濃度分布趨勢(shì)相似，說明模型能夠較為準(zhǔn)確地反映污染物在地下空間內(nèi)的擴(kuò)散和分布情況。除了對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行單獨(dú)對(duì)比外，還綜合考慮多個(gè)指標(biāo)來全面評(píng)估模型的準(zhǔn)確性。采用綜合評(píng)價(jià)方法，如模糊綜合評(píng)價(jià)法，將風(fēng)量分配均勻性、空氣齡和污染物濃度分布等指標(biāo)進(jìn)行綜合考量，給出一個(gè)總體的評(píng)價(jià)結(jié)果。通過模糊綜合評(píng)價(jià)，確定模型的準(zhǔn)確性等級(jí)，如優(yōu)秀、良好、合格或不合格，以便更直觀地了解模型的性能。3.3.3模型校準(zhǔn)策略針對(duì)模型驗(yàn)證過程中發(fā)現(xiàn)的偏差，采取一系列有效的策略對(duì)模型進(jìn)行校準(zhǔn)，以提高模型的精度和可靠性。當(dāng)發(fā)現(xiàn)模型模擬結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)存在偏差時(shí)，首先對(duì)模型的參數(shù)進(jìn)行細(xì)致調(diào)整。對(duì)于風(fēng)道的阻力參數(shù)，如沿程阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)，根據(jù)實(shí)際測量數(shù)據(jù)和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行重新計(jì)算和修正。在實(shí)際通風(fēng)系統(tǒng)中，通過測量風(fēng)道的風(fēng)速、風(fēng)壓等參數(shù)，利用達(dá)西-威斯巴赫公式等計(jì)算實(shí)際的沿程阻力系數(shù)。如果模型中原來設(shè)定的沿程阻力系數(shù)與實(shí)際計(jì)算值存在差異，對(duì)模型中的該參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。在某通風(fēng)管道中，原來模型設(shè)定的沿程阻力系數(shù)為0.02，通過實(shí)際測量和計(jì)算得到的沿程阻力系數(shù)為0.025，將模型中的沿程阻力系數(shù)調(diào)整為0.025，以更準(zhǔn)確地反映風(fēng)道的阻力特性。對(duì)于局部阻力系數(shù)，根據(jù)實(shí)際通風(fēng)系統(tǒng)中局部障礙物的具體形狀和尺寸，查閱相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)圖表，獲取更準(zhǔn)確的局部阻力系數(shù)值。如果通風(fēng)系統(tǒng)中存在90°彎頭，通過查閱資料得知，對(duì)于該尺寸和形狀的彎頭，其局部阻力系數(shù)應(yīng)為0.28，而模型中原來設(shè)定為0.25，將模型中的局部阻力系數(shù)修正為0.28。除了調(diào)整參數(shù)，還對(duì)模型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的修正。若發(fā)現(xiàn)模型在某些區(qū)域的模擬效果較差，可能是模型的節(jié)點(diǎn)和分支定義不合理，對(duì)節(jié)點(diǎn)和分支進(jìn)行重新劃分和定義。在某地下停車場通風(fēng)系統(tǒng)模型中，發(fā)現(xiàn)某個(gè)角落區(qū)域的通風(fēng)效果模擬與實(shí)際監(jiān)測差異較大，經(jīng)分析是該區(qū)域的節(jié)點(diǎn)劃分不夠細(xì)致，導(dǎo)致模型對(duì)該區(qū)域的通風(fēng)情況模擬不準(zhǔn)確。重新對(duì)該區(qū)域進(jìn)行節(jié)點(diǎn)劃分，增加節(jié)點(diǎn)數(shù)量，使模型能夠更準(zhǔn)確地反映該區(qū)域的通風(fēng)特性。在某些復(fù)雜情況下，還需要考慮增加或修改模型的邊界條件。如果實(shí)際通風(fēng)系統(tǒng)中存在外界氣流的干擾，而模型中未考慮這一因素，在模型中添加相應(yīng)的邊界條件，模擬外界氣流對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響。在靠近地下空間出入口的區(qū)域，由于受到外界自然風(fēng)的影響，通風(fēng)情況較為復(fù)雜。在模型中添加風(fēng)場邊界條件，模擬外界自然風(fēng)的風(fēng)速和方向，以提高模型對(duì)該區(qū)域通風(fēng)效果的模擬精度。在完成參數(shù)調(diào)整、結(jié)構(gòu)修正和邊界條件修改后，再次進(jìn)行模型模擬，并將模擬結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。通過反復(fù)迭代這一過程，不斷優(yōu)化模型，直到模型的模擬結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到較好的一致性，滿足工程應(yīng)用的精度要求。四、深埋地下空間局部阻力分析與網(wǎng)絡(luò)模擬4.1局部阻力特性分析4.1.1不同類型局部阻力特性在深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)中，存在多種類型的局部阻力，每種類型都有其獨(dú)特的特性和變化規(guī)律，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生不同程度的影響。突擴(kuò)局部阻力特性：當(dāng)風(fēng)流從較小斷面突然流入較大斷面時(shí)，會(huì)發(fā)生突擴(kuò)現(xiàn)象。此時(shí)，風(fēng)流不能立即充滿擴(kuò)大后的斷面，在擴(kuò)大處的壁面附近形成渦流區(qū)。渦流區(qū)內(nèi)的流體做無規(guī)則的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，消耗大量的能量，導(dǎo)致局部阻力顯著增加。突擴(kuò)的局部阻力系數(shù)與突擴(kuò)前后的面積比密切相關(guān)。一般來說，面積比越大，局部阻力系數(shù)越大。當(dāng)面積比從1:2增大到1:3時(shí)，局部阻力系數(shù)會(huì)明顯增大。突擴(kuò)處的風(fēng)流速度也對(duì)局部阻力有重要影響。風(fēng)速越大，渦流強(qiáng)度越大，局部阻力也就越大。在某深埋地下隧道通風(fēng)系統(tǒng)中，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行使風(fēng)速增大時(shí)，突擴(kuò)部位的局部阻力明顯上升，導(dǎo)致該區(qū)域的通風(fēng)壓力損失增大。突縮局部阻力特性：風(fēng)流從較大斷面突然流入較小斷面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生突縮局部阻力。在突縮處，風(fēng)流會(huì)發(fā)生收縮變形，流線彎曲，在收縮斷面之后會(huì)出現(xiàn)一定范圍的射流區(qū)和渦流區(qū)。突縮的局部阻力系數(shù)與突縮前后的面積比、收縮斷面的形狀等因素有關(guān)。較小的面積比和合理的收縮斷面形狀可以減小局部阻力。在一些通風(fēng)系統(tǒng)中，采用漸變的收縮段來代替突然收縮，能夠有效降低局部阻力。突縮處的邊界條件也會(huì)影響局部阻力。如果收縮斷面的壁面粗糙度較大，會(huì)增加風(fēng)流與壁面的摩擦力，進(jìn)而增大局部阻力。彎道局部阻力特性：風(fēng)流在通過彎道時(shí)，由于受到離心力的作用，外側(cè)的流速增大，壓力降低，內(nèi)側(cè)的流速減小，壓力升高，形成壓力差，從而產(chǎn)生二次流，加劇了流體的紊動(dòng)程度，導(dǎo)致局部阻力增加。彎道的局部阻力系數(shù)與彎道的曲率半徑、彎角大小以及風(fēng)流的流速等因素有關(guān)。曲率半徑越小，彎角越大，局部阻力系數(shù)越大。在某地下停車場通風(fēng)管道中，存在多個(gè)90°彎道，通過實(shí)驗(yàn)和模擬發(fā)現(xiàn)，曲率半徑較小的彎道局部阻力明顯大于曲率半徑較大的彎道。風(fēng)流速度對(duì)彎道局部阻力的影響也較為顯著，風(fēng)速增大時(shí)，局部阻力會(huì)非線性增加。三通局部阻力特性：三通是通風(fēng)系統(tǒng)中常見的管件，當(dāng)風(fēng)流在三通處發(fā)生分流或合流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生局部阻力。在分流時(shí)，主管中的風(fēng)流會(huì)分成兩支流向支管，由于流速和流量的重新分配，會(huì)在分流處產(chǎn)生渦流和能量損失。合流時(shí)，兩支支管中的風(fēng)流匯合進(jìn)入主管，不同流速和方向的風(fēng)流相互碰撞，也會(huì)導(dǎo)致局部阻力的產(chǎn)生。三通的局部阻力系數(shù)與支管和主管的夾角、支管與主管的流量比等因素有關(guān)。較小的夾角和合理的流量比可以減小局部阻力。在某地下商場通風(fēng)系統(tǒng)中，通過調(diào)整三通支管與主管的夾角，發(fā)現(xiàn)夾角從45°減小到30°時(shí)，局部阻力明顯降低。4.1.2局部阻力系數(shù)測定與計(jì)算獲取局部阻力系數(shù)對(duì)于準(zhǔn)確分析深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)的局部阻力特性至關(guān)重要，可通過實(shí)驗(yàn)測量和理論計(jì)算兩種主要方法來實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)測量方法：實(shí)驗(yàn)測量是獲取局部阻力系數(shù)的直接且可靠的手段。在實(shí)驗(yàn)中，搭建專門的通風(fēng)實(shí)驗(yàn)裝置，模擬實(shí)際通風(fēng)系統(tǒng)中的局部阻力部件，如突擴(kuò)、突縮、彎道、三通等。以突擴(kuò)局部阻力系數(shù)測定為例，實(shí)驗(yàn)裝置通常由不同管徑的管道組成突擴(kuò)結(jié)構(gòu)，在突擴(kuò)前后的適當(dāng)位置布置測壓點(diǎn)，通過高精度的壓力傳感器測量各測壓點(diǎn)的壓力值。同時(shí)，利用流量計(jì)測量通過管道的風(fēng)量，從而計(jì)算出風(fēng)流的平均流速。根據(jù)伯努利方程和能量守恒定律，結(jié)合測量得到的壓力差和流速數(shù)據(jù)，可計(jì)算出突擴(kuò)的局部阻力系數(shù)。在進(jìn)行彎道局部阻力系數(shù)測定時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置需設(shè)置不同曲率半徑和彎角的彎道，采用皮托管等測速儀器測量彎道內(nèi)不同位置的流速分布，再通過壓力傳感器測量彎道前后的壓力變化。通過多次改變實(shí)驗(yàn)條件，如風(fēng)速、彎道幾何參數(shù)等，進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)測量，得到不同工況下的局部阻力系數(shù)數(shù)據(jù)。對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，總結(jié)出局部阻力系數(shù)與各影響因素之間的關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)過程中，要嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，減少測量誤差。同時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)性測試，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性。理論計(jì)算方法：理論計(jì)算是基于流體力學(xué)的基本原理和相關(guān)公式，對(duì)局部阻力系數(shù)進(jìn)行估算。對(duì)于一些常見的局部阻力部件，已經(jīng)有成熟的理論計(jì)算公式。對(duì)于突擴(kuò)局部阻力，可根據(jù)伯努利方程和動(dòng)量定理推導(dǎo)得到其局部阻力系數(shù)的計(jì)算公式。假設(shè)突擴(kuò)前后的管徑分別為d_1和d_2，流速分別為v_1和v_2，根據(jù)連續(xù)性方程v_1A_1=v_2A_2（其中A_1和A_2分別為突擴(kuò)前后的截面積），以及伯努利方程p_1+\frac{1}{2}\rhov_1^2=p_2+\frac{1}{2}\rhov_2^2+h_{j}（其中p_1和p_2分別為突擴(kuò)前后的壓力，\rho為空氣密度，h_{j}為局部阻力損失），經(jīng)過推導(dǎo)可得突擴(kuò)局部阻力系數(shù)\xi=(1-\frac{A_1}{A_2})^2。對(duì)于彎道局部阻力系數(shù)的理論計(jì)算，常用的方法是基于經(jīng)驗(yàn)公式。如對(duì)于圓形彎道，可采用一些經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算局部阻力系數(shù)，這些公式通?？紤]了彎道的曲率半徑、彎角大小以及雷諾數(shù)等因素。在實(shí)際應(yīng)用中，理論計(jì)算方法雖然能夠快速估算局部阻力系數(shù)，但由于實(shí)際通風(fēng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，理論計(jì)算結(jié)果可能與實(shí)際情況存在一定偏差。因此，在實(shí)際工程中，往往需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)對(duì)理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正和驗(yàn)證，以提高局部阻力系數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確性。4.2基于網(wǎng)絡(luò)分析的局部阻力模擬4.2.1局部阻力在網(wǎng)絡(luò)模型中的體現(xiàn)在基于網(wǎng)絡(luò)分析構(gòu)建的深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)模型里，局部阻力通過對(duì)分支（通風(fēng)管道）阻力特性的影響得以體現(xiàn)。在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型中，每個(gè)分支都具有特定的阻力參數(shù)，其中包括沿程阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)。沿程阻力系數(shù)主要反映風(fēng)流在直管段中流動(dòng)時(shí)，由于空氣本身的粘滯性及其與管壁間的摩擦而產(chǎn)生的能量損失；而局部阻力系數(shù)則專門用于表征風(fēng)流在流經(jīng)管道的轉(zhuǎn)彎、分支、收縮或擴(kuò)張，以及通風(fēng)設(shè)備、障礙物等局部區(qū)域時(shí)，因流速大小和方向變化、產(chǎn)生渦流等導(dǎo)致的較為集中的能量損失。當(dāng)風(fēng)流流經(jīng)具有局部阻力的部位，如90°彎頭、三通、突擴(kuò)或突縮管段時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)模型中，這些部位對(duì)應(yīng)的分支的局部阻力系數(shù)會(huì)根據(jù)其幾何形狀、尺寸以及風(fēng)流的流動(dòng)狀態(tài)等因素進(jìn)行確定。對(duì)于一個(gè)90°彎頭，其局部阻力系數(shù)通常在0.2-0.3之間，具體數(shù)值會(huì)受到彎頭曲率半徑、管徑等因素的影響。在網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算過程中，根據(jù)這些確定的局部阻力系數(shù)，結(jié)合風(fēng)流的流速、密度等參數(shù)，利用局部阻力計(jì)算公式h_j=\xi\frac{v^2\rho}{2}（其中h_j為局部阻力損失，\xi為局部阻力系數(shù)，v為風(fēng)流速度，\rho為空氣密度），計(jì)算出風(fēng)流通過該局部阻力部位時(shí)的能量損失。這個(gè)能量損失會(huì)反映在網(wǎng)絡(luò)模型中節(jié)點(diǎn)之間的壓力差上，進(jìn)而影響風(fēng)流在整個(gè)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中的流動(dòng)路徑和風(fēng)量分配。如果某分支上存在較大的局部阻力，該分支的阻力增加，會(huì)導(dǎo)致該分支的風(fēng)量減少，而其他分支的風(fēng)量則可能相應(yīng)增加，以滿足整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量平衡。在一個(gè)具有多個(gè)分支的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中，若其中一個(gè)分支上安裝了一個(gè)局部阻力較大的閥門，當(dāng)閥門開度較小時(shí)，該分支的局部阻力系數(shù)增大，通過該分支的風(fēng)量會(huì)明顯減小，而與之并聯(lián)的其他分支風(fēng)量則會(huì)增加。通過這種方式，局部阻力在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型中得以準(zhǔn)確體現(xiàn)，為深入分析通風(fēng)系統(tǒng)的性能和優(yōu)化通風(fēng)設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。4.2.2模擬結(jié)果分析與討論通過對(duì)深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)分析的局部阻力模擬，得到了豐富的結(jié)果，對(duì)這些結(jié)果進(jìn)行深入分析和討論，有助于全面了解通風(fēng)系統(tǒng)中局部阻力的分布規(guī)律及其對(duì)通風(fēng)效果的影響。在局部阻力分布方面，模擬結(jié)果清晰地展示出不同位置的局部阻力大小差異明顯。通風(fēng)管道的彎道、分支以及通風(fēng)設(shè)備附近等部位往往是局部阻力的集中區(qū)域。在某地下停車場通風(fēng)系統(tǒng)模擬中，發(fā)現(xiàn)多個(gè)90°彎頭處的局部阻力較大，其阻力損失占整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)局部阻力損失的30%左右。這是因?yàn)轱L(fēng)流在經(jīng)過彎道時(shí)，受到離心力作用，產(chǎn)生二次流，加劇了流體的紊動(dòng)程度，導(dǎo)致能量損失增加。在通風(fēng)系統(tǒng)的分支處，如三通管件，由于風(fēng)流的分流或合流，流速和流量重新分配，也會(huì)產(chǎn)生較大的局部阻力。在某地下商場通風(fēng)系統(tǒng)模擬中，三通部位的局部阻力占局部阻力總和的20%左右。這些局部阻力集中區(qū)域會(huì)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的氣流分布產(chǎn)生顯著影響，可能導(dǎo)致某些區(qū)域風(fēng)量不足，通風(fēng)效果不佳。從對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)整體性能的影響來看，局部阻力的存在會(huì)增加通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力，降低通風(fēng)效率。模擬結(jié)果表明，當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)中局部阻力增大時(shí)，風(fēng)機(jī)需要提供更高的風(fēng)壓來克服阻力，這會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)能耗增加。在某深埋地下隧道通風(fēng)系統(tǒng)模擬中，當(dāng)局部阻力系數(shù)增大20%時(shí)，風(fēng)機(jī)的能耗增加了15%左右。過高的局部阻力還可能導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)氣流不暢、通風(fēng)死角等問題，影響空間內(nèi)的空氣質(zhì)量和人員舒適度。在一個(gè)大型地下倉庫通風(fēng)系統(tǒng)中，由于局部阻力過大，部分角落區(qū)域的空氣齡明顯增大，二氧化碳濃度超標(biāo)，人員在該區(qū)域會(huì)感到悶熱、不適。通過模擬還發(fā)現(xiàn)，合理優(yōu)化局部阻力可以有效提升通風(fēng)系統(tǒng)的性能。對(duì)通風(fēng)管道的彎道進(jìn)行優(yōu)化，增大曲率半徑，可降低局部阻力。將某通風(fēng)管道的90°彎頭曲率半徑增大一倍后，模擬結(jié)果顯示該彎頭處的局部阻力系數(shù)降低了30%，通風(fēng)系統(tǒng)的總能耗降低了8%。優(yōu)化通風(fēng)設(shè)備的選型和安裝位置，也能減少局部阻力。選擇高效、低阻的風(fēng)機(jī)，并合理調(diào)整其安裝位置，避免與彎道、分支等部位距離過近，可改善通風(fēng)系統(tǒng)的氣流分布，提高通風(fēng)效率。在某地下交通樞紐通風(fēng)系統(tǒng)中，通過優(yōu)化風(fēng)機(jī)的安裝位置，使局部阻力減小，各區(qū)域的風(fēng)量分配更加均勻，通風(fēng)效果得到顯著改善。模擬結(jié)果還為通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改造提供了有價(jià)值的參考。在新的深埋地下空間通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，可以根據(jù)模擬結(jié)果，合理規(guī)劃通風(fēng)管道的布局，減少不必要的彎道和分支，降低局部阻力。在對(duì)現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造時(shí)，針對(duì)模擬中發(fā)現(xiàn)的局部阻力較大的部位，采取相應(yīng)的降阻措施，如安裝導(dǎo)流葉片、優(yōu)化管道連接方式等，可有效提升通風(fēng)系統(tǒng)的性能。4.3局部阻力對(duì)通風(fēng)效果的影響4.3.1風(fēng)量與風(fēng)壓變化分析當(dāng)局部阻力增加時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)量與風(fēng)壓會(huì)發(fā)生顯著變化，這些變化遵循一定的物理規(guī)律，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行效果產(chǎn)生重要影響。在風(fēng)量方面，根據(jù)流體力學(xué)的基本原理，通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)量與系統(tǒng)的總阻力成反比關(guān)系。當(dāng)局部阻力增大時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力隨之增加，在風(fēng)機(jī)提供的動(dòng)力不變的情況下，風(fēng)量會(huì)相應(yīng)減少。這是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)的特性曲線是一定的，其提供的風(fēng)壓和風(fēng)量存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)系統(tǒng)阻力增大，風(fēng)機(jī)需要克服更大的阻力來推動(dòng)風(fēng)流流動(dòng)，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)，風(fēng)量降低。在某深埋地下隧道通風(fēng)系統(tǒng)中，由于局部阻力增加，如通風(fēng)管道內(nèi)出現(xiàn)障礙物或局部堵塞，導(dǎo)致系統(tǒng)總阻力增大，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量從設(shè)計(jì)的100m3/s降低到了80m3/s，影響了隧道內(nèi)的通風(fēng)效果，使得隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量下降，污染物濃度升高。從風(fēng)壓角度來看，局部阻力的增加會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的風(fēng)壓分布發(fā)生改變。在局部阻力較大的區(qū)域，風(fēng)流需要消耗更多的能量來克服阻力，因此該區(qū)域的風(fēng)壓會(huì)明顯降低。而在風(fēng)機(jī)出口處，為了克服增加的局部阻力，風(fēng)機(jī)需要提供更高的風(fēng)壓。這就導(dǎo)致了通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的風(fēng)壓分布不均勻，靠近局部阻力部位的下游區(qū)域風(fēng)壓較低，可能無法滿足通風(fēng)需求。在某地下停車場通風(fēng)系統(tǒng)中，通風(fēng)管道的一個(gè)彎道處局部阻力增大，導(dǎo)致該彎道下游區(qū)域的風(fēng)壓降低，部分車位處的通風(fēng)效果變差，空氣流通不暢。同時(shí)，風(fēng)機(jī)為了克服增加的阻力，需要提高輸出風(fēng)壓，這會(huì)增加風(fēng)機(jī)的能耗和運(yùn)行成本。長期在高風(fēng)壓下運(yùn)行，還可能對(duì)風(fēng)機(jī)的壽命和穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。通過建