CN111307393B - 一种渗透风现场测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种渗透风现场测试方法，该方法包括：测试待测房间的入口内侧的风速v；根据风速v以及风速v与第一权重i₁的第一对应关系确定第一权重i₁，以及利用风速v计算第一渗透风量Q₁；测试待测房间的室内CO₂浓度和室外CO₂浓度；利用室内CO₂浓度和室外CO₂浓度计算第二渗透风量Q₂；根据室内CO₂浓度和室外CO₂浓度的浓度差ΔCO₂、第一权重i₁以及第二对应关系计算第二权重i₂；其中，第二对应关系为浓度差ΔCO₂与第一权重i₁的比重k的对应关系；第二权重i₂的计算公式为i₂＝1.0‑i₁·k；计算待测房间的渗透风量Q；其中，渗透风量Q的计算公式为Q＝i₁·Q₁+i₂·Q₂。根据此方法得到的渗透风量的测试结果相比于单一测试方法而言更为准确，系统误差更小。

Description

一种渗透风现场测试方法

技术领域

本发明实施例涉及建筑领域，尤其涉及一种渗透风现场测试方法。

背景技术

对渗透风进行定量测量是研究大空间渗透风特性、分析其对室内热湿环境影响的重要前提。

渗风量的测试方法一般有示踪气体法、风速测试法、含湿量法、热平衡法。由于建筑大空间测试的时间空间纬度不一，无论哪种测试方法的测试结果均会存在较大的不确定性，系统误差较大。例如，当渗透风量越小，测量误差越大，单一对风速进行测试难以获得准确的测试结果。

发明内容

本发明实施例提供一种渗透风现场测试方法，以减小测试的系统误差，提高测试结果的准确性。

本发明实施例提供的一种渗透风现场测试方法包括：

测试待测房间的入口内侧的风速v；

根据风速v以及风速v与第一权重i₁的第一对应关系确定第一权重i₁，以及利用风速v计算第一渗透风量Q₁；

测试待测房间的室内CO₂浓度和室外CO₂浓度；

利用室内CO₂浓度和室外CO₂浓度计算第二渗透风量Q₂；

根据室内CO₂浓度和室外CO₂浓度的浓度差ΔCO₂、第一权重i₁以及第二对应关系计算第二权重i₂；其中，第二对应关系为浓度差ΔCO₂与第一权重i₁的比重k的对应关系；第二权重i₂的计算公式为i₂＝1.0-i₁·k；

计算待测房间的渗透风量Q；其中，渗透风量Q的计算公式为Q＝i₁·Q₁+i₂·Q₂。

进一步地，测试待测房间的入口内侧的风速v包括：

将待测房间的入口平面划分为m个面积相等的栅格，其中，m的取值大于或者等于入口平面的面积S的数值，m为整数；

在第一预设测试时段内，同步分别测试每个栅格内侧的平均风速；

计算m个栅格内侧的平均风速的平均值，即得到风速v。

进一步地，第一渗透风量Q₁的计算公式为：Q₁＝v·S。

进一步地，测试待测房间的室内CO₂浓度和室外CO₂浓度包括：

沿待测房间的对角线均匀设置n个高度相同的室内测试点，其中n为正整数，且n≥2；

在第二预设测试时段内，同步分别测试每个室内测试点的CO₂浓度；

计算n个室内测试点的CO₂浓度的平均值，即得到待测房间的室内CO₂浓度；

在与待测房间的入口之间的距离为L的位置处设置室外测试点，在室外测试点处测试室外CO₂浓度；其中，3m≤L≤5m。

进一步地，室内测试点以及室外测试点距离地面的高度h相同，且满足0.8m≤h≤1.2m。

进一步地，第二渗透风量Q₂的计算公式为：

其中，A为预设的待测房间内的CO₂释放量，ρ_i为室内CO2浓度，ρ_o为室外CO₂浓度，V为待测房间的容量。

进一步地，根据风速v以及风速v与第一权重i₁的第一对应关系确定第一权重i₁包括：

获取风速v的参数区间与第一权重i₁的第一对应关系；

确定风速v所在的参数区间，并根据第一对应关系确定风速v对应的第一权重i₁。

进一步地，第一对应关系包括：

当0m/s＜v＜0.25m/s时，0.20≤i₁≤0.25；

当0.25m/s≤v＜1.0m/s时，0.45≤i₁≤0.50；

当1.0m/s≤v＜3.0m/s时，0.70≤i₁≤0.75；

当3.0m/s≤v＜5.0m/s时，0.80≤i₁≤0.85；

当v≥5.0m/s时，i₁＝1.00。

进一步地，根据室内CO₂浓度和室外CO₂浓度的浓度差ΔCO₂、第一权重i₁以及第二对应关系计算第二权重i₂包括：

获取浓度差ΔCO₂的参数区间与第一权重i₁的比重k的第二对应关系；

确定浓度差ΔCO₂所在的参数区间，并根据第一权重i₁以及第二对应关系计算第二权重i₂。

进一步地，第二对应关系包括：

当0＜ΔCO₂＜100ppm时，k＝1；

当100ppm≤ΔCO₂＜400ppm时，0.82≤k≤0.88；

当400ppm≤ΔCO₂＜700ppm时，0.47≤k≤0.53；

当700ppm≤ΔCO₂＜1000ppm时，0.32≤k≤0.38；

当ΔCO₂≥1000ppm时，0.17≤k≤0.23。

本发明实施例通过测试待测房间的入口内侧的风速v，根据风速v以及风速v与第一权重i₁的第一对应关系确定第一权重i₁，并利用风速v计算第一渗透风量Q₁，同时还测试待测房间的室内CO₂浓度和室外CO₂浓度，利用室内CO₂浓度和室外CO₂浓度计算第二渗透风量Q₂，并根据室内CO₂浓度和室外CO₂浓度的浓度差ΔCO₂、第一权重i₁以及第二对应关系计算第二权重i₂，最后，利用公式Q＝i₁·Q₁+i₂·Q₂计算待测房间的渗透风量Q，使待测房间的渗透风量为由风速测试方法得到的第一渗透风量Q₁以及由室内CO₂示踪气体法得到的第二渗透风量Q₂的线性叠加，从而在一定程度上抵消了测试的系统误差，使渗透风量的检测结果更加准确。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种渗透风现场测试方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种渗透风现场测试方法的具体流程示意图；

图3是图2所示方法中测试风速时栅格的划分方式示意图；

图4是图2所示方法中测试室内CO₂浓度时室内测试点和室外测试点的设置方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在渗透风的测试方法中，风速测试法和室内CO₂示踪气体法的操作相对简单，但是，单一的风速测定方法在风速较低时的测量误差较大，单一的室内CO₂示踪气体法在室内和室外的CO₂浓度差较小时的测量误差较大。可以理解的，室外CO₂的浓度较为稳定，由于人类呼吸等因素使得室内CO₂的浓度通常高于室外CO₂的浓度，且室内和室外的CO₂浓度差与渗透风量有关，当渗透风量较大时，室内和室外的CO₂浓度差较小，当渗透风量较小时，室内和室外的CO₂浓度差较大。而渗透风量与风速存在一定的关系，当风速较大时，渗透风量较大，当风速较小时，渗透风量较小。通过分析可以得到，当风速较小时，通过风速测定法得到的渗透风量结果误差较大，但是，由于风速较小时，室内和室外的CO₂浓度差较大，因此，此时通过室内CO₂示踪气体法得到的渗透风量结果较为准确。当风速较大时，通过风速测定法得到的渗透风量结果较为准确，而由于风速较大导致室内和室外的CO₂浓度差较小，因此，此时通过室内CO₂示踪气体法得到的渗透风量结果误差较大。由此可以看出，由风速测试法和室内CO₂示踪气体法得到的渗透风量结果呈现一定的互补性，本发明实施例正是基于这一原理，实现了渗透风的较为准确的测试。

图1是本发明实施例提供的一种渗透风现场测试方法的流程示意图，参见图1，该方法具体包括如下步骤：

S101、测试待测房间的入口内侧的风速v。

S102、根据风速v以及风速v与第一权重i₁的第一对应关系确定第一权重i₁，以及利用风速v计算第一渗透风量Q₁。

S103、测试待测房间的室内CO₂浓度和室外CO₂浓度。

S104、利用室内CO₂浓度和室外CO₂浓度计算第二渗透风量Q₂。

S105、根据室内CO₂浓度和室外CO₂浓度的浓度差ΔCO₂、第一权重i₁以及第二对应关系计算第二权重i₂；其中，第二对应关系为浓度差ΔCO₂与第一权重i₁的比重k的对应关系；第二权重i₂的计算公式为i₂＝1.0-i₁·k。

S106、计算待测房间的渗透风量Q；其中，渗透风量Q的计算公式为Q＝i₁·Q₁+i₂·Q₂。

其中，第一权重i₁表示由风速测试方法得到的第一渗透风量Q₁在待测房间的渗透风量Q中所占的权重，第二权重i₂表示由室内CO₂示踪气体法得到的第二渗透风量Q₂在待测房间的渗透风量Q中所占的权重。示例性的，在测试得到风速v后，可以根据风速v的大小确定第一权重i₁，当风速较大时，第一权重i₁的值较大，当风速较小时，第一权重i₁的值较小，本领域技术人员可自行设定，在此不做限定。可以理解的，第一权重i₁和第二权重i₂为互补关系，此消彼长，由此可以在获得室内CO₂浓度和室外CO₂浓度的浓度差ΔCO₂之后，根据浓度差ΔCO₂的大小确定第一权重i₁所占的比重k，并根据公式为i₂＝1.0-i₁·k计算第二权重i₂，从而使第二权重i₂的取值更加准确，使渗透风量的测试结果误差更小。

需要说明的是，关于风速v的测试方法、第一渗透风量Q₁的计算、待测房间的室内CO₂浓度和室外CO₂浓度的测试方法以及第二渗透风量Q₂的计算，本领域技术人员可自行选择测试和计算方法，本发明实施例对此不做限定，后续将做示例性介绍。

还需要说明的是，在实际现场测试时，为保证测量结果的准确性，减小系统误差，风速v、室内CO₂的浓度和室外CO₂的浓度均是同步进行测试的，后续不再赘述。

本发明实施例通过测试待测房间的入口内侧的风速v，根据风速v以及风速v与第一权重i₁的第一对应关系确定第一权重i₁，并利用风速v计算第一渗透风量Q₁，同时还测试待测房间的室内CO₂浓度和室外CO₂浓度，利用室内CO₂浓度和室外CO₂浓度计算第二渗透风量Q₂，并根据室内CO₂浓度和室外CO₂浓度的浓度差ΔCO₂、第一权重i₁以及第二对应关系计算第二权重i₂，最后，利用公式Q＝i₁·Q₁+i₂·Q₂计算待测房间的渗透风量Q，使待测房间的渗透风量为由风速测试方法得到的第一渗透风量以及由室内CO₂示踪气体法得到的第二渗透风量的线性叠加，从而在一定程度上抵消了测试的系统误差，使渗透风量的检测结果更加准确。

图2是本发明实施例提供的一种渗透风现场测试方法的具体流程示意图，在上述实施例的基础上，图2所示方法对风速v、室内CO₂浓度和室外CO₂浓度的测量方法以及第一权重i₁和第二权重i₂的确定做了进一步的示例性说明。参见图2，该测试方法具体包括如下步骤：

S201、将待测房间的入口平面划分为m个面积相等的栅格，其中，m的取值大于或者等于入口平面的面积S的数值，m为整数。

S202、在第一预设测试时段内，同步分别测试每个栅格内侧的平均风速。

S203、计算m个栅格内侧的平均风速的平均值，即得到风速v。

图3是图2所示方法中测试风速时栅格的划分方式示意图。参见图3，可以将入口平面30划分为多个面积相等的栅格301，在栅格301的中心放置302风速测试的仪器，从而对每个栅格的风速进行测试。示例性的，栅格301的面积可以为1m²，即在入口的每平方米的面积上设置一个栅格进行风速的测试。原则上，栅格301的数量不少于3个，当入口平面30的面积小于3m²时，需要设置3个栅格，以确保测试结果的准确性。示例性的，第一预设测试时段的时长不少于10s，本领域技术人员可自行设定，本发明实施例对此不作限定。通过测试仪器可以得到每个栅格的平均风速，再计算全部测量结果的平均值即可得到入口内侧的风速v，而且通过此方法测量得到的风速v较为准确。

S204、计算第一渗透风量Q₁，第一渗透风量Q₁的计算公式为：Q₁＝v·S。

可以理解的，流过入口的风速v与入口的界面面积S的乘积即为从入口渗透进待测房间的渗透风量。

S205、获取风速v的参数区间与第一权重i₁的第一对应关系。

S206、确定风速v所在的参数区间，并根据第一对应关系确定风速v对应的第一权重i₁。

可选的，第一对应关系包括：当0m/s＜v＜0.25m/s时，0.20≤i₁≤0.25；当0.25m/s≤v＜1.0m/s时，0.45≤i₁≤0.50；当1.0m/s≤v＜3.0m/s时，0.70≤i₁≤0.75；当3.0m/s≤v＜5.0m/s时，0.80≤i₁≤0.85；当v≥5.0m/s时，i₁＝1.00。由于风速越大，风速测试方法得到的渗透风量越准确，因此，风速v越大，第一权重i₁的取值越大。在测试得到风速v后，根据该第一对应关系，即可根据其所在的参数区间确定第一权重i₁。

S207、沿待测房间的对角线均匀设置n个高度相同的室内测试点，其中n为正整数，且n≥2。

S208、在第二预设测试时段内，同步分别测试每个室内测试点的CO₂浓度。

S209、计算n个室内测试点的CO₂浓度的平均值，即得到待测房间的室内CO₂浓度。

S210、在与待测房间的入口之间的距离为L的位置处设置室外测试点，在室外测试点处测试室外CO₂浓度；其中，3m≤L≤5m。

图4是图2所示方法中测试室内CO₂浓度时室内测试点和室外测试点的设置方式示意图。示例性的，图4在待测房间40内沿对角线设置5个室内测试点401，并在第二预设测试时段内，同步分别测试每个室内测试点401处的CO₂浓度，其中，第二预设测试时段的时长至少为1min，以保证测量结果的可靠性。通过计算所有室内测试点的测试结果的平均值即可得到待测房间的室内CO₂浓度，而且测试结果较为准确。

继续参见图4，由于室外CO₂浓度相对稳定，因此在距离入口3m～5m的位置设置室外测试点402即可得到室外CO₂浓度。

可选的，室内测试点以及室外测试点距离地面的高度h相同，且满足0.8m≤h≤1.2m。

由于高度对CO₂浓度的影响较大，因此，通过使室内测试点401以及室外测试点402距离地面的高度相同，可以确保最终计算结果的准确性，减小系统误差。多次试验结果表明，当测试点的高度为0.8m～1.2m时测试结果较为准确。

S211、计算第二渗透风量Q₂，第二渗透风量Q₂的计算公式为：

其中，A为预设的待测房间内的CO₂释放量，ρ_i为室内CO2浓度，ρ_o为室外CO₂浓度，V为待测房间的容量。

由于人员呼吸等因素会在待测房间内产生一定的CO₂释放量，在第二预设测试时段内，CO₂释放量A可视为定值，并通过计算得到。室外CO₂浓度为ρ_o的渗透风进入待测房间后，将稀释室内空气，使室内CO2浓度为ρ_i。由此，可以得到平衡公式ρ_i·V＝A-ρ_o·Q₂，根据该平衡公式即可得到上述第二渗透风量Q₂的计算公式。

S212、获取浓度差ΔCO₂的参数区间与第一权重i₁的比重k的第二对应关系。

可选的，第二对应关系包括：当0＜ΔCO₂＜100ppm时，k＝1；当100ppm≤ΔCO₂＜400ppm时，0.82≤k≤0.88；当400ppm≤ΔCO₂＜700ppm时，0.47≤k≤0.53；当700ppm≤ΔCO₂＜1000ppm时，0.32≤k≤0.38；当ΔCO₂≥1000ppm时，0.17≤k≤0.23。

由此第二关系可以看出，当浓度差ΔCO₂较小时，第一渗透风量Q₁对应的第一权重i₁的比重k较大，这是因为此时风速较大，由风速测试方法得到的渗透风测试结果更加准确。而当浓度差ΔCO₂较大时，第一渗透风量Q₁对应的第一权重的比重k较小，这是因为此时风速较小，由室内CO₂示踪气体法得到的渗透风测试结果更加准确。

S213、确定浓度差ΔCO₂所在的参数区间，并根据第一权重i₁以及第二对应关系计算第二权重i₂。

在根据浓度差ΔCO₂所在的参数区间确定第一权重i₁的比重k后，即可根据公式i₂＝1.0-i₁·k计算第二权重i₂，通过此方法计算得到的第二权重i₂的取值更加准确。

S214、计算待测房间的渗透风量Q；其中，渗透风量Q的计算公式为Q＝i₁·Q₁+i₂·Q₂。

在确定第一权重i₁、第一渗透风量Q₁、第二权重i₂以及第二渗透风量Q₂后，即可按照此计算公式计算待测房间的渗透风量Q。相比于采用单一测试方法而言，由此得到的渗透风量的结果更加准确，系统误差较小。

最后，本发明实施例在此提供如表1所示的测试参数及其权重以及渗透风量对照表，在测试得到风速v、室内CO₂的浓度和室外CO₂的浓度后，根据表1中记录的第一权重i₁和第二权重i₂的取值以及渗透风量的优化计算公式，即可得到较为准确的渗透风量测试结果。

表1测试参数及其权重以及渗透风量对照表

本发明实施例提供的渗透风现场测试方法，根据不同的边界条件，对风速测试方法和室内CO₂气体示踪法两种测试方案的测试结果进行正交选择，规避单一测试方法的测试误差与不确定性。利用多重测试进行复核测量得到相对权衡的测试结果，利用测试的不确定性去寻找确定性，从而使测量结果更加准确。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种渗透风现场测试方法，其特征在于，包括：

测试待测房间的入口内侧的风速v；

根据所述风速v以及风速v与第一权重i₁的第一对应关系确定第一权重i₁，以及利用所述风速v计算第一渗透风量Q₁；

测试待测房间的室内CO₂浓度和室外CO₂浓度；

利用所述室内CO₂浓度和所述室外CO₂浓度计算第二渗透风量Q₂；

根据所述室内CO₂浓度和所述室外CO₂浓度的浓度差ΔCO₂、所述第一权重i₁以及第二对应关系计算第二权重i₂；其中，所述第二对应关系为所述浓度差ΔCO₂与所述第一权重i₁的比重k的对应关系；第二权重i₂的计算公式为i₂＝1.0-i₁·k；

计算所述待测房间的渗透风量Q；其中，所述渗透风量Q的计算公式为Q＝i₁·Q₁+i₂·Q₂；

所述测试待测房间的入口内侧的风速v包括：

将待测房间的入口平面划分为m个面积相等的栅格，其中，m的取值大于或者等于所述入口平面的面积S的数值，m为整数；

在第一预设测试时段内，同步分别测试每个所述栅格内侧的平均风速；

计算m个所述栅格内侧的平均风速的平均值，即得到风速v。

2.根据权利要求1所述的渗透风现场测试方法，其特征在于，所述第一渗透风量Q₁的计算公式为：

Q₁＝v·S。

3.根据权利要求1所述的渗透风现场测试方法，其特征在于，所述测试待测房间的室内CO₂浓度和室外CO₂浓度包括：

沿待测房间的对角线均匀设置n个高度相同的室内测试点，其中n为正整数，且n≥2；

在第二预设测试时段内，同步分别测试每个所述室内测试点的CO₂浓度；

计算n个所述室内测试点的CO₂浓度的平均值，即得到待测房间的室内CO₂浓度；

在与待测房间的入口之间的距离为L的位置处设置室外测试点，在所述室外测试点处测试室外CO₂浓度；其中，3m≤L≤5m。

4.根据权利要求3所述的渗透风现场测试方法，其特征在于，所述室内测试点以及所述室外测试点距离地面的高度h相同，且满足0.8m≤h≤1.2m。

5.根据权利要求1所述的渗透风现场测试方法，其特征在于，所述第二渗透风量Q₂的计算公式为：

其中，A为预设的待测房间内的CO₂释放量，ρ_i为所述室内CO2浓度，ρ_o为所述室外CO₂浓度，V为待测房间的容量。

6.根据权利要求1所述的渗透风现场测试方法，其特征在于，根据所述风速v以及风速v与第一权重i₁的第一对应关系确定第一权重i₁包括：

获取所述风速v的参数区间与所述第一权重i₁的第一对应关系；

确定所述风速v所在的参数区间，并根据所述第一对应关系确定所述风速v对应的所述第一权重i₁。

7.根据权利要求6所述的渗透风现场测试方法，其特征在于，所述第一对应关系包括：

当0m/s＜v＜0.25m/s时，0.20≤i₁≤0.25；

当0.25m/s≤v＜1.0m/s时，0.45≤i₁≤0.50；

当1.0m/s≤v＜3.0m/s时，0.70≤i₁≤0.75；

当3.0m/s≤v＜5.0m/s时，0.80≤i₁≤0.85；

当v≥5.0m/s时，i₁＝1.00。

8.根据权利要求1所述的渗透风现场测试方法，其特征在于，根据所述室内CO₂浓度和所述室外CO₂浓度的浓度差ΔCO₂、所述第一权重i₁以及第二对应关系计算第二权重i₂包括：

获取所述浓度差ΔCO₂的参数区间与所述第一权重i₁的比重k的第二对应关系；

确定所述浓度差ΔCO₂所在的参数区间，并根据所述第一权重i₁以及所述第二对应关系计算所述第二权重i₂。

9.根据权利要求8所述的渗透风现场测试方法，其特征在于，所述第二对应关系包括：

当0＜ΔCO₂＜100ppm时，k＝1；

当100ppm≤ΔCO₂＜400ppm时，0.82≤k≤0.88；

当400ppm≤ΔCO₂＜700ppm时，0.47≤k≤0.53；

当700ppm≤ΔCO₂＜1000ppm时，0.32≤k≤0.38；

当ΔCO₂≥1000ppm时，0.17≤k≤0.23。

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