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研究生: 李穆和
Mu-Ho Lee
論文名稱: 地下建築物通風設計技術
Design Methods of Underground Building Ventilation
指導教授: 黃榮芳
Rong-Fung Huang
許清閔
Ching-Min Hsu
口試委員: 許清閔
Ching-Min Hsu
趙振綱
Ching-Kong Chao
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2023
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 495
中文關鍵詞: 通風地下建築物
外文關鍵詞: Ventilation, Underground Building
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當地下建築物內部存在高濃度有害氣體或高溫時,傳統的整體通風方法是使用「機械通風稀釋法」提供高吹氣量來稀釋氣體濃度並降低溫度。「傳統機械通風稀釋法」在實務上呈現的通風效果通常不佳,尤其是散發大比重污染物的地下建築物,情況更形嚴重。又或地下建築物高度較高,僅於高處開設一天井,且無相對應進氣形成對流的門窗,通常通風效果會極為低落。究其原因,通常是因為吹氣口位置與吹氣量設計不佳,導致氣流在地下建築物內產生迴流區與低速區,致使這些區域之污染物需要頗長時間稀釋才能清除。通常為了節省能源或因不知如何設計,導致吹氣量太小、吹氣時間太短、吹氣罩裝設位置不恰當,所以內部累積高污染物濃度。因此,需要一種針對地下建築物進行整體通風的設計方法。本研究使用計算流體力學(CFD)套裝軟體,分析並歸納發展出一套「地下建築物通風」設計方法;並製作模型,以實驗方法證實發展出的設計技術有效。首先分析獲得各式彎曲吹氣管道的設計方法,使管道吹氣口各自流量不均勻度降至5 %以下。因應各式有彎角需求的吹氣管道,使各吹氣口的吹氣量能夠非常均勻。在地下停車場通風設計案例中,分析多種有或無天井時的吹氣罩裝設位置、氣量大小、清除時間,並從分析結果歸納出一般性的設計法則,以供設計地下停車場時初始規劃與設計使用。在硫化氫作業挑高地下室通風設計案例中,提高挑高空間的通風效率。由CFD的暫態分析及雷射光頁輔助煙霧可視化實驗證實,兩設計案例,於足夠吹氣量下能有效縮短空間複雜與高挑地下建築物之污染物清除時間及溫度降低時間。


The traditional general ventilation method using large air flow rate, i.e. dilution ventilation method, is usually applied to solve for the problems of high temperature and accumulation of dense harmful gases in the underground spacing of buildings. However, in practice, the results of applying the traditional dilution ventilation method to decrease the temperature and reduce the pollutant concentration are often ineffective. The reasons leading to the low ventilation efficiency of applying the traditional dilution method are imbedded in the flow physics of supplied fresh air. Without appropriate designs of fresh air injection locations and air supply rate, the flow may present recirculation bubbles and low flow velocity areas in the underground spacing. These characteristic flow features would induce long dilution time and low temperature decreasing rate. To overcome the low efficiency of traditional dilution method, the work employed both the computational and experimental methods to develop a “purging method” to attain high efficiency of reducing temperature and removing pollutants in the underground spacing of a building. Two cases of underground spacing, i.e. underground parking lot and underground deep basement, were analyzed via commercial computational fluid dynamics (CFD) software package to develop a general design principle of “purging method”, which would lead to a high efficiency of decreasing the temperature and reducing the pollutant concentrations in the underground spacing. The experimental study using the laser light sheet assisted flow visualization method was subsequently followed to validate the effectiveness of the developed design principle of the “purging method”. The results showed that the developed design method could lead to decreases in temperature and pollutant concentrations within a short purging time by appropriate deployment of air injection locations and supply of air flow rate.

摘要 i Abstract ii 致謝 iii 目錄 iv 符號索引 vii 表圖索引 xi 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 文獻回顧 3 1.2.1 彎角導葉片 3 1.2.2 吹氣管道 3 1.2.3 擴張段 4 1.2.4 吹氣口調整器 4 第二章 實驗模擬方法 5 2.1計算流體力學軟體介紹 5 2.2 網格獨立性測試 7 2.2.1參數設定 7 2.2.2 測試條件 8 2.2.3 測試結果 9 第三章 地下建築物實驗設備儀器與方法 11 3.1 地下停車場模型 11 3.1.1 吹氣口 11 3.1.2 地下停車場模型 11 3.1.3 煙霧注入口 11 3.2 硫化氫作業挑高地下室模型 12 3.2.1 吹氣口及吸氣口 12 3.2.2 硫化氫作業挑高地下室模型 12 3.2.3 煙霧注入口 12 3.3 實驗設備與儀器 13 3.3.1 熱線風速計 13 3.3.2 雷射光葉 13 3.3.3 煙霧產生設備 13 3.3.4 高速攝影機 15 3.4 實驗方法 16 3.4.1 流場可視化 16 第四章 具有彎角的吹氣管道設計例 17 4.1 吹氣管道上游具彎角設計例 18 4.1.1 彎角由上方彎入吹氣管道上游案例 18 4.1.2 彎角由下方彎入吹氣管道上游案例 19 4.1.3 彎角由右方彎入吹氣管道上游案例 21 4.2 吹氣管道吹氣口間具彎角設計例 22 第五章 地下停車場通風設計技術 24 5.1 U形地下停車場幾何結構與通風安排 26 5.1.1作業方式 26 5.1.2通風安排 26 5.2 地下停車場案例計算結果 27 第六章 挑高地下室硫化氫作業整體通風設計技術 33 6.1 作業方式與通風安排 34 6.1.1 作業方式 34 6.1.2 強制通風安排 35 6.2硫化氫作業挑高地下室案例計算結果 36 6.2.1污染物短時間釋放案例 36 6.2.2污染物持續釋放案例 37 第七章 縮尺地下建築物實驗結果 40 7.1 地下停車場實驗結果與比較 40 7.2 硫化氫作業挑高地下室實驗結果 41 第八章 結論與建議 42 8.1 結論 42 8.2 建議 42 參考文獻 43

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無法下載圖示 全文公開日期 2033/07/25 (校內網路)
全文公開日期 2093/07/25 (校外網路)
全文公開日期 2093/07/25 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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