1 引言

    随着人类文明的进步和科技的发展，人们对自己工作、学习、生活环境的要求越来越高。而一个舒适的环境对于保证身心健康、提高生活品质和劳动效率有着重要意义。为实现高质量的室内气候环境，电制冷空调系统已被广泛采用。同时，人们对地球环境的关注越来越高，对环境保护的呼声也日趋强烈，要求采用节能的、健康的、可持续发展的策略进行空调设计。

    1.1 中国能源现状和空调系统节能

    我国提出了长期的经济发展目标，即下世纪中叶赶上中等发达国家水平。社会经济的发展必将伴随着巨大的能源消费需求。能源是国民经济的基础产业，也是公用事业，更是经济发展和提高人民生活水平的物质基础。人类社会的进步与能源的发展密切相关。我国制定的二十一世纪议程和九五计划及2010年远景规划中把能源和环境保护列为最优先的发展领域。

    中国是一个拥有12亿人口的发展中国家，是一个以煤炭为主要能源结构的能源生产消费大国。目前，煤炭提供76%的发电能源，到2020年煤电仍高达60%[1]，煤电的使用导致SO2、NOX、CO2和烟尘大量排放，给环境保护造成了巨大压力。我国大部分地区的绝大多数空调系统直接利用电能供冷，空调系统的节能，相当于间接减少了SO2、NOX、CO2和烟尘的排放，对环保有利。

    目前世界发达国家的民生耗能率高达总耗能量的1/3左右，其中绝大部分又消费在建筑物上，各国为推动建筑节能的进展，相继制定和颁布了一系列的建筑节能法规、标准和指导性文件。我国政府积极倡导和努力实施节约能源、保护环境的政策，颁布了《中华人民共和国节约能源法》和一系列建筑节能规范。

    建筑物的节能是一项复杂的系统工程，包括各种综合性的技术，包括建筑物本身和空调系统、设备的节能[2].就空调系统而言，空调系统节能又与建筑节能有关，包括建筑物的朝向和平面布置、维护结构的保温性能、窗户的隔热和建筑物遮阳等等。空调系统的节能也与运行节能有关，包括采用降低室内设计标准、减少新风量的方法，采用天然冷源，过渡季节取室外新风自然冷却、冷却塔供冷技术，采用建筑设备控制自动化技术，采用热回收技术，例如从排风中回收热量等等。

    采用新的节能的空调方式，选用更节能的空调产品，也是空调系统节能的一项重要、有效的措施。在某些场合，置换通风就是一种较好的节能的空调方式。

    1.2 高舒适性空调系统的标准及要求

    首先必须提出，高舒适性的空调系统不仅仅与空调系统的设计有关，他还与室内环境品质有关，包括与室内环境的声、光、热等诸多物理的，以及室内建筑装修、建筑材料、空气品质等等的物理化学因素有关。本文仅讨论空调系统对舒适性方面的影响问题。

    随着空调建筑的增多、空调技术的进步，人们对空调的理解早已不是温度这一参数。高舒适性空调是指空调系统能提供一个良好的热舒适性环境、良好的室内空气品质。因此，健康空调、绿色空调、未来空调等说法和概念应运而生[3].

    舒适性空调系统的概念经过了以下几个发展阶段：（1）本世纪中叶，发达国家以完全牺牲不可再生能源维持室内环境；（2）70年代石油危机后，人们意识到节能的重要性，发达国家采用了较低的室内设计标准。但是，由此产生了一系列建筑病综合症，人们又开始意识到室内空气品质的重要性，这一课题成为学者们研究的热点；（3）90年代至今，出现了许多一味高标准的建筑空调，特别是一些高档的智能化办公大楼，建筑空调耗能有进一步增加的趋势。

    2 置换通风的历史沿革、概念、原理

    2.1 置换通风的发展历史

    置换通风起源于北欧，1978年德国柏林的一家铸造车间首先使用了置换通风装置。现在置换通风广泛应用于工业建筑、民用建筑和公共建筑，北欧的一些国家50%的工业通风系统、25%的办公通风系统采用了置换通风系统[4].我国的一些工程开始采用了置换通风系统，并取得了令人满意的效果。

    2.2 置换通风的基本概念[4]

    a 稀释通风示意图 b 置换通风示意图图1 混合通风与置换通风系统的比较

    房间置换通风原理的基本概念如图1b所示。在舒适性通风中，大多数污染物质是温暖的，因此污染物质在浮升力的作用下而上升。混合通风方式下混合空气和污染物会遍及整个房间（如图1a）。当在

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