本設(shè)計(jì)采用了一種用于室內(nèi)游泳池的高效空氣分布系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）并采用了纖維織物通風(fēng)管道系統(tǒng)。
計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的運(yùn)用突出了設(shè)計(jì)這樣一種高效空氣分布系統(tǒng)的困難性：該系統(tǒng)除了能保證給人們提供舒適的室內(nèi)環(huán)境外，還要求使得暴露在外的墻壁和玻璃遠(yuǎn)離水蒸汽的侵蝕。
本設(shè)計(jì)主要著眼于：
保證使用空間的舒適度——采用有規(guī)劃的終端氣流速度
如何清除暴露表面上吸附的水蒸汽
計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模擬基于纖維織物管道的空氣分布系統(tǒng)，該系統(tǒng)復(fù)雜的設(shè)計(jì)主要著眼于以下方面：
噴嘴設(shè)計(jì)
纖維織物設(shè)計(jì)
管道空氣夾帶
可控的空氣流
本文提供了以下實(shí)際圖表用于支持本文的設(shè)計(jì)：
空氣流通速度（AV）
溫度的空間梯度變化（TG）
再流通區(qū)域（RC）
設(shè)計(jì)概要：
室內(nèi)游泳池通常采用了大量的玻璃結(jié)構(gòu)而不是普通的墻壁。在建筑上采用的建筑物外圍，尤其是提供景觀效果的外圍，在室內(nèi)游泳池的設(shè)計(jì)中通常是采用廣闊的玻璃幕墻用來(lái)加強(qiáng)用戶的印象并提供了一種在開(kāi)放環(huán)境中游泳的感受。實(shí)際上正是建筑物的外圍及其空調(diào)系統(tǒng)將室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境隔離開(kāi)來(lái)的。
在嚴(yán)冬時(shí)節(jié)，尤其在美國(guó)北部，這種結(jié)構(gòu)的使用除了要求可靠的空調(diào)系統(tǒng)和除濕設(shè)備之外，還對(duì)空氣分布系統(tǒng)提出了更高的要求，空氣分布系統(tǒng)必須能夠在特定范圍內(nèi)，以特定的終端氣流速度提供特定量的空氣，從而防止冬季濕氣在表面形成低于露點(diǎn)溫度的露珠。
為此我們劃分了五個(gè)范圍獨(dú)立的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都有自己特定的氣流要求和解決方案，這五個(gè)區(qū)域分別是：
1.外部窗戶區(qū)域
該區(qū)域需要精心考慮，使其確?？諝饽苷_地掃過(guò)玻璃表面從而去除冬季可能凝結(jié)的水汽。氣流垂直地在玻璃區(qū)域向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也能以特定的速度通過(guò)地板最后到達(dá)主游泳池的邊界。
2.外部墻壁區(qū)域
墻壁表面的氣流必須能夠去除在冬季可能凝結(jié)在上面的濕氣。
3.內(nèi)部墻壁區(qū)域
不應(yīng)該將此區(qū)域視為垂直區(qū)域，而應(yīng)該把它當(dāng)作地板區(qū)域，需要充分考慮到為人們提供舒適環(huán)境的重要性。
4.內(nèi)部墻壁區(qū)域
該區(qū)域由于沒(méi)有被占用且墻面溫度幾乎沒(méi)有變化，因此不需要特別的注意。
5.天花板/天窗區(qū)域
與區(qū)域A相似，這里有大量的玻璃表面需要持續(xù)不斷的氣流掃除濕氣。
空氣分布
為了迎合以上提到的這樣一個(gè)變化的并具有特定需求的空氣流通要求，我們選擇了纖維織物管道空氣分布系統(tǒng)。通常這樣的一個(gè)系統(tǒng)要求使用低滲透性纖維織物，采用大容量，高速/中速的空氣分布設(shè)備，具備定向噴嘴和線性通風(fēng)口，安裝在管壁中從而確保與CFD計(jì)算模擬的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一致。
低滲透性纖維織物的采用主要是為了滿足這兩條重要的設(shè)計(jì)要求：
?。╝）低滲透性可以保證整個(gè)空氣分布系統(tǒng)能夠?qū)⒋蟛糠值目諝庥糜趪娮旌途€性通風(fēng)口的空氣流通，而不是用于低速應(yīng)用于管道墻壁控制的空氣泄漏。
（b）通過(guò)纖維管道墻壁泄漏的空氣可以有效避免水汽冷卻時(shí)在管道表面上凝結(jié)。
纖維織物空氣分布系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)實(shí)踐是在整個(gè)管道內(nèi)部保持一個(gè)恒定的靜態(tài)壓力。由于纖維織物的泄漏率直接取決與管道內(nèi)外的氣壓差，因此恒定的氣壓，例如采用高壓型管道可以保證在纖維織物管道中產(chǎn)生均勻的氣流（cfm/ft2）。在那些需要提供大量空氣的區(qū)域中，還可以使用定向噴嘴和線性通風(fēng)槽對(duì)氣流進(jìn)行加壓。
目前采用纖維織物管道分布系統(tǒng)的游泳池設(shè)計(jì)將纖維織物管道組成了一個(gè)連續(xù)的回路，通常該回路按照空間形狀進(jìn)行延伸以便加強(qiáng)垂直面上的空氣流通速度?；鞠到y(tǒng)需要向分布管道提供總體積為22500cfm的經(jīng)過(guò)溫度和濕度調(diào)節(jié)的空氣（每小時(shí)+/-4.0體積單位空氣變化）。我們只在一個(gè)冬季周期內(nèi)觀測(cè)了該空氣分布系統(tǒng)，沒(méi)有附帶夏天的模擬。因?yàn)槲覀兿嘈旁撓到y(tǒng)在寒冷的最需要保證空氣流通的冬季經(jīng)過(guò)了最嚴(yán)峻的考驗(yàn)，也一定能應(yīng)付夏天的情況。
計(jì)算流體設(shè)計(jì)
我們使用了各種類型的CFD計(jì)算程序，將先前的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的迭代能力相結(jié)合。通過(guò)增強(qiáng)的數(shù)據(jù)圖片，計(jì)算機(jī)為設(shè)計(jì)者們提供了強(qiáng)大的預(yù)測(cè)工具。通常情況下，采用14.0GHZ處理器的計(jì)算機(jī)模擬一個(gè)單獨(dú)的空氣流通區(qū)域需要的計(jì)算量大約為3,000到30,000次。
軟件：Fluent6.1Steady-state
數(shù)值表：SegregatedSolver
網(wǎng)格數(shù)目：230，000
網(wǎng)格類型：四元鋪砌網(wǎng)格
湍流模型：標(biāo)準(zhǔn)（k-e）模型
CFD預(yù)測(cè)通常需要定量和定性的實(shí)地測(cè)量用于比較和證明計(jì)算結(jié)果的有效性。然而在此案例中不能提供這樣的實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)，因?yàn)檎麄€(gè)建筑及其設(shè)計(jì)是虛構(gòu)的。
使用CFD的基本目的是想了解整體的空氣分布模式以及在關(guān)鍵區(qū)域的空氣流狀況，因此本文中沒(méi)有涉及去除濕氣的相關(guān)問(wèn)題，而是竭力展示需要進(jìn)行空氣除濕的區(qū)域，從而避免在建筑物外表面可能產(chǎn)生的水蒸汽凝結(jié)。