楊春麗，劉 艷，秦 妍

(北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所職業(yè)危害控制技術(shù)中心,北京 100054)

由于有限空間長(zhǎng)期處于封閉或半封閉狀態(tài)，且其出入口有限、自然通風(fēng)不良，極易造成有限空間內(nèi)有毒有害氣體的積聚以及氧氣濃度偏低，工人在其內(nèi)部作業(yè)存在一定的安全隱患[1-2]。為了保證有限空間內(nèi)作業(yè)人員的安全，國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[3-6]中均明確規(guī)定，作業(yè)人員在進(jìn)入有限空間作業(yè)前必須先對(duì)其進(jìn)行通風(fēng)，待有限空間內(nèi)氧氣、有毒有害氣體、易燃易爆氣體濃度的檢測(cè)值均合格后作業(yè)人員方可進(jìn)入其內(nèi)部作業(yè)。通風(fēng)包括自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種方式，其中自然通風(fēng)是利用風(fēng)壓或(和)室內(nèi)外溫差引起空氣密度差的熱壓作用，使得內(nèi)外空氣流通循環(huán)，達(dá)到通風(fēng)換氣的目的，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的通風(fēng)方式。北京市地方標(biāo)準(zhǔn)——《地下有限空間作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定，在進(jìn)入有限空間作業(yè)前應(yīng)打開(kāi)有限空間進(jìn)(出)口進(jìn)行自然通風(fēng)，然后進(jìn)行有毒有害氣體、易燃易爆氣體濃度的檢測(cè)，在其檢測(cè)值均合格后作業(yè)人員方可進(jìn)入其內(nèi)部作業(yè)。

單開(kāi)口有限空間(如腌制池窖、廢井、冷庫(kù)、鍋爐、地坑、沼氣池等)由于只有一個(gè)進(jìn)出口，在自然通風(fēng)時(shí)，風(fēng)流的進(jìn)出口都在該截面，相對(duì)于具有多個(gè)進(jìn)出口的有限空間，其自然通風(fēng)情況更為復(fù)雜，影響因素更多，其自然通風(fēng)效果、新風(fēng)有效進(jìn)深等與外界氣象條件、通風(fēng)口結(jié)構(gòu)參數(shù)、有限空間內(nèi)氣體組分和濃度有很大的關(guān)系[7]。

目前，在有限空間通風(fēng)方面，研究者主要采用數(shù)值模擬的方法研究了機(jī)械通風(fēng)對(duì)有限空間內(nèi)氣體組分的影響，如Zhao等[8]采用數(shù)值模擬的方法研究了機(jī)械通風(fēng)過(guò)程中化糞池內(nèi)硫化氫(H2S)、二氧化碳(CO2)、氧氣(O2)等氣體濃度的變化規(guī)律，認(rèn)為化糞池內(nèi)充滿任何一種有毒有害氣體(H2S、CO2等)時(shí)，O2的恢復(fù)時(shí)間差別很??；譚聰?shù)萚9]采用CFD技術(shù)對(duì)供熱管線有限空間機(jī)械通風(fēng)過(guò)程進(jìn)行了模擬仿真，研究了機(jī)械通風(fēng)過(guò)程中O2濃度、CO2濃度、溫度等的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。但是，目前，針對(duì)有限空間自然通風(fēng)方面的相關(guān)研究較少，由于缺乏有效的技術(shù)支撐，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)自然通風(fēng)具有一定的盲目性，這不僅極大地影響了工作效率，也給作業(yè)安全帶來(lái)了一定的隱患。因此,本文以單開(kāi)口有限空間為研究對(duì)象，采用CFD數(shù)值模擬的方法研究了單開(kāi)口有限空間自然通風(fēng)的流場(chǎng)特性，并對(duì)比分析了外界風(fēng)速、外界風(fēng)向、空間內(nèi)有毒有害氣體組分、有限空間類型4種因素對(duì)單開(kāi)口有限空間自然通風(fēng)效果的影響，以期為有限空間自然通風(fēng)的時(shí)間設(shè)置、測(cè)點(diǎn)布置等提供參考。

1 數(shù)值模擬的控制方程

本次數(shù)值模擬以腌制池窖、沼氣池等類型的單開(kāi)口有限空間為研究對(duì)象，采用Fluent軟件作為求解和后處理軟件，模擬計(jì)算過(guò)程主要包括三個(gè)階段：前處理、求解器和后處理[10]。在自然通風(fēng)條件下，腌制窖池窖、沼氣池等類型的單開(kāi)口有限空間內(nèi)部風(fēng)流較小，遠(yuǎn)小于340 m/s，因此其內(nèi)部氣流可看作不可壓縮流體，流場(chǎng)空間內(nèi)的氣體流動(dòng)可看作是無(wú)化學(xué)反應(yīng)的非穩(wěn)態(tài)單相多組分的擴(kuò)散問(wèn)題，可根據(jù)質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒和組分傳輸守恒定律，建立用于描述多組分三維非定常湍流流動(dòng)的控制方程組[11-12]，具體方程如下：

(1) 質(zhì)量守恒方程：

(1)

(2) 動(dòng)量守恒方程：

(2)

(3) 能量守恒方程：

(3)

(4)

(4) 組分傳輸守恒方程：

(5)

(5)k-ε湍流方程：

k方程：

(6)

ε方程：

(7)

上式中:ρ為氣體密度(kg/m3)；v為流體速度(m/s)；ui為流體在x、y、z方向上的速度(m/s)；xi為x、y、z方向上的坐標(biāo)(m)；p為流體壓力(Pa)；τij為應(yīng)力張量(N/m2)；gi為i方向上的重力體積力(N/kg)；Fi為i方向上的外部體積力(N)；E為流體能量(J)；keff為有效導(dǎo)熱率；Jc為組分c的擴(kuò)散通量；Sh為體積熱源；ωc為組分c的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Dc為組分c的擴(kuò)散系數(shù)；cpc為組分c的比熱容[J/(kg·K)]；k為湍動(dòng)能(m2/s)；ε為湍動(dòng)能耗散率(m2/s)；Gk為湍動(dòng)能變化率；μ為層流黏性系數(shù)；μt為湍流黏性系數(shù)(Pa·s)；Cε1、Cε2、Cμ、σε、σk、Tref為常數(shù)，分別取1.44 K、1.92 K、0.09 K、1.3 K、1.0 K、298.15 K。

2 計(jì)算模型和計(jì)算方案

2. 1 幾何模型和邊界條件

本次模擬以單開(kāi)口有限空間為研究對(duì)象，共模擬地下單開(kāi)口有限空間和地上單開(kāi)口有限空間兩種類型的有限空間，兩類有限空間的結(jié)構(gòu)尺寸相同：均為矩形，長(zhǎng)、寬均為10 m，高為8 m，整個(gè)有限空間頂部為進(jìn)出口,其外部計(jì)算范圍均為3倍有限空間尺寸。兩類單開(kāi)口有限空間的幾何模型詳見(jiàn)圖1和圖2。

圖1 地下單開(kāi)口有限空間幾何模型示意圖Fig.1 Geometry diagram of the underground confined space

圖2 地上單開(kāi)口有限空間幾何模型示意圖Fig.2 Geometry diagram of the confined space on the ground

對(duì)于外部計(jì)算范圍，來(lái)風(fēng)方向一側(cè)的外部邊界條件為速度入口，另一側(cè)為自由出流，其他均為壁面邊界條件；對(duì)于有限空間，進(jìn)出口為內(nèi)部邊界條件，其他均為壁面邊界條件。另外，為了研究通風(fēng)過(guò)程中不同位置氣體的恢復(fù)情況，在單開(kāi)口有限空間的中心位置，距離有限空間進(jìn)出口分別為2 m、4 m、6 m和7.5 m處設(shè)置了4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(見(jiàn)圖1和圖2)。

2. 2 計(jì)算方案

為了模擬計(jì)算外界風(fēng)速、外界風(fēng)向、有限空間內(nèi)有毒有害氣體氣體組分、有限空間類型4種因素對(duì)單開(kāi)口有限空間內(nèi)自然通風(fēng)效果的影響，本文設(shè)計(jì)了如下計(jì)算方案：①外界風(fēng)速對(duì)自然通風(fēng)效果的影響，即設(shè)計(jì)風(fēng)向角為0°(即水平來(lái)風(fēng))，外界風(fēng)速分別為1 m/s、2 m/s、3 m/s、4 m/s、5 m/s 5種方案；②外界來(lái)風(fēng)方向即外界風(fēng)向?qū)ψ匀煌L(fēng)效果的影響，即設(shè)計(jì)風(fēng)向角為0°和45°兩種方案，外界風(fēng)速均為3 m/s；③有限空間內(nèi)有毒有害氣體組分對(duì)自然通風(fēng)效果的影響，即以CO2為重質(zhì)氣體的典型代表，以甲烷(CH4)為輕質(zhì)氣體的典型代表，設(shè)計(jì)初始?xì)怏w組分分別為21%的CH4、79%的氮?dú)?N2)和21%的CO2、79%的N2兩種方案；④有限空間類型對(duì)自然通風(fēng)效果的影響，本文中模擬研究的腌制池窖、沼氣池等包含地上和地下兩種結(jié)構(gòu)類型，因此共設(shè)計(jì)地上有限空間和地下有限空間2種方案。

本文模擬時(shí)，除特殊說(shuō)明的除外，各計(jì)算方案的有限空間均為地下有限空間，進(jìn)出口位于地面，內(nèi)部初始?xì)怏w組分為21%的CO2、79%的N2，外界大氣的風(fēng)速為3 m/s、風(fēng)向角為0°。

2. 3 網(wǎng)格尺寸的選擇

數(shù)值模擬中的網(wǎng)格尺寸對(duì)模擬精度和計(jì)算效率有較大的影響[13]，一般情況下網(wǎng)格間距越密，計(jì)算結(jié)果越精確，但是較密的網(wǎng)格計(jì)算量較大，耗時(shí)較長(zhǎng)。因此模擬計(jì)算時(shí)需針對(duì)具體問(wèn)題確定合適的網(wǎng)格尺寸，在確保數(shù)值模擬精度的同時(shí)盡可能地減少網(wǎng)格數(shù)量,從而提高計(jì)算效率。

為了分析網(wǎng)格間距對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，本文共設(shè)計(jì)0.6 m、0.8 m、1.2 m三種Tgird網(wǎng)格間距開(kāi)展了數(shù)值模擬計(jì)算。不同網(wǎng)格間距下各監(jiān)測(cè)點(diǎn)CO2濃度(體積分?jǐn)?shù)，下同)隨自然通風(fēng)時(shí)間的變化曲線見(jiàn)圖3和圖4。由于距離單開(kāi)口有限空間進(jìn)出口2 m和7.5 m處的模擬結(jié)果與圖3和圖4較為相似，故本文未一一展示。

圖3 距離單開(kāi)口有限空間進(jìn)出口4 m處CO2濃度的 變化曲線Fig.3 Variation curve of CO2 concentration at the monitoring point 4 m away from the vent

圖4 距離單開(kāi)口有限空間進(jìn)出口6 m處CO2濃度的 變化曲線Fig.4 Variation curve of CO2 concentration at the monitoring point 6 m away from the vent

由圖3和圖4可見(jiàn)，由不同網(wǎng)格間距的模型計(jì)算得到的CO2濃度(體積分?jǐn)?shù))隨自然通風(fēng)時(shí)間的變化趨勢(shì)基本一致，當(dāng)網(wǎng)格間距為1.2 m時(shí)，CO2濃度降低的速度最快，而當(dāng)網(wǎng)格間距為0.6 m和0.8 m時(shí)，CO2濃度降低的速度基本一致。因此，考慮計(jì)算量，在后面的模擬計(jì)算中均采用網(wǎng)格間距為0.8 m的網(wǎng)格尺寸。

3 模擬結(jié)果與分析

3. 1 自然通風(fēng)的流場(chǎng)特性分析

本次模擬以水平來(lái)風(fēng)、風(fēng)速為3 m/s為例，研究自然通風(fēng)下單開(kāi)口有限空間內(nèi)部氣流的循環(huán)情況，得到自然通風(fēng)不同時(shí)刻(1 min、10 min和30 min時(shí))單開(kāi)口有限空間內(nèi)氣體流動(dòng)速度(v)矢量圖和CO2濃度分布云圖，見(jiàn)圖5和圖6。其中，研究所截的剖面均是單開(kāi)口有限空間沿風(fēng)流方向的中心縱剖面。

由圖5和圖6可見(jiàn)：

(1) 自然通風(fēng)初期，在外界風(fēng)壓的作用下，靠近有限空間的右側(cè)壁有外界新鮮風(fēng)進(jìn)入，形成一個(gè)小的氣流循環(huán)，該處的風(fēng)流速度較大，CO2濃度相對(duì)較低。

(2) 隨著自然通風(fēng)時(shí)間的增加，氣流循環(huán)范圍越來(lái)越大，直到在整個(gè)有限空間內(nèi)部形成一個(gè)大的環(huán)狀氣流循環(huán)，這時(shí)靠近壁面的氣流速度較大，中部的氣流速度較小。

圖5 自然通風(fēng)下不同時(shí)刻單開(kāi)口有限空間內(nèi)氣體流動(dòng)速度矢量圖Fig.5 Gas flow velocity vector in the confined space with single opening at different times of natural ventilation

圖6 自然通風(fēng)下不同時(shí)刻單開(kāi)口有限空間內(nèi)CO2濃度分布云圖Fig.6 Distribution of CO2 concentration in the confined space with single opening at different times of natural ventilation

(3) 自然通風(fēng)過(guò)程中，新鮮風(fēng)量持續(xù)不斷地進(jìn)入，稀釋有限空間內(nèi)CO2的濃度，且沿著有限空間中軸線，越靠近進(jìn)出口處CO2濃度降低的速度越快，但各監(jiān)測(cè)點(diǎn)CO2濃度降低為0時(shí)的時(shí)間相差不大，但由于最后中部風(fēng)速相對(duì)較小，有限空間中部CO2濃度降低為0時(shí)的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

(4) 根據(jù)有限空間不同位置CO2濃度的變化規(guī)律，若作業(yè)前僅采用自然通風(fēng)的方式，在進(jìn)行作業(yè)人員準(zhǔn)入有毒有害氣體濃度檢測(cè)時(shí)，有毒有害氣體濃度應(yīng)以靠近迎風(fēng)側(cè)上、中、下不同位置測(cè)點(diǎn)以及有限空間中部測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果作為作業(yè)人員準(zhǔn)入的主要參考數(shù)值。

3. 2 外界風(fēng)速對(duì)自然通風(fēng)效果的影響

3.2.1 外界風(fēng)速對(duì)自然通風(fēng)的通風(fēng)風(fēng)量的影響

在單開(kāi)口條件下，有限空間進(jìn)出口處的氣流為有進(jìn)有出的雙向流，開(kāi)口凈流量為零，無(wú)法以此得到單開(kāi)口有限空間自然通風(fēng)的通風(fēng)換氣量。為了分析各種不同因素影響情況下單開(kāi)口有限空間自然通風(fēng)的效果，根據(jù)本次模擬的幾何模型，將通過(guò)進(jìn)出口進(jìn)入有限空間內(nèi)部的風(fēng)流方向作為Z軸的負(fù)方向，因此可以分析有限空間進(jìn)出口平面上Z軸方向的速度分量小于零的部分，對(duì)這部分的風(fēng)速和面積進(jìn)行積分，即可求得單開(kāi)口有限空間自然通風(fēng)的通風(fēng)換氣量，具體計(jì)算公式如下：

式中：Q為單開(kāi)口有限空間進(jìn)出口自然通風(fēng)的通風(fēng)換氣量(m3/s)；un為微元面dA+上風(fēng)速的分量(m/s)；A+為有限空間進(jìn)出口平面上風(fēng)速的分量un小于0部分的斷面面積(m2)。

采用穩(wěn)態(tài)求解方法進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果顯示：外界風(fēng)速分別為1 m/s、2 m/s、3 m/s、4 m/s、5 m/s時(shí)，單開(kāi)口有限空間進(jìn)出口自然通風(fēng)的通風(fēng)換氣量分別為0.91 m3/s、3.11 m3/s、4.39 m3/s、6.25 m3/s和7.32 m3/s，隨著外界風(fēng)速的增大，進(jìn)出口自然通風(fēng)的風(fēng)量逐漸增大，但兩者并非呈線性關(guān)系。

3.2.2 外界風(fēng)速對(duì)CO2濃度的影響

以外界風(fēng)速為1 m/s、3 m/s和5 m/s為例，代表外界1級(jí)、2級(jí)和3級(jí)風(fēng)的情形，不同外界風(fēng)速條件下各監(jiān)測(cè)點(diǎn)CO2濃度隨自然通風(fēng)時(shí)間的變化曲線，見(jiàn)圖7。

由圖7可見(jiàn)：不同外界風(fēng)速條件下，均是距有限空間進(jìn)出口近的監(jiān)測(cè)點(diǎn)CO2濃度降低的速度更快，且最終有限空間中部CO2濃度降低為0時(shí)所需的時(shí)間最長(zhǎng)；3種風(fēng)速條件下CO2濃度降低至0時(shí)所需的時(shí)間分別為109 min、30 min、18 min，且外界風(fēng)速越大，CO2濃度降低的速度越快。

本文采用擬合方法分析自然通風(fēng)條件下單開(kāi)口有限空間內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)CO2濃度降低為0時(shí)所需的時(shí)間與外界風(fēng)速的關(guān)系，其似合曲線見(jiàn)圖8。

由圖8可見(jiàn)：自然通風(fēng)條件下單開(kāi)口有限空間內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)CO2濃度降低為0時(shí)所需時(shí)間與外界風(fēng)速兩者之間的擬合曲線與冪函數(shù)y=108.93x-1.1513的擬合程度最高，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.999 42。

3. 3 外界風(fēng)向?qū)ψ匀煌L(fēng)效果的影響

通過(guò)采用穩(wěn)態(tài)求解方法進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果顯示：當(dāng)風(fēng)向角為45°、自然通風(fēng)的通風(fēng)風(fēng)量為5.20 m3/s時(shí)，與相同風(fēng)速條件下的水平來(lái)風(fēng)相比，自然通風(fēng)的通風(fēng)風(fēng)量增大了18.4%。當(dāng)風(fēng)向角為45°時(shí)，在自然通風(fēng)過(guò)程中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)CO2濃度隨自然通風(fēng)時(shí)間的變化曲線見(jiàn)圖9。

圖7 不同外界風(fēng)速條件下單開(kāi)口有限空間內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn) CO2濃度隨自然時(shí)間的變化曲線Fig.7 Variation curves of CO2 concentration at the moni- toring points in the confined space with single opening under conditions of different wind speed

圖8 自然通風(fēng)下單開(kāi)口有限空間內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)CO2濃度 降低為0時(shí)所需的時(shí)間與外界風(fēng)速的關(guān)系曲線Fig.8 Time required for reduction of CO2 concentration to 0 in the confined space with single opening with different wind speeds

圖9 自然通風(fēng)下當(dāng)風(fēng)向角為45°時(shí)單開(kāi)口有限空間內(nèi)各 監(jiān)測(cè)點(diǎn)CO2濃度隨自然通風(fēng)時(shí)間的變化曲線Fig.9 Variation curves of CO2 concentration at the monitoring points in the confined space with single opening when the wind angle is 45°

由圖9可見(jiàn)，距離有限空間進(jìn)出口越近，CO2濃度降低的速度越快，CO2濃度降低至0時(shí)所需的時(shí)間為14.5 min，相對(duì)于水平來(lái)風(fēng)，自然通風(fēng)所需的時(shí)間短、通風(fēng)效率高，這主要是由于有限空間出口上方形成的風(fēng)壓較大， 導(dǎo)致進(jìn)入有限空間內(nèi)氣體的流速和通風(fēng)風(fēng)量相對(duì)較大，氣流循環(huán)速度較快。

3.4 有限空間內(nèi)有毒有害氣體組分對(duì)自然通風(fēng)效果的影響

當(dāng)有限空間內(nèi)充滿濃度為21%的CH4時(shí)，自然通風(fēng)過(guò)程中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)CH4濃度隨自然通風(fēng)時(shí)間的變化曲線見(jiàn)圖10。

由圖10可見(jiàn)，在自然通風(fēng)過(guò)程中，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)CH4濃度相差不大，在通風(fēng)剛開(kāi)始時(shí)，距離有限空間進(jìn)出口越近，CH4濃度的降低量越大，但是隨著自然通風(fēng)的進(jìn)行，底部的CH4在風(fēng)壓和自身浮力的作用下，開(kāi)始向上運(yùn)移，距離有限空間進(jìn)出口2 m和4 m處監(jiān)測(cè)點(diǎn)的CH4濃度有所升高，但在自然通風(fēng)30 s后各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的CH4濃度均開(kāi)始降低，靠近下部監(jiān)測(cè)點(diǎn)的CH4濃度降低的速度略高于上部，當(dāng)CH4濃度降低至0時(shí)，自然通風(fēng)所需時(shí)間為18.4 min。

圖10 自然通風(fēng)下單開(kāi)口有限空間內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)CH4濃度隨自然通風(fēng)時(shí)間的變化曲線Fig.10 Variation curves of CH4 concentration at the monitoring points in the confined space with single opening

對(duì)比圖7(b)和圖10發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于CO2，有限空間內(nèi)有害氣體為CH4時(shí)，其濃度降低的速度快，自然通風(fēng)下CH4濃度降低為0時(shí)所需的時(shí)間短，這主要是因?yàn)镃H4比空氣輕，具有自然上浮的作用，加上自然風(fēng)壓的作用，使得內(nèi)外空氣流通加快?？梢?jiàn)，對(duì)于進(jìn)出口位于頂部的單開(kāi)口有限空間，自然通風(fēng)過(guò)程中，當(dāng)有限空間內(nèi)有害氣體為重質(zhì)氣體時(shí)，其自然通風(fēng)所需的時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)。

3. 5 有限空間類型對(duì)自然通風(fēng)效果的影響

通過(guò)采用穩(wěn)態(tài)求解方法進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果顯示：自然通風(fēng)過(guò)程中，對(duì)于地上有限空間，其通風(fēng)風(fēng)量為53.54 m3/s，通風(fēng)風(fēng)量是相同條件的地下有限空間自然通風(fēng)的通風(fēng)風(fēng)量的12倍，增加幅度較大。自然通風(fēng)下地上有限空間內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)CO2濃度隨自然通風(fēng)時(shí)間的變化曲線見(jiàn)圖11。

圖11 自然通風(fēng)下地上有限空間內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)CO2濃度隨自然通風(fēng)時(shí)間的變化曲線Fig.11 Variation curves of CO2 concentration at the monitoring points in the confined space on the ground

由圖11可見(jiàn)，地上有限空間內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)CO2濃度降低至0時(shí)所需的時(shí)間為6 min，相對(duì)于進(jìn)出口位于地面的地下有限空間，自然通風(fēng)所需的時(shí)間大幅降低。分析原因，認(rèn)為對(duì)于地上有限空間，自然風(fēng)流到達(dá)有限空間迎風(fēng)側(cè)壁面時(shí)發(fā)生了繞流，氣流在迎風(fēng)側(cè)壁面最上方的尖邊產(chǎn)生分離[14-15]，氣流速度和方向發(fā)生了較大的變化，導(dǎo)致有限空間進(jìn)出口附近氣流流場(chǎng)產(chǎn)生較大的變化，在有限空間迎風(fēng)側(cè)壁頂部氣流流速增大，形成局部的“大風(fēng)”[16]，湍流強(qiáng)度增加，使得有限空間內(nèi)氣流循環(huán)速度加快。

因此，為了確保檢測(cè)人員和作業(yè)人員的安全，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際自然通風(fēng)過(guò)程中，相較于地上有限空間，可適當(dāng)延長(zhǎng)相同條件下地下有限空間自然通風(fēng)的時(shí)間。

4 結(jié) 論

本文通過(guò)對(duì)單開(kāi)口有限空間自然通風(fēng)特性及其影響因素的研究，主要得到以下結(jié)論：

(1) 外界風(fēng)速越大，單位時(shí)間進(jìn)入單開(kāi)口有限空間內(nèi)的新鮮風(fēng)量越大，有限空間內(nèi)有毒有害氣體濃度降低的速度越快。相對(duì)于水平來(lái)風(fēng)，當(dāng)風(fēng)向角為45°時(shí)，自然通風(fēng)的通風(fēng)風(fēng)量大，有限空間內(nèi)有毒有害氣體濃度降低的速度快。

(2) 對(duì)于進(jìn)出口位于上部的單開(kāi)口有限空間，在自然通風(fēng)過(guò)程中，相對(duì)于重質(zhì)氣體，輕質(zhì)氣體濃度降低的速度較快，為確保檢測(cè)人員和作業(yè)人員的安全，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際自然自然通風(fēng)過(guò)程中，有限空間內(nèi)充滿重質(zhì)氣體的通風(fēng)時(shí)間應(yīng)比充滿輕質(zhì)氣體適當(dāng)延長(zhǎng)。

(3) 對(duì)于進(jìn)出口位于上部的單開(kāi)口有限空間，在自然通風(fēng)過(guò)程中，相對(duì)于地上有限空間，地下有限空間的自然通風(fēng)的通風(fēng)風(fēng)量小，有限空間內(nèi)有毒有害氣體濃度降低的速度慢，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際通風(fēng)時(shí)間需適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)。