在高大建筑中，熱空氣由于密度低于周圍空氣而上升，導致從地板到天花板形成熱分層現(xiàn)象。這種現(xiàn)象會導致熱空氣在建筑物頂部滯留，增加通過建筑圍護結構的熱量損失率。因此，減少地板到天花板的熱分層可以顯著降低建筑的年度采暖成本。特別是在機場機庫這樣擁有高大空間的設施中，這種熱分層問題尤為明顯。

機場機庫的采暖能耗高，為滿足舒適溫度要求通常會消耗大量能源并產(chǎn)生大量碳排放。在當前節(jié)能減排壓力下，許多機場需采用高效節(jié)能的系統(tǒng)，如HVLS風扇，以降低運行成本并減少碳足跡，同時確保舒適的室內(nèi)溫度。

HVLS風扇的工作原理

HVLS（高風量低轉速）風扇是減少大型空間溫度梯度的有效工具。在冬季，HVLS風扇通過低速下吹操作，將天花板的熱空氣與地板的冷空氣混合，從而降低天花板的過熱溫度并減少暖通空調(diào)系統(tǒng)的使用頻率。此外，風扇上吹模式可進一步混合空氣，但需要更高的運行速度和能耗。

實驗研究

本次研究的目標是量化在寒冷季節(jié)使用HVLS風扇進行空氣分層治理的能源和成本影響。研究對象是一座位于美國肯塔基州弗蘭克福的測試建筑，面積為1,400平方米，天花板高度為12米。研究在建筑中心安裝了一臺直徑6米的HVLS風扇，扇葉高度距地面約8米。

數(shù)據(jù)采集與分析

研究團隊在設施后墻的不同高度（1.5米、4.6米和10.7米）安裝了溫度和濕度記錄儀，用以監(jiān)測空氣溫度變化。此外，還在建筑外的遮蔽位置設置了記錄儀，用于記錄室外空氣溫度。數(shù)據(jù)記錄間隔為5分鐘一次。

研究結果表明，HVLS風扇的應用有效減少了熱分層，降低了平均空間溫度，并減少了HVAC系統(tǒng)的使用頻率，最終節(jié)省了能源成本。

此研究表明，在高大建筑中使用HVLS風扇是一種節(jié)能且高效的溫度管理方法，同時對于設施的能源成本優(yōu)化具有重要意義。

?2020 This excerpt taken from the article of the same name which appeared in ASHRAE Journal, vol. 62, no. 4, April 2020.