印刷业是一个历史悠久的行业体系,自中国古代的印刷术发明以来,印刷行业经历了不断的时代变迁,如今已成为国民经济的重要组成部分。印刷厂房属于典型的高大空间建筑,这类厂房内设备占地面积多、散热量大,空调系统不仅要承担来自围护结构的外扰负荷,更要承担印刷机散热产生的大量内扰负荷,因此,空调系统能耗巨大。由于印刷厂房内热源高大且工艺特殊,寻求一种既能满足印刷机上部冷却降温需求,又能满足下部人员作业区环境条件,特别是冬季送热风工况下厂房热环境需求的空调系统气流组织形式,成为了迫切需要解决的问题。本文从高大空间建筑中常用的分层空调气流组织形式入手,在射流特性、室内热分层和相似性等理论的基础上,采用模型试验、数值模拟和现场实测的方法,针对印刷行业高大空间不同热源形式下,适用于冬夏两季的空调系统气流组织形式进行了系统研究,主要内容表述如下:首先,采用粒子成像测速技术(Particle Imaging Velocimetry,PIV),对印刷厂房高大空间夏季分层空调气流组织特性进行了缩尺模型试验测试,分析了不同送风高度、速度和送风口型式下厂房分层空调气流组织效果,获得了适用于印刷厂房气流组织模拟的参数设置。研究发现,夏季工况下送风口高度与建筑高度比为1/3时送风效果最好;送风速度在1.5和2.0m/s时能够形成最佳分层效果;矩形风口轴心速度衰减慢、射程较远,但在宽高比W/H小于5时与圆形风口特性近似一致。然而,现有研究发现应用传统分层空调气流组织形式在冬季工况下的送风效果不佳。其次,针对印刷厂房不同热源形式,提出了一种采用组合式送风口的新型分区域空调气流组织形式,采用数值模拟方法研究了送风温度、送风口型式和出风角度等参数变化对冬夏两季空调效果的影响,分析了空调系统冬季送热风和夏季送冷风条件下厂房内的温度分布特性。研究发现,对于以面热源为主的印刷厂房,在冬夏两季采用百叶风口侧向平送+旋流风口30°斜下送的方案效果最佳;对于以高大体热源为主的印刷厂房,在夏季时采用百叶风口侧向平送+旋流风口45°~60°斜下送的方案效果最佳,而在冬季时采用百叶风口侧向平送+旋流风口30°~45°斜下送的方案效果最佳。最后,以西安某报社印务中心厂房为工程应用实例,进行了冬夏两季空调效果实地测试,对比分析了空调系统自然环境条件、冬季送热风和夏季送冷风三种工况下印刷厂房高大空间内水平和垂直方向的气流组织分布特性,验证了分区域空调气流组织形式在工程应用中的可行性。本文研究发现,空调冬季工况下,新型气流组织形式有效打破了自然对流状态下的热分层现象,厂房内平均垂直温度梯度仅为0.07℃/m,解决了现有空调方式下冬季工况厂房内上热下冷的不合理温度分布形式;而空调夏季工况下,则在厂房内形成了有效的热分层现象,能够促进印刷机热量的有效排出。本文提出的新型分区域空调模式为印刷厂房空调系统设计提供了一种可以选择的有效气流组织形式,同时可为其他类型高大空间建筑空调系统设计提供理论依据和技术参考。