建筑设备工程-通风

第九章通风第一节建筑通风概述第二节全面通风量的确定第三节自然通风第四节通风系统的主要设备和构件第一节建筑通风概述一、建筑空间空气的卫生条件（一）空气的温度、湿度和流速供氧量温度相对湿度空气流动速度（二）空气中有害物浓度、卫生标准和排放标准（三）通风工程中的空气设计参数二、通风系统分类（一）自然通风自然通风是依靠风压和热压的作用使室内外空气通过建筑物围护结构的孔口进行交换的。（二）机械通风机械通风是依靠通风机产生的作用力强制室内外空气交换流动。机械通风包括机械送风和机械排风。（三）全面通风全面通风是整个房间进行通风换气，使有害物浓度降低到最高容许值以下，同时把污浊空气不断排至室外，所以全面通风也称稀释通风。全面通风有自然通风、机械通风、自然和机械联合通风等多种方式。（四）局部通风局部通风是利用局部气流改善室内某一污染程度严重的或是工作人员经常活动的局部空间的空气条件。局部通风分为局部送风和局部排风两类。1、局部送风局部送风是将符合室内要求的空气输送并分配给局部工作区，常设置在产生有毒有害物质的厂房。局部送风系统又分有系统式送风和分散式送风两种。分散式局部送风通常是使用轴流风扇或喷雾风扇来增加工作地点的风速或降低局部空间的气温。系统式局部送风是将室外空气收集后进行预处理，待达到室内卫生标准要求后送入局部工作区。2、局部排风局部排风是对室内某一局部区域进行排风，具体地讲，就是将室内有害物质未与工作人员接触之间前捕集、排除，以防止有害物质扩散到整个房间局部排风系统是由局部排风罩、风管、净化设备和风机等所组成。局部排风罩按其作用原理有以下几种类型：（1）密闭式（2）柜式（通风柜）（3）外部吸气式（4）吹吸式（5）接受式第二节全面通风量的确定一、确定方法简述1、消除室内余热所需的全面通风量Gr的计算式为：（9-1）式中：Gr：全面通风量（kg/s）；Q：室内余热量（kJ/s）；C：空气的质量比热，取为1.01kJ/kg·℃；tp：排风温度（℃）；ts：送风温度（℃）。)(sprttCQG也可以写成体积流量的形式，即：（9-2）式中ρ：送风密度（kg/m3）。消除室内余湿所需的全面通风量Gs的计算式为：（9-3）式中Gs：全面通风量（kg/s）；W：室内余湿量（g/s）；dp：排风含湿量（g/kg干空气）；ds：送风含湿量（g/kg干空气）。rsprGttCQL)(spsddWG2.减少室内有害物浓度并使其达到要求值所需的全面通风量L的计算式为：（9-4）式中L：全面通风量(m3/s)；X：室内有害物散发量（g/s）；y0：室内卫生标准中规定的最高容许浓度（g/m3），即排风中有害物的浓度；ys：送风中有害物浓度（g/m3）;K：安全系数，一般取在3～10范围内。syyKxL0当散布在室内的有害物无法具体计量时，公式（9-4）无法应用。这时全面通风量可根据类似房间的实测资料和经验数据，按房间的换气资数确定。计算式为：L=nV（9-5）式中n：房间换气次数（次/h）；V：房间容积（m3）。对于室内要求同时消除余热、余湿及有害物质的车间，全面通风量应按其中所需最大的换气量计算，即：LLLLsrfmax二、全面通风的气流组织合理地组织室内通风气流对全面通风效果至关重要。而室内送、排风口的布置形式是决定室内空气流向的重要因素之一。通风房间气流组织的常用形式有：上送下排、下送上排、中间送上下排等，选用时应按照房间功能、污染物类型、有害源位置、有害物分布情况、工作地点的位置等因素来确定。三、空气质量平衡和热平衡空气平衡可以用下面的表达式来表示：(9-6)式中Gzs——自然送风量（kg/s）；Gjs——机械送风量（kg/s）；Gzp——自然排风量（kg/s）；Gjp——机械排风量（kg/s）；jpzpjszsGGGG通风房间热平衡方程的表达式可以写成：（9-7）式中：围护结构、材料吸热的热损失之和（kW）；：生产设备、热物料、散热器等的放热量之和（kW）；Lp：局部和全面排风量（m3/s）；Ljs：机械送风量（m3/s）；Lzs：自然送风量（m3/s）；Lhx：再循环空气量（m3/s）；：室内空气密度（kg/m3）：室外空气密度（kg/m3）：室内空气温度（℃）：室外空气计算温度（℃）tjs：机械送风温度（℃）ts：再循环送风温度（℃）C：空气质量比热，取1.01kJ/kg·℃。)(nsnhxwwzsjsjsjsfnnphttCLtCLtCLQtCLQhQfQnwntwt第三节自然通风一、自然通风作用原理在建筑物外墙上的窗孔两则存在压差时，室内外空气便会形成气流，即由压力较高的一侧流向压力较低的一侧。空气通过孔口时产生的局部阻力损失可以认为就等于：（9-8）式中：窗孔两侧的压力差（Pa）；：空气流过窗孔时的流速（m/s）；：空气密度（kg/m3）：窗孔的局部阻力系数；其值与窗的构造有关。P22PP将公式（9-8）可改写成：（9-9）式中：窗孔的流量系数，值一般不大于1。则：通过窗孔的空气体积数量L为：（9-10）其质量流量G为：（9-11）式中F——窗孔的面积（m2）PPv22,1PFFvL2PFLG2（一）热压作用下的自然通风（9-12）把公式（9-12）移项整理后可得到：（9-13）)()'('ghPghPPPPwanabbb)()'(nwaaghPP)(nwaghP)()(nwababghPPPP（二）风压作用下的自然通风建筑物周围的风压分布与建筑物本身的几何造型和室外风向有关。当风向一定时，建筑物外围护结构上各点的风压值可用下面表达式表示：（9-14）式中：风压（Pa）；K：空气动力系数；：室外空气流速（m/s）；：室外空气密度（kg/m3）。wwfKP22fPww（三）风压、热压同时作用下的自然通风当某一建筑物的自然通风是依靠风压和热压的共同作用来完成时，外围结构上各窗孔的内外空气压力值，应该是各窗孔的余压与室外风压之差。由于室外的风速及风向均是不稳定因素，且无法人为地加以控制。因此，在进行自然通风的设计计算时，按设计规范规定，对于风压的作用仅定性地考虑其对通风的影响，不予计算；对于热压的作用必须定量计算。二、建筑设计与自然通风通风房间的建筑形式、总平面布置及车间内的工艺布置等对自然通风有着直接影响。在确定通风房间的设计方案时，建筑、工艺和通风各专业应密切配合、互相协调、综合考虑、统筹布置。（一）厂房的总平面布置（二）建筑形式的选择（三）车间内工艺设备的布置与自然通风三、进风窗、避风天窗与风帽1.进风窗的布置与选择2.避风天窗3.避风风帽第四节通风系统的主要设备与构件一、通风机通风机是用于为空气气流提供必需的动力以克服输送过程中的阻力损失。在通风工程中，根据通风机的作用原理有离心式、轴流式和贯流式3种类型，大量使用的是离心式和轴流式通风机。此外，在特殊场所使用的还有高温通风机、防爆通风机、防腐通风机和耐磨通风机等。（一）离心式通风机离心式通风机简称离心风机，与离心式水泵相类似，它是由叶轮、机轴、机壳、吸风口、电机等部分组成。（二）轴流式通风机简称轴流风机，当叶轮由电动机带动旋转时，空气从吸风口进入，在风机中沿轴向流动经过叶轮的扩压器时压头增大，从出风口排出。电动机就安装在机壳内部。（三）通风机的选择1、根据被输送气体（空气）的成分和性质以及阻力损失大小，首先选择不同用途和类型的风机。2、根据通风系统的通风量和风道系统的阻力损失，按照风机产品样本确定风机型号。风机选型还应注意使所选用风机正常运行工况处于高效率范围；另外，样本中所提供的性能选择表或性能曲线，是指标准状态下的空气。所以，当实际通风系统中空气条件与标准状态相差较大时应进行换算。（四）通风机的安装二、风道（一）风道的材料、形状及保温制作风道的常用材料有薄钢板、塑料、胶合板、纤维板、混凝土、钢筋混凝土、砖、石棉水泥、矿渣石膏板等。风道的断面形状为矩形或圆形。。保温材料主要有软木、泡沫塑料、玻璃纤维板等。保温厚度应根据保温要求进行计算。保温层结构可参阅有关国家标准图。（二）风道的布置风道的布置应在进风口、送风口、排风口、空气处理设备、风机的位置确定之后进行。在某些情况下可以把风道和建筑物本身构造密切结合在一起。三、进、排风装置进风口、排风口按其使用的场合和作用的不同有室外进、排风装置和室内进、排风装置之分。（一）室外进、排风装置1、室外进风装置室外进风口是通风和空调系统采集新鲜空气的入口。根据进风室的位置不同，室外进风口可采用竖直风道塔式进风口，也可以采用设在建筑物外围结构上的墙壁式或屋顶式进入口。2、室外排风装置室外排风装置的任务是将室内被污染的空气直接排到大气中去。管道式自然排风系统和机械排风系统的室外排风口通常是由屋面排出，。也有由侧墙排出的，但排风口应高出屋面。一般地，室外排风口应设在屋面以上1m的位置，出口处应设置风帽或百叶风格。（二）室内送、排风口室内送风口是送风系统中风道的末端装置。室内送风口的形式有多种，最简单的形式是在风道上开设孔口送风，根据孔口开设的位置有侧向送风口、下部送风口之分。送风口的形式可根据具体情况参照采暖通风国家标准图集选用。室内排风口一般没有特殊要求，其形式种类也较少。通常多采用单层百叶式排风口，有时也采用水平排风道上开孔的孔口排风形式。四、阀门通风系统中的阀门主要用于启动风机，关闭风道、风口，调节管道内空气量，平衡阻力等。阀门安装于风机出口的风道上、主干风道上、分支风道上或空气分布器之前等位置。常用的阀门有插板阀，蝶阀。