第6章_建筑通风与空调

建筑设备主编胡红英第6章建筑通风与空调6.1通风系统概述6.2通风系统的主要设备和主要构件6.3高层建筑防烟、排烟6.4空调系统6.5通风与空调施工图识读与施工6.1通风系统概述6.1.1通风的意义及任务各种生产过程会不同程度地产生有害气体、蒸汽、灰尘、余湿、余热等，通常把这些物质称为工业有害物，它会使室内工作条件恶化，危害操作者健康，影响产品质量，降低劳动生产率。6.1.2通风系统的分类通风，简单地说，就是把整个建筑物内部或局部地方不符合卫生标准的污浊空气排至室外，把新鲜的空气或经过净化后符合卫生要求的空气送入室内。图6-1利用热压作用进行的自然通风示意图6.1通风系统概述图6-2利用风压作用进行的自然通风示意图6.1通风系统概述1.自然通风自然通风不消耗任何电能，是一种比较经济的通风方式，它是借助于室内外空气温度不同而形成的热压差或室外风力作用造成的风压实现建筑物通风换气的一种通风方式。1)无组织的自然通风。2)有组织的自然通风。2.机械通风机械通风是依靠风机运转产生的动力，迫使空气通过风管道进行室内外交换的一种通风方式。1)局部机械通风系统。2)全面机械通风系统。6.1通风系统概述图6-3全面机械通风示意图6.1.3通风方式的选择建筑物内局部有热、蒸汽或有害物质产生时，宜采用局部排风。6.2通风系统的主要设备和主要构件6.2.1室内送、排风口室内送风口的作用，就是均匀地向室内送风。图6-4两种最简单的送风口示意图a)侧送风口b)插板式吸、送风口6.2通风系统的主要设备和主要构件图6-5排风口示意图6.2通风系统的主要设备和主要构件制作风道的材料很多，一般通风系统经常采用薄钢板制作风道，截面呈圆形或矩形，当断面积相同时，圆形节省材料，而矩形更容易和建筑物配合。6.2.3室外进、排气装置1.室外进气装置用于采集室外新鲜空气供送风系统使用。图6-6窗口型进气口6.2.2风道(管)6.2通风系统的主要设备和主要构件图6-7塔型进气口6.2通风系统的主要设备和主要构件1)进气口应设在空气新鲜、灰尘少、远离排气口的地方(离排气口水平距离大于或等于10m)。2)进气口的高度应高出地面2.5m，并应设在主导风向上风侧；设于屋顶上的进气口应高出屋面1m以上，以免被风雪堵塞。3)进气口应设百叶格栅，防止雨、雪、树叶、纸片等杂物被吸入。4)进气口的大小应根据系统风量及通过进气口的风速(一般为2～2.5m/s)来确定。2.室外排气装置用于将排风系统中收集到的污浊空气排到室外。1)当进、排风口都设于屋面时，它们的水平距离不小于10m，并且进气口要低于排气口。2)自然通风系统须在竖向排风道的出口处安装风帽以加强排风效果。6.2通风系统的主要设备和主要构件3)排风口设于屋面上时应高出屋面1m以上，且出口处应设置风帽或百叶窗。4)自然通风的排风塔内风速可取1.5m/s；机械通风排风塔内风速可取1.5～8m/s。图6-8室外排风口(风帽)a)圆伞形风帽b)锥形风帽6.2通风系统的主要设备和主要构件6.2.4风帽风帽多用于局部自然通风和设有排风天窗的全面自然通风系统中，一般安装在局部自然排风罩风道出口末端和全面自然通风的建筑物屋顶上。6.2.5风机在民用建筑中，下列部位如果采用自然通风达不到安全卫生及生产要求时，应采用机械通风或自然与机械的联合通风：没有设空调系统的地下室房间；厨房、卫生间、浴室等；散发余热、余湿、粉尘、烟气、有毒气体、腐蚀性气体及易燃易爆气体等有害物的房间。6.2通风系统的主要设备和主要构件1.离心式风机离心式风机的工作原理与离心水泵相同，由电动机转动带动风机中的叶轮旋转，因离心力的作用使气体获得压能和动能。2.轴流式风机轴流式风机是借助叶轮的推力作用促使气流流动的，气流方向与机轴相平行。图6-9离心式风机构造图1—叶轮2—机轴3—叶片4—吸气口5—出口6—机壳7—轮毂8—扩压环6.2通风系统的主要设备和主要构件图6-10轴流式风机构造图1—圆筒形机壳2—叶轮3—进口4—电动机6.3高层建筑防烟、排烟6.3.1高层建筑防烟、排烟概述现代化的高层建筑功能复杂且室内的装潢、家具、陈设等使用了许多可燃、易燃物品，一旦着火，会产生大量高温有毒一氧化碳、二氧化碳等的烟气，并大量消耗氧气，同时烟气使人的能见度下降，对安全疏散和救援活动造成很大障碍，且火势蔓延快，扑救困难。1)长度超过20m的内走道。2)面积超过100m2，且经常有人停留或可燃物较多的房间。3)高层建筑的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室。6.3高层建筑防烟、排烟图6-11挡烟垂壁6.3.2高层建筑防烟、排烟方式6.3高层建筑防烟、排烟高层建筑的防烟设施应分为机械加压送风的防烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。1.自然排烟自然排烟是依靠发生火灾时高温的烟气与室外空气的密度差而产生的热压，以及室外空气流动产生的风压作用而使烟气顺利地逸出室外。1)防烟楼梯间前室或合用前室，利用敞开的阳台、凹廊或前室内有不同朝向的可开启外窗自然排烟时，该楼梯间可不设防烟设施。2)排烟窗宜设置在上方，并应有方便开启的装置。6.3高层建筑防烟、排烟图6-12自然排烟方式图a)利用可开启的外窗排烟b)利用室外阳台排烟1)防烟楼梯间及其前室，消防电梯前室和两者合用的前室，利用可开启外窗进行自然排烟时，6.3高层建筑防烟、排烟这些部位可开启外窗的面积应符合下列规定：防烟楼梯间每五层内平均有可开启外窗面积不小于2m2；防烟楼梯间前室、消防电梯前室有可开启外窗面积不小于2m2，合用前室不小于3m2。2)当防烟楼梯间前室和合用前室利用阳台、凹廊或有两个不同朝向的可开启外窗时，且开窗面积前室不少于2m2，合用前室不小于3m2，该楼梯间可不再设防烟、排烟措施。3)需要排烟的房间、内走道，有可开启外窗面积不小于该房间、走道地面积的2%。4)室内中庭有可开启的天窗或高侧窗，且面积不小于地面积的5%。1)建筑高度超过50m的一类公共建筑的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室及两者合用的前室。6.3高层建筑防烟、排烟2)净空高度超过12m的室内中厅。3)长度超过60m的内走道。2.机械防烟机械防烟就是对疏散通道的楼梯间进行机械送风，使其压力高于防烟楼梯间或消防电梯前室，而这些部位的压力又比走道和火灾房间要高些，这种防止烟气入侵的方式，称为机械加压送风防烟方式。1)不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室。2)采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室。3)封闭避难层(间)。6.3高层建筑防烟、排烟3.机械排烟把建筑物分成若干防烟分区，在防烟分区内设置防烟风机，通过风道强制排出各房间或走廊内的烟气即为机械排烟。图6-13机械排烟示意图6.3高层建筑防烟、排烟1)长度超过20m，且无直接天然采光或设固定窗的内走道。2)虽有直接采光和自然通风，但长度超过60m的内走道。3)面积超过100m2及高度在12m以下，并且不具备自然排烟条件的室内中庭。4)地下室总面积超过200m2或一个房间面积超过100m2，且经常有人停留或可燃物较多的房间。6.4空调系统6.4.1空调系统的分类1.按空气处理设备的布置情况分(1)集中式空气调节系统此系统的空气处理设备集中设置，处理后的空气经风道送至各空调房间。(2)半集中式空气调节系统(混合式空气调节系统)此系统除有集中在空调机房的空气处理设备之外，还有可以对室内空气进行就地处理或对来自集中处理设备的空气再进行补充处理的末端设备，故又称为混合式系统。(3)分散式空气调节系统(局部式空气调节系统)此特点是所有的空气处理设备全部分散地设置在空气调节房间中或邻室内，而不设集中的空调机房，故又称为局部式空调系统。2.按处理空气的来源分6.4空调系统(1)全新风式空气调节系统其送风全部来自室外，经过处理后送入室内，然后全部排至室外。(2)全回风式空气调节系统此系统所处理的空气全部来自空调房间，而不补充室外空气。(3)新、回风混合式空气调节系统此系统的特点是空调房间的送风，一部分来自室外新风，另一部分利用室内回风。3.按风道中空气流速分(1)高速空气调节系统其风道内的空气流速可达20～30m/s。(2)中速空气调节系统其风道内的空气流速一般为8～12m/s。(3)低速空气调节系统其风道内的空气流速一般为小于8m/s。4.按负担热湿负荷所用的媒介分6.4空调系统(1)全空气式空气调节系统在此系统中，负担空气调节负荷所用的介质全部是空气。(2)空气—水空气调节系统在此系统中，负担空气调节负荷所用的介质有空气也有水。(3)全水式空气调节系统此系统中负担空调负荷的介质全部是水。(4)冷剂式空气调节系统在此系统中负担空调负荷的介质是制冷剂，如空调机组、窗式空调等。6.4.2空调房间的气流组织所谓气流组织，是指在空调房间内为保证某种特定的气流流型，满足空间系统的要求，提高空调系统的经济性而采取的技术措施。6.4空调系统1.常见的空调送风方式空调房间常用的送风方式，按其特点可以归纳为侧向送风、孔板送风、散流器送风、条缝送风、喷口送风等。(1)侧向送风简称为侧送，是一种最常用的气流组织方式，具有结构简单、布置方便和节省投资等特点。图6-14侧送方式气流组织图6.4空调系统(2)孔板送风是将空气送入房间顶棚上面的稳压层中，在稳压层的作用下，通过顶棚上的大量小孔均匀地送入房间。图6-15百叶式送风口a)单层百叶风口b)双层百叶风口6.4空调系统图6-16全面孔板送风a)下送单向流b)不稳定流(3)散流器送风散流器是装在顶棚上的一种送风口，有平送和下送两种方式。6.4空调系统图6-17散流器结构a)盘式b)圆形直片式c)流线型(4)喷口送风其是大型体育馆、礼堂、剧院、通用大厅以及高大空间的工业厂房或公用建筑等常用的一种送风方式，如图6-18所示。6.4空调系统图6-18喷口送风6.4空调系统图6-19条缝送风口a)条缝型散流器b)单面送风口(5)条缝送风其属于扁平射流，与喷口送风相比，射程较短，温差与速度衰减较快。6.4空调系统2.回风口空调房间的气流流型主要取决于送风口，而回风口位置对气流的流型和区域温差影响较小。6.4.3空调制冷的基本原理制冷就是使自然界的某物体或某空间达到低于周围环境温度并使之维持这个温度。1.压缩式制冷系统图6-20压缩式制冷原理图6.4空调系统(1)压缩式制冷的基本原理压缩式制冷机是利用液体在低温下汽化吸热的性质来实现制冷的。(2)压缩式制冷的主要设备实际制冷系统除上述四大主要设备外，还有一些辅助设备，如油分离器、贮液器及自控仪表、阀件等。1)压缩机。2)冷凝器。3)蒸发器。2.热力吸收式制冷系统吸收式制冷是以消耗热量来达到制冷的目的。6.4空调系统图6-21简单吸收式制冷原理图1—发生器2—冷凝器3—蒸发器4—吸收器5—膨胀阀6—泵7—节流阀6.4空调系统6.4.4空气处理和空调机房对于空气调节系统来说，一个完整的空气调节全过程是由空气处理全过程及送入房间的空气状态变化过程组成。1.空气加热与冷却(1)加热当空气温度低于要求的送风温度时，需要对空气进行加热。(2)冷却当空气温度高于要求的送风温度时，需要对空气进行冷却。(3)常用的加热与冷却设备1)表面式换热器。2)喷水室。3)电加热器。6.4空调系统2.空气加湿与减湿(1)加湿当空气湿度小于要求的送风湿度时，需要对空气进行加湿处理。(2)减湿当空气湿度高于要求的送风湿度时，需要对空气进行减湿处理。(3)常用的加湿与减湿设备1)喷蒸汽加湿器。2)电加湿器。①电热式加湿器是由管状电热元件置于水槽中做成的。电热元件通电后加热水至沸腾产生蒸汽。这种加湿器均有补水装置，以免断水空烧。电热式加湿器有开式与闭式两种。闭式加湿器调节性能优于开式加湿器，但构造比较复杂。6.4空调系统②电极式加湿器是由三根不锈钢棒或镀铬棒作为电极插入水容器中组成。电极接通三相电源后，电流从水中流过，加热水产生蒸汽。3)冷冻除湿机。3.空气的净化空气中的尘埃不仅对人体的健康不利，而且还会影响室内环境的清洁以及生产工艺的正常运行。4.空调机房在集中式、半集中