第8章-工业与民用建筑的通风

2019/12/191第8章工业与民用建筑的通风建筑工程学院市政工程系2019/12/192主要讲述全面通风系统局部通风系统自然通风及通风系统中的主要设备。一、本章的主要内容第五章室内气流分布2019/12/1938.1工业与民用建筑中的污染物2019/12/1948.1.1污染物的一般概念1、污染物的分类空气中的污染物按其状态来分有气体、蒸汽、固体粒子和液体粒子。气体污染物：满足理想气体状态方程式的气体。蒸汽污染物：接近凝结状态、不满足理想气体状态方程的气体。粒子污染物：悬浮于空气中的固体和液体粒子。8.1工业与民用建筑中的污染物2019/12/195粉尘：粒径在1~100μm，由研磨破碎等人为产生和风化、崩溃、刮风等自然产生凝结固体烟雾：金属融化形成的气体在空气中冷固体粒子凝成固体烟雾，粒径在0.1~1μm（铅烟雾、铁烟雾、锌烟雾）烟：木材、纸、布、煤、油等燃烧产物，粒径大约在0.5μm以下雾：大气中水蒸气的凝结粒子，粒径在5~50μm8.1工业与民用建筑中的污染物注意：一般认为粒径小于10um的粒子对人体有害。(可吸入颗粒物)2019/12/1962.污染物的发生量8.1工业与民用建筑中的污染物定义：单位时间内产生的污染物质量或体积。空气中污染物浓度反应了空气被污染的程度，用它来作为污染物的控制指标。浓度的表示方法：对于气体或蒸汽污染物，可用污染物与空气的体积比作浓度，如ppm，ppb或%；或用单位体积中污染物的体积；或用单位体积中污染物的质量；对于粒子污染物，浓度可表示为g/m3，mg/m3，μg/m3。2019/12/197换算关系：温度为25摄氏度，压力为760mmHg时：8.1工业与民用建筑中的污染物2019/12/1988.1.2.工业中的污染物8.1工业与民用建筑中的污染物工业建筑中的主要污染物是伴随生产工艺工程产生的，不同的生产过程有着不同的污染物。铸造车间热处理车间表面处理车间焊接车间油漆车间机械加工车间棉纱织厂水泥工业现代工业的工艺过程：2019/12/1998.1.3民用建筑中的污染物1、民用建筑中的污染物的来源：人、宠物、人的活动、建筑物所用的材料、设备、日用品、室外空气等等。8.1工业与民用建筑中的污染物2、污染物的主要成分：二氧化碳、一氧化碳、可吸入颗粒物、病原微生物、烟卷烟气、氮氧化物、甲醛、放射性气体氡、石棉或玻璃纤维、挥发性有机化合物和气味等。2019/12/19108.2室内空气品质的评价与必需的通风量2019/12/19118.2.1室内空气品质的评价8.2室内空气品质的评价与必需的通风量空气品质直接影响到人体的健康，为保证一个良好的空气品质，首先必需控制室内的污染物浓度不超过允许浓度。需要控制的五种主要污染物：a.可吸入颗粒：空气中悬浮颗粒b.甲醛：挥发性有机化合物c.CO：室内燃烧器具的污染物d.CO2：人体生物散发物e.细菌总数：微生物及其产生的代谢物相关标准：《室内空气品质标准》、《公共常所卫生标准》2019/12/1912污染物单位标准值备注可吸入颗粒mg/m30.15日平均值甲醛mg/m30.11h平均值COmg/m3101h平均值CO2%0.1日平均值细菌总数cfu/m32500撞击法测定《室内空气质量标准》规定的上述5种污染物的标准值：可接受的室内空气品质(美国采暖制冷工程师学会)：室内已知的污染物没有达到权威机构所确定的有害浓度，处于该环境中的绝大多数（≥80%）人员没有感到不满意。8.2室内空气品质的评价与必需的通风量2019/12/19138.2.2必需的通风量室内所需的通风量应根据稀释室内污染物达到标准规定的浓度的原则来确定。以人群活动为主的建筑用稀释人体散发的CO2来确定必需的通风量——人员所需的最小新风量。人体的CO2发生量与人体代谢率有关，即：式中q——每个人的CO2发生量，L/s；M——新陈代谢率，W/m2；Ap——人体表面积，m2对于一个标准的中国男人，Ap平均为1.69m2，其CO2发生量为8.2室内空气品质的评价与必需的通风量2019/12/1914稀释CO2所需要的通风量按下节所述的稳定状态稀释方程来计算，即：8.2室内空气品质的评价与必需的通风量2019/12/1915根据式（8-2）和式（8-3）可算出不同活动量每人说需的新风量，列于表8-1中：8.2室内空气品质的评价与必需的通风量2019/12/1916规定的新风标准：如影剧院、音乐厅、录像厅、体育馆、商场、书店、餐厅等为20m3/（h·p）；办公室、游艺厅、舞厅等为30m3/（h·p）；旅馆客房3~5星级为30m3/（h·p）。对室内允许吸烟的场所，按稀释香烟的烟气来确定新风量。表8-2给出了吸烟者必需的新风量。【注】表中假定每天香烟消耗在13h中，稀释每支香烟需20m3新风量8.2室内空气品质的评价与必需的通风量2019/12/19178.2.3民用建筑房间（区域）通风量的确定8.2室内空气品质的评价与必需的通风量按照我国的设计规范规定，保证室内品质的通风量根据房间（区域）内的人数和国家卫生标准规定的每人所需新风量来确定，即房间（区域）新风量等于人数乘每人新风量。欧洲标准化组织的prENV1752《建筑物通风：保证室内环境的设计原则》、美国ASHRAE标准62.1——2004《可接受室内空气品质的通风》，规定房间的通风量分别根据室内人数和房间（区域）的地面面积来确定。2019/12/19188.3全面通风和稀释方程2019/12/19198.3.1全面通风稀释方程8.3全面通风和稀释方程全面通风又称稀释通风，它的原理：使用一定量的清洁空气送入房间，稀释室内污染物，使其浓度达到卫生规范的允许浓度，并将等量的室内空气连同污染物排到室外。稀释通风的模型，设房间内有一污染源，污染物的发生量为（g/s）；房间通风量为（m3/s），其污染物的浓度为co（g/m3），送入房间的空气与室内产生的污染物充分混合，同时从房间向室外排除与通风量等量的空气及室内污染物的发生量。.Qp1.全面通风.V2019/12/1920根据上述模型可以列出室内污染物随时间变化的全面通风微分方程。解此微分方程，得到如下的全面通风稀释方程：()[1exp()]exp()vvPoirrvVVQcccVVVττ式中Vr—房间的容积，m3；τ—时间，s。当τ→∞时，上式可写成：c=/ovPcQV（8-4）（8-5）8.3全面通风和稀释方程污染物的发生量房间通风量污染物的浓度为co房间污染物的初始浓度为ci2019/12/1921式（8-5）为稳定状态的稀释方程，其表明，当经过很长时间后，室内的污染物浓度与室内的初始浓度ci无关，为一定值。当≥4时，exp（-4）=0.0183，可以认为室内污染物浓度已趋于稳定。通风空调工程中，一般用稳定稀释方程进行计算，且常利用该公式计算在已知污染物浓度发生量及室内允许浓度下的通风量，式（8-5）可写为：vrVVτPvoQVcc8.3全面通风和稀释方程2019/12/19222.换气次数定义：每小时的通风量与房间容积之比，单位为h-1（次/h），用n表示。3600vVnV换气次数n表示房间的空气在1h更换了n次，或每小时的通风量等于房间容积的n倍。换气次数越大，稳定时间越短。8.3全面通风和稀释方程2019/12/19238.3.2.利用通风方法消除余热和余湿产生大量余热或余湿的建筑物，一般不采用空调来降温除湿，而是利用通风的办法来进行降温除湿。？将室内余热、余湿看做污染物，利用全面通风来消除。式（8-6）写为：8.3全面通风和稀释方程2019/12/19248.3.3通风效率通风效率：又称混合效率，定义为实际参与稀释的风量与送入房间通风量之比，即：——为未参与稀释污染物而直接从排风口排出的风量，m3/s。——为送入房间的风量——假设在房间虚线下与污染物充分混合的风8.3全面通风和稀释方程2019/12/1925考虑通风效率后，实际稀释污染物的风量为，式（8-4）、（8-5）、（8-6）写为：EvVv8.3全面通风和稀释方程2019/12/1926上式c为房间下部（工作区）送入空气与污染物很好混合后的浓度。此时ce≠c，稳定状态下有：代入式（8-13）中，得c0=0时，上式可写成8.3全面通风和稀释方程2019/12/19278.3.4房间内有多种污染物的通风量1.房间有多种污染物时，如何确定通风量：首先先判别各种污染物对人体危害的相关性。如果两种污染物都对人体某器官都有危害作用，应认为这两种污染物的毒性有叠加作用；否则它们是单独作用而无叠加作用。⑴各种污染物单独作用室内有多种单独作用（无叠加作用）的污染物时，应根据每一种污染物的发生量及允许浓度分别求出通风量，取其中最大者作为该房间的通风量。8.3全面通风和稀释方程2019/12/1928⑵各种污染物有叠加作用室内有多种污染物，其发生量分别为他们允许浓度分别为，设室外空气无污染物，房间通风量为，则每种污染物浓度为：由于污染物的叠加作用，各种污染物需满足：8.3全面通风和稀释方程最小通风量等于稀释每种污染物的通风量之和。未考虑可能存在污染物相互增强的作用。2019/12/19298.4全面通风系统2019/12/19308.4全面通风系统8.4.1概述全面通风机械通风自然通风机械送风系统机械排风系统2019/12/1931系统组合方式：既有机械送风系统，又有机械排风系统;只有机械排风系统，室外空气靠门窗自然渗入;机械送风系统和局部排风系统相结合机械送风系统与机械排风、局部排风系统相结合机械排风系统与空调系统相结合机械送风系统与空调系统相结合8.4全面通风系统2019/12/19328.4.2机械送风系统8.4全面通风系统2019/12/19338.4.3机械排风系统8.4全面通风系统2019/12/19348.4.4空调建筑中的通风1.病态建筑：如果一栋建筑内有20%以上的人员出现有关的SBS（病态建筑综合症），则认为该建筑为“病态建筑”。2.解决通风不足的方法⑴空气—水系统：设专门的新风系统，给各房间送新风，以承担建筑的通风和改善空气品质的任务。⑵全空气系统：引入室外新风，与回风共同处理后送入室内，稀释室内的污染物。注：全空气系统中风量分配根据负荷来进行分配，由于房间负荷的不均匀可能导致有些房间新风不足，空气品质下降，解决新风不足必须加大新风比例。8.4全面通风系统2019/12/1935加大新风比：各房间的新风量分别为，各房间新风之和为：12...ooonMMM8.4全面通风系统2019/12/19368.5局部通风系统与事故通风2019/12/19378.5局部通风系统与事故通风8.5.1局部排风系统局部排风是直接从污染源处排除污染物的一种局部通风方式。当污染物集中于某处发生时，局部排风是最有效的治理污染物对环境危害的通风方式。2019/12/1938当排风温度较高，且危害性不大时可以不用风机输送，而靠热压和风压进行排风，这种系统称为局部自然排风系统。其划分原则遵循如下原则：⑴污染物性质相同或相似，工作时间相同且污染物散发点相距不远时，可合为一个系统。⑵不同污染物相互可产生燃烧、爆炸、或生成新的毒害性更大或腐蚀性污染物、或易使蒸汽凝结并举及粉尘时，不应合为一个系统，应各自成独立系统。⑶排除有燃烧、爆炸或腐蚀的污染物时，应当各自单独设立系统，并且系统应有防止燃烧爆炸或腐蚀的措施。⑷排除高温、高湿气体时，应单独设置系统，并有防止结露和排除凝结水的措施。8.5局部通风系统与事故通风2019/12/19398.5.2局部送风系统我国规范（GB50019—2003采暖通风与空调设计规范）规定，当车间中操作点的温度达不到卫生要求时，应设置局部排风。局部排风实现对局部地区降温，而且增加空气流速，增强人体对流和蒸发散热，以改善局部地区的热环境。8.5局部通风系统与事故通风2019/12/1940夏季需对新风进行降温处