第3章 建筑通风与空调系统

第3章建筑通风与空气调节系统本章要求熟悉通风、空调的任务；掌握自然通风和机械通风的方式；掌握室外进风口和排风口形式；掌握矩形和圆形风道的特点，熟悉常用风道的材料特性；能识读通风空调工程施工图纸；掌握风道、通风空调工程的安装方法。第一节建筑通风与空气调节系统概述一．建筑通风的任务通风将被污染的空气直接或经净化后排出室外，把新鲜空气补充进来，使室内达到符合卫生标准及满足生产工艺的要求。即送风排风两个过程.通风系统不使用循环回风。对送入室内的新鲜空气，不作或仅作简单的加热处理或净化处理。根据需要对排风先净化，或直接排出室内空间。消除工业有害物.如:粉尘:铅粉、镍粉等。有毒有害蒸汽或气体:汞蒸汽、SO2、CO等。余热和余湿:对民用建筑，发热量小污染轻的工业厂房，通常只要求室内空气新鲜清洁，并在一定程度上改善室内空气温、湿度及流速，可通过开窗换气，穿堂风处理即可。二．建筑通风的目的:三、空气调节的任务(ACTasks)保证某一特定空间的空气参数达到所要求的状态。某一特定空间指房间、厂房、剧院、手术室、汽车、火车、飞机等。空气参数指室内适宜的空间环境指标。如温度、湿度、空气流速、清洁度（简称“四度”）。所要求的状态分为舒适性要求的状态、工艺性要求的状态两类。特定空间指房间、厂房等。民用空调例如：对舒适性空调的室内参数总的规定：1．冬季：t=18~22℃,φ=40~60%，υ=0.2m/s2．夏季：t=24~28℃,φ=40~65%,υ=0.3m/s新风量：10~100m3/h·人如办公室50m3/h·人大商场10m3/h·人这是的按其种方式测算出勤率人流量得到的。（人数/h）工艺空调工艺空调，随工艺要求不同而不同。见下表。空调与通风系统的区别与联系？通风系统——送风+排风过程（“换气”）空气调节系统——通风+环境指标（更高一级的通风）第二节建筑通风的分类和主要设备一、建筑通风的分类按动力分：自然通风机械通风按作用范围分：局部通风全面通风（稀释通风）自然通风一定是全面通风。（一）自然通风1.作用原理：借助于自然压力——“风压”，“热压”所形成的室内外空气的密度差为动力促使空气流动。热源利用风压作用的自然通风示意图2.风压作用下的自然通风“风压”：由于室外气流会在建筑物迎风面上造成正压，且在背风面上造成负压，在此压力作用下，室外气流通过建筑物上的门、窗，等孔口，由迎风面进入，室内空气则由背风面或侧面出去。穿堂风3.热压作用下的自然通风：“热压”：由于室内、外温度不同，存在着空气密度的差异，形成室内、外空气重力压差，促使密度大的向下方流动，小的向上方流动——烟囱效应。热源利用热压作用的自然通风示意图高楼效应通过推论得出：室内外作用压差,即“热压”ΔP=Δρgh，所以，ΔP与室内外密度差Δρ成正比，又与上下窗孔高差h成正比。结论：1、上窗孔排风，下窗孔进风。2、室内外作用压差随h的增加而增大，但不是无限的，h有一个最大值，即中和面。热压通风中和面示意图4.风压和热压同时作用下的自然通风：风压和热压同时作用下的自然通风风压和热压同时作用下的自然通风采取的措施：1、在上窗孔（或天窗）外侧设置挡风板。（1）用女儿墙来代替挡风板。（2）作下沉式的天井天窗。2、形成穿堂风。（1）外墙迎风面和背风面窗孔对开。（2）开孔面积占整个外墙总面积的25%以上。3、进风口布置在主导风向的上风侧。4、热设备布置：在天窗下；进风侧，不要挡穿堂风。5、对于多跨车间，做到冷热间跨。天窗外侧设挡风板下沉式的天井天窗穿堂风通风示意双层厂房自然风热源与孔口位置L（2~3）hh多跨车间进、排风（二）机械通风可根据需要来确定，调节通风量和组织气流，确定通风的范围，对进，排风可进行有效的处理，需消耗电能，设备及管道会占具一定空间，初投资也较高。1.全面通风:对整个建筑内房间进行通风换气。系统形式全面机械送风，自然排风全面机械排风，自然进风全面机械送风，机械排风置换通风空气处理室风机风道送风口适用于室内对送风有一定的要求或需控制室内有害物浓度的情况。①全面机械送风，自然排风轴流风机排风机排风口用轴流风机全面排风用离心式风机全面排风②全面机械排风，自然进风③全面送排风排风机送风机空气处理室送风口排风口是一种新型的通风形式，它可使人停留区具有较高的空气品质、热舒适性和通风效率。置换通风器热源④置换通风(2)系统的组成排风系统：室内排风口，风道，（需要时，还应有除尘或吸收装置），风机，室外排风装置；送风系统：室外送风口，风道，（需要时，还应有空气处理装置），风机，室内送风口。(3)气流组织影响全面通风效果好坏的因素：（1）合理的选择全面通风系统。（2）房间的气流组织形式。——合理的布置送、排系统的风口的数量和位置。送、排风口布置原则：（1）就地排出污物。-----排风口（2）布置在主导风向的上风侧。-----送风口（3）把清洁空气直接送入工作地带。---送风口（4）使房间气流均匀，避免形成涡流。全面通风气流组织示意图2.局部通风在有害物或高温气体产生的地点，把它们直接捕获，收集，排放（如排油烟机），或直接向有害物产生地，送入新鲜空气。所需风量小，效果好。局部通风包括局部送风、局部排风系统。①局部排风净化装置工艺设备排风罩排风机②局部送风1．防尘密闭罩和通风柜：可把产生粉尘或有害气体的工艺设备或工艺过程密闭起来，人员在外面通过工作口操作，或通过观察孔观察工艺过程。2．排风罩如果生产条件限制，不允许将工艺设备密封时，就只能在有害源附近设置排风罩。吸气罩：借助机械排风造成负压，把有害物吸气接受罩：利用有害物本身的能量。如热气流的上升作用，把有害物排掉。3．除尘器：用于分离机械排风系统所排出空气中的粉尘，以防止大气污染并回收空气中的有用物质。4．吸收设备：用于消除空气中的有害气体，常采用的有各种吸收塔，活性炭吸附器等。其原理：利用一些溶液表面对某种气体的吸收作用去除这种气体。逆流填料塔，吸收剂，由塔上部喷淋，加湿填料，气体沿填料间隙上升，与填料表面接触而被吸收。5．高空排放受技术条件限制，将未经过处理的或处理不彻底的废气排放到高空，通过在大气中的扩散进行稀释，使降落到地面的有害气体浓度不超过卫生标准中的规定。二、通风系统设备和附件1.室外进排风装置（1）室外进风口图3-11墙壁式和屋顶式进风装置塔式进风口墙壁式和屋顶式进风口直接设在室外空气较清洁的地点；应低于排风口；进风口的下缘距室外地坪不宜小于2m，当设在绿化地带时，不宜小于1m；应避免进风、排风短路。（2）室外排风口伞形风帽锥形风帽室外送风口:①设置在室外较清洁的地点，进风口处的室外空气有害物的浓度应小于室内最高许可浓度的30%;②尽量置于排风口上风侧;③远离排风口;④进风口底部距室外地面不宜小于2m;⑤尽量开在背阴面（北面）（夏季温度低）。室外排风口：设在屋顶或侧墙。侧墙形：加百叶风口屋顶形：百叶风塔形，且加风帽。2、风道（1）形状风道阻力小、消耗材料少，但占据空间多，布置时难以与风道制作简单、能充分利用建筑空间、容易与建筑结构相圆形矩形建筑结构配合，常用于高速送风系统。配合，但材料消耗多，阻力大。（2）材料可防腐蚀、易于加工制作、能承受较高温度。镀锌薄钢板强度高、耐腐蚀、重量轻，用作输送含腐蚀性气体及大量蒸汽玻璃钢的通风系统。耐腐蚀性好，弹性较好，热稳定性较差。聚氯乙烯塑料板有良好的塑性、耐酸性较强，但易被盐酸和碱类腐蚀。铝板不再需要额外的保温，防火性能较好，安装方便。复合玻纤板节省钢材，经久耐用，阻力大，但易漏风，应做好密封。砖、混凝土（3）布置风道布置应与建筑、生产工艺密切配合，尽量短、顺、直；除尘系统的风道宜采用明装圆形钢板风道，应垂直或倾斜敷设；风道上要设置必须的调节和测量装置，其位置应在便于操作和观测的地方；输送高温气体的风道应采用热补偿措施。（4）保温保温材料主要有聚苯乙烯泡沫塑料、超细玻璃棉、玻璃纤维保温板、聚氨酯泡沫塑料等。常用的保温结构由防腐层、保温层、防潮层和保护层组成。（1）离心式风机流量：单位时间内风机所输送的流体体积，单位为m³/h。风机的压头：指单位重量流体通过泵或风机后获得的有效能量。水泵的扬程单位为m，风机的压头单位为Pa。功率：原动机传到风机轴上的功率，称为轴功率；单位时间内流体从风机中所得到的实际能量，称为有效功率，单位为W。效率：指轴功率被流体利用的程度，用有效功率与轴功率的比值表示效率。转速：指风机叶轮每分钟的转数，单位是转/分。离心式风机构造图3、风机（2）轴流式风机由圆筒形机壳、叶轮、进风口、电动机等组成。轴流式风机的叶轮由轮毂和铆在其上的叶片组成，叶片从根部到顶部呈扭曲状态或与轮毂呈轴向倾斜状态，安装角一般不能调节，但大型轴流式风机叶片安装角可调节，从而改变风机的流量和风压。4、室内送排风口c)d)b)a)插板式风口，调整送风口处插板的位置，可调节送风量。孔口直接开设在风道上，依据开孔位置有侧向送风或下向送风。c)d)b)a)c)d)b)a)c)d)b)a)空气分布器，多用于局部送风系统。百叶式送风口，可以在风道上、风道末端或墙上安装，其中双层百叶风口可以调节送风方向和出口气流速度。室内排风口的作用是将室内污浊空气排入排风管道。排风口种类较少，通常做成单层百叶。第四节空气调节系统的组成和分类一、空气调节系统的组成1.空气处理设备2.输送设备3.冷热源4.控制、调节系统空气处理单元风口管道二、空气调节系统分类(TypesforACSystems)1、按空气处理设备的设置分类（1）集中式空调系统：（全风）——中央空调系统（2）半集中式空调系统：如风机盘管、诱导器。（3）分散式（局部式）空调系统：柜式、壁挂式、窗式各自特点?半集中式空气调节系统空调处理单元附件2、按负担室内负荷所用介质分（1）全空气系统（2）全水系统（3）空气—水系统（4）制冷剂系统：（只有分散方式），分体机，窗机。全空气系统全水系统空气－水系统冷剂系统3、按集中式空调系统处理的空气来源分类（1）封闭式系统（2）直流式系统（3）混合式系统舒适性空调的应用——教室舒适性空调的应用——原理对比：洁与脏？？舒适性空调的应用——原理对比：清与浊？？三、常用空气调节系统空气调节所要解决的问题：空气调节（AirConditioning）的意义在于向人们提供适宜的内部空间环境。环境指标：温度、湿度、空气流速、清洁度（简称“四度”）及压力、噪声、气味等集中式空调系统（典型的全空气系统）1.一次回风式空调系统概念：空调系统的回风与室外新风在喷淋室（或空气冷却器）前混合一次，称一次回风式系统。2.二次回风式空调系统概念：空调系统的回风与室外新风在喷淋室前混合并经喷雾处理后，再次与回风混合，称二次回风式系统。半集中式空调系统半集中式空调系统是在尽量发挥集中式和局部式两类空调系统的优点、克服其缺点的基础上发展起来的。它既有集中的冷热源供应系统，也由分散于各个空调区域的空气处理末端设备。按末端设备工作原理的不同可分为：风机盘管系统和诱导空调系统.卧式风机盘管立式风机盘管嵌入式风机盘管分散式空气调节系统1.制冷原理低温低压冷剂气体高温高压冷剂气体低温低压冷剂液体冷剂液体风机循环风风机循环风2.分类按容量大小分窗式挂式柜式等按冷凝器冷凝方式分水冷式风冷式按供热方式分普通式-冬季电热供暖热泵式—四通阀转换按机组的整体性分整体式分体式一配一一拖2、3….VRV空调系统第五节空气处理设备一、空气的组成空气多种气体：N2、O2、CO2等气体—干空气水蒸气湿空气二、典型的空气处理设备（一）加热设备包括1、表面式换热器光管式肋管式2、电加热器作用：①升温②纯降温③降温、除湿包括表面式冷却器水冷式直接蒸发式（制冷剂系统。少用。）喷水室—制冷设备制得。（二）冷却设备作用：①升温加湿②降温除湿（三）加湿设备包括蒸汽加湿器电加湿器电热式电极式喷水室加湿（三）加湿设备1、蒸汽加湿—干蒸汽喷管蒸汽在管网压力作用下，由供汽管的小孔喷出，（需要由集中热源提供蒸汽）（四）除湿设备包括加热通风法（含湿量-，空气温度升1度，减小约5%冷冻除湿机：LICL转