建筑设备第9章-通风讲解

建筑设备工程建筑工程系第九章通风§9－1建筑通风概述•建筑通风的任务和意义任务：把室内被污染的空气直接或净化后排至室外，把新鲜空气补充进来。•意义：改善室内的空气环境•满足人体舒适需要•保证产品质量•促进生产发展•防止大气污染9.1建筑通风概述•9.1.1建筑空间空气的卫生条件•（1）空气温度、湿度和流速•（2）空气中有害物浓度、卫生标准和排放标准•（3）通风工程中的空气设计参数•9.1.2建筑通风系统的分类•（1）自然通风：有组织的自然通风和无组织的自然通风•（2）机械通风•（3）全面通风：全面送风和全面排风•（4）局部通风图9.1风压作用的自然通风图9.2热压作用的自然通风图9.3利用风压和热压的自然通风图9.4管道式自然通风自然通风的影响因素（建筑门窗）•柳孝图《建筑物理》•89页图5－9开口位置对室内空气流动的影响开口高低对室内空气流动的影响•柳孝图《建筑物理》•90页图5－10水平遮阳对室内气流组织的影响•柳孝图《建筑物理》•90页图5－12不同窗户形式对室内气流的影响室内气流的调节绿化的导风作用•（2）机械通风图9.5全面机械排风（自然送风）图9.6全面机械送风（自然排风）1—进风口；2—空气处理设备；3—风机；4—风道；5—送风口图9.7全面通风图9.8局部送风系统示意图•（3）局部通风•1）局部送风•2）局部排风图9.9局部排风系统示意图•9.2.3局部通风系统的组成与设计要求•（1）局部送风系统图9.11局部机械吹风系统•（2）局部排风系统•1）密闭式图9.12密闭式排风罩•2）柜式（通风柜）图9.13柜式排风罩图9.14外部吸气排风罩•3）外部吸气式•4）吹吸式•5）接受式•（3）局部排风的净化和除尘•1）有害气体的净化处理•①燃烧法•②吸附法•③吸收法•④冷凝法•2）除尘•①粉尘的性质•粉尘的密度•粉尘的粘附性•粉尘的粒径分布•②除尘方法及设备•除尘方法有湿法防尘、除尘系统和通风排气系统。•除尘设备机械除尘器类、过滤除尘器类、湿式除尘器类、电除器类图9.15重力沉降室图9.16惯性除尘器图9.17旋风除尘器图9.18冲激式除尘器1—含尘气体进口；2—净化气体出口；3—挡水板；4—溢流箱5—溢流口；6—泥浆斗；7—刮板运输机；8—ｓ型通道图9.19喷淋塔9.2全面通风的计算•9.2.1确定方法简述•1.为稀释有害物所需的通风量•减少室内有害物浓度的并使其达到要求值所需的通风量L的计算式：pskxLyy2.为消除余热所需的通风量psQLctt3.为消除余湿所需的通风量当室内散发有害蒸汽和气体时，全面通风量应按各种气体分别稀释至容许浓度所需空气量的总合计算，当室内同时放散余热，余湿时，全面通风量按其中所需最大的空气量计算。当散入室内有害物数量无法具体计算时，全面通风量可按类似房间换气次数的经验数据进行计算。换气次数n是指通风量L(m3/h)与房间体积V(m3)的比值，即n=L/VpsWLdd•n是换气次数，见表9.3。对于一般居住及公共建筑，当散入室内的有害气体量无法具体确定时，全面通风量可按房间的换气次数估算L=nV（9-5）•9.2.1全面通风的气流组织图9.10全面通风气流组织示意图9.2.1全面通风的气流组织全面通风的效果不仅与全面通风量有关，还与通风房间的气流组织有关。上送下排图8.4全面通风房间的气流组织示意图风机操作区生产工作设备台有害物种上下送两边排下送上排上送下排左送右排图8.4全面通风房间的气流组织示意图风机操作区生产工作设备台有害物种上下送两边排下送上排上送下排左送右排工程设计中，通常采用以下的气流组织方式：(1)如果散发的有害气体温度比周围气体温度高，或受车间发热设备影响产生上升气流时，无论有害气体浓度大小，均应采用下送上排的气流组织方式。(2)如果没有热气流的影响，散发的有害气体密度比周围气体密度小时，应采用下送上排的方式；比周围空气密度大时，应从上下两个部位排出，从中间部位将清洁空气直接送至工作地点。(3)在复杂情况下，要预先进行模拟实验，以确定气流组织方式。因为通风房间内有害气体浓度分布除了受对流气流影响外，还受局部气流、通风气流的影响。9.2.3空气质量平衡和热量平衡1.空气质量平衡单位时间进入室内的空气质量应和同一时间内排出的空气质量保持相等。即通风房间的空气质量（kg/s）要保持平衡，这就是空气平衡。空气平衡的数学表达式为Gjj+Gzj=Gjp+Gzp在工程实际中为满足各类通风房间及邻室的卫生要求，常利用无组织自然渗透通风措施，使洁净度要求较高的房间维持正压，使机械送风量略大于机械排风量(5%～10%)，使污染严重的房间维持负压，使机械送风量小于机械排风量(10%～20%)，用自然渗透通风来补偿以上两种情况的不平衡部分。2.热平衡热平衡是指室内的总得热量和总失热量相等，以保持车间内温度稳定不变，即Qd=Qs车间总得热量包括很多方面，如生产设备散热、产品散热、照明设备散热、采暖设备散热、人体散热、自然通风得热、太阳辐射得热及送风得热等。车间的总体热量为各得热量之和。车间的总失热量同样包括很多方面，有维护结构失热、冷材料吸热、水分蒸发吸热、冷风渗入耗热及排风失热等。•9.3.1自然通风的作用原理质量流量G为•（1）风压作用下的自然通风•风向一定时，建筑物外围结构上各点的风压值•通过窗孔的空气体积流量L9.3自然通风图8.20建筑物四周的空气分布图8.21热压作用下的自然通风•（2）热压作用下的自然通风•窗孔b的内外压力差•若以中和面作基准，则有中和面余压ΔP0=0，各窗孔的余压为图8.22余压分布规律•（3）热压和风压同时作用下的自然通风•窗孔a的内外压差:•窗孔b的内外压差:图8.23风压和热压同时作用下的自然通风•9.3.2自然通风的计算•1）计算室内所需的全面通风换气量图8.24进风有效系数β值•2）确定进、排风窗孔的位置•分配各窗孔的进、排风量。•3）计算各窗孔的内外压差和窗孔面积•在热压的作用下，窗孔a和b的面积Fa、Fb分别为•室内平均温度•根据空气量平衡方程La＝Lb可得9.3.4进风窗、避风天窗与风帽1.进风窗的布置与选择自然通风进风窗的标高应根据其使用的季节来确定：夏季通常使用房间下部的进风窗，其下缘距室内地坪的高度一般为0.3m～1.2m，这样可使室外新鲜空气直接进入工作区；冬季通常使用车间上部的进风窗，其下缘距地面不宜小于4.0m，以防止冷风直接吹向工作区。对于单跨厂房进风窗应设在外墙上，在集中供暖工地区最好设上、下两排。2.避风天窗普通天窗往往在迎风面上发生倒灌现象，为了稳定排风，需要在天窗外加设挡板或采取特殊构造形式的天窗，以使天窗的排风口在任何风向时都处于负压区，这种天窗称为避风天窗。图8.16下沉式天窗图8.15矩形避风天窗1-挡风板；2-喉口21矩形避风天窗1.挡风板2.喉口图8.16下沉式天窗图8.15矩形避风天窗1-挡风板；2-喉口21图8.16下沉式天窗图8.15矩形避风天窗1-挡风板；2-喉口21下沉式天窗其部分屋面下凹，利用屋架本身的高差形成低凹的避风区。这种天窗无须专设挡风板和天窗架，其造价低于矩形天窗，但是不易清扫。(a)(b)图8.17曲、折线型天窗（尺寸单位：m)(a)折线型天窗;(b)曲线型天窗曲(折)线形天窗(尺寸单位：m)(a)折线形天窗(b)曲线形天窗(a)(b)图8.17曲、折线型天窗（尺寸单位：m)(a)折线型天窗;(b)曲线型天窗挡风板的形状为折线或曲线形。与矩形天窗相比，其排风能力强、阻力小、造价低、质量轻。（3）避风风帽避风风帽就是在普通风帽的外围增设一周挡风圈。（4）通风屋顶通风屋顶是在一般的屋顶上架设通风间层而成的图9.29各建筑物之间避风天窗的比例关系图9.30各建筑物之间风帽的有关尺寸9.3.5建筑设计与自然通风的配合1.建筑形式的选择(1)以自然通风为主的热车间，为增大进风面积，应尽量采用单跨厂房。(2)余热量较大的厂房应尽量采用单层建筑，不宜在其四周建筑坡屋；否则，宜建在夏季主导风向的迎风面。(3)如果车间内无高大障碍物阻挡，也不放散大量的粉尘和有害气体，且迎风面和背风面的开孔面积占外墙面积的25%以上时，尽可能采用“穿堂风”的通风方式。(4)热加工厂房的平面布置，应尽可能采用“L”形、“”形或“”形等形式，不宜采用“”形或“”形布置。•（2）建筑形式的选择图8.31多跨中间的自然通风图8.32开敞式穿堂风图图8.33上、下开敞式和侧窗式穿堂风图8.34热源在车间内的布置•（3）车间内工艺设备的布置与自然通风9.4通风系统的主要设备和构件9.4.1风机1.离心风机和轴流风机的结构原理413572863图8.21离心风机构造示意图1-叶轮；2-机轴；3-叶轮；4-吸气口；5-出口；6-机壳；7-轮毂；8-扩压环图8.21离心风机构造示意图1.叶轮2.机轴3.叶轮4.吸气口5.出口6.机壳7.轮毂8.扩压环3214图8.22轴流风机的构造简图1-圆筒形机壳；2-叶轮；3-进口；4电动机图9.22轴流风机的构造简图1.圆筒形机壳2.叶轮3.进口4.电动机2.风机的基本性能参数(1)风量(L)—是指风机在标准状况下工作时，在单位时间内所输送的气体体积，称为风机风量，以符号L表示，单位为m3/h；(2)全压(或风压P)—是指每m3空气通过风机应获得的动压和静压之和，Pa；(3)轴功率(N)—是指电动机施加在风机轴上的功率，kW；(4)有效功率(Nx)—是指空气通过风机后实际获得的功率，kW；(5)效率(η)—风机的有效功率与轴功率的比值；(6)转数(n)—风机叶轮每分钟的旋转数，r/min。3.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，选择不同类型的风机。(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。由于风机的磨损和系统不严密处产生的渗风量，应对通风系统计算的风量和风压附加安全系数。即L风机=(1.05～1.1)LP风机=(1.10～1.15)P按照L风机和P风机两个参数来选择风机。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。•9.4.3风道•风道的材料、形状及保湿•风道常用薄钢板、塑料、胶合板、纤维板、钢筋混凝土、砖、石棉水泥、矿渣石膏板等制成。•风道的断面形式为矩形或圆形。•（2）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。•（3）风道的水力计算•①根据通风系统平面布置图绘制系统轴侧图•②选择风道的各管段的流速值•③计算各管段的断面积F•④求出计算管路的阻力损失•⑤对并联管路进行阻力平衡•⑥求出最不利计算管路的总阻力损失，并以此值来选择风机的型号和规格。•（4）阀门•常用的阀门有插板阀、蝶阀。图8.38插板阀构造示意图•9.4.3室内送、排风口图9.35两种最简单的送风口（a）风管侧送风口（b）插板式送、吸风口图9.36百叶式送风口（a）单层百叶风口（b）双层百叶风口图9.37空气分布器9.4.4送、排风装置•（1）室外进风装置图9.40塔式室外进风装置（a）墙壁式（b）屋顶式图9.41墙壁式和屋顶式进风装置•（2）室外排风装置图8.42室外排风装置•室内送、排风口图9.35两种最简单的送风口（a）风管侧送风口（b）插板式送、吸风口图9.36百叶式送风口（a）单层百叶风口（b）双层百叶风口图9.39蝶阀构造示意图（a）圆形（b）方形（c）矩形9.5.1阀门常用的阀门有插板阀、蝶阀1.插板阀：多用于风机出口和主干风道处做开关。2.蝶阀•9.5高层建筑的防火排烟•防火排烟的重要性:•火灾时会产生大量的有毒烟气，并释放出大量的热，并消耗大量的氧气•火灾死亡人数的50％以上是由烟气熏死的，烟气中含有CO、CO2、HCl等•烟气有遮光作用，能见度下降•为保障建筑内人员的安全疏散并有利于消防扑救工作，要设置防烟、排烟装置•防排烟设置范围:•凡建筑高度超过24米的高层民用建筑及其相连的且