建筑設備第8章(通風)

第8章通風8.1.1建筑(jiànzhù)通風的任務8.1建筑(jiànzhù)通風概述建筑通風的任務是使新鮮空氣連續(xù)不斷地進入建筑物內(nèi)，并及時排出生產(chǎn)和生活中的廢氣和有害氣體。工業(yè)通風的任務就是控制生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵、有害氣體、高溫、高濕，并盡可能對污染物回收，化害為寶，防止環(huán)境污染，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境和大氣環(huán)境。一般必須綜合采取防止工業(yè)有害物的各種措施，才能達到衛(wèi)生標準和排放標準的要求。1精品資料8.1.2空氣的參數(shù)和衛(wèi)生條件空氣的速度、溫度、濕度氣流流速過大會引起吹風(chuīfēng)感，氣流流速過小會有悶氣、呼吸不暢感。氣流流速的大小還直接影響到人體皮膚與外界環(huán)境的對流換熱效果，流速加快對流換熱速度也加快，氣流流速減慢對流換熱速度也減慢。人體與周圍環(huán)境之間存在著熱量傳遞，它與人體的表面溫度、環(huán)境溫度、空氣流動速度、人的衣著厚度、勞動強度及姿勢等因素有關(guān)。人體在氣溫較高時需要更多的水分蒸發(fā)，相對濕度的設計極限應該從人體生理需求和承受能力來確定。2精品資料2.空氣中有害物濃度、衛(wèi)生標準和排放標準有害物對人體的危害不但取決于有害物的性質(zhì)，還取決于有害物在空氣中的含量。單位(dānwèi)體積空氣中的有害物含量稱為濃度，濃度越大危害也越大。有害蒸汽或氣體的濃度有兩種表示方法，一是質(zhì)量濃度，一是體積濃度。8.1.3通風方式1.按照通風系統(tǒng)作用范圍可分為全面通風和局部通風2.按照通風系統(tǒng)的作用動力可分為自然通風和機械通風8.2機械通風8.2.1全面通風3精品資料圖8.1全面機械送風(自然排風)1.進風口2.空氣處理設備3.風機(fēnɡjī)4.風道5.送風口

4精品資料圖8.2全面機械排風(自然(zìrán)送風)

5精品資料事故通風；置換通風是新鮮的空氣直接(zhíjiē)進入工作區(qū)，并在地板上形成一層較薄的“空氣湖”。置換通風的主導氣流是由室內(nèi)熱源產(chǎn)生向上的對流氣流，送風速度較小，對室內(nèi)主導氣流無任何實際的影響。底部風口送出的新鮮空氣首先通過人體，余熱和污染物在浮力及氣流組織的驅(qū)動力作用下向上運動，所以，置換通風能在室內(nèi)工作區(qū)提供良好的空氣品質(zhì)。8.2.2全面通風量的確定1.為稀釋有害物所需的通風量 (8-2)6精品資料2.為消除余熱(yúrè)所需的通風量3.為消除余濕所需的通風量當室內(nèi)散發(fā)有害蒸汽和氣體時，全面通風量應按各種氣體分別稀釋至容許濃度所需空氣量的總合計算，當室內(nèi)同時放散余熱，余濕時，全面通風量按其中所需最大的空氣量計算。當散入室內(nèi)有害物數(shù)量無法具體計算時，全面通風量可按類似(lèisì)房間換氣次數(shù)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行計算。換氣次數(shù)n是指通風量L(m3/h)與房間體積V(m3)的比值，即n=L/V7精品資料8.2.3空氣質(zhì)量平衡和熱量平衡1.空氣質(zhì)量平衡單位時間進入室內(nèi)的空氣質(zhì)量應和同一時間內(nèi)排出的空氣質(zhì)量保持相等。即通風房間的空氣質(zhì)量（kg/s）要保持平衡，這就是(jiùshì)空氣平衡?？諝馄胶獾臄?shù)學表達式為Gjj+Gzj=Gjp+Gzp 在工程實際中為滿足各類通風房間及鄰室的衛(wèi)生要求，常利用無組織自然滲透通風措施，使?jié)崈舳纫筝^高的房間維持正壓，使機械送風量略大于機械排風量(5%～10%)，使污染嚴重的房間維持負壓，使機械送風量小于機械排風量(10%～20%)，用自然滲透通風來補償以上兩種情況的不平衡部分。8精品資料2.熱平衡熱平衡是指室內(nèi)的總得熱量和總失熱量相等，以保持車間內(nèi)溫度穩(wěn)定不變，即 Qd= Qs 車間總得熱量包括很多方面，如生產(chǎn)設備散熱、產(chǎn)品散熱、照明設備散熱、采暖設備散熱、人體散熱、自然通風得熱、太陽輻射得熱及送風得熱等。車間的總體熱量為各得熱量之和。車間的總失熱量同樣包括很多方面，有維護結(jié)構(gòu)失熱、冷材料吸熱、水分蒸發(fā)吸熱、冷風滲入(shènrù)耗熱及排風失熱等。9精品資料8.2.4全面通風的氣流組織全面通風的效果不僅與全面通風量有關(guān)(yǒuguān)，還與通風房間的氣流組織有關(guān)(yǒuguān)。上送下排10精品資料11精品資料12精品資料13精品資料14精品資料工程設計中，通常采用以下的氣流組織方式：(1)如果散發(fā)的有害氣體溫度比周圍氣體溫度高，或受車間發(fā)熱設備影響產(chǎn)生上升氣流時，無論有害氣體濃度大小，均應采用下送上排的氣流組織方式。(2)如果沒有熱氣流的影響，散發(fā)的有害氣體密度比周圍氣體密度小時，應采用下送上排的方式；比周圍空氣密度大時，應從上下兩個部位排出，從中間部位將清潔空氣直接送至工作地點。(3)在復雜情況下，要預先進行模擬實驗，以確定氣流組織方式。因為通風房間內(nèi)有害氣體濃度分布除了受對流(duìliú)氣流影響外，還受局部氣流、通風氣流的影響。15精品資料8.2.5局部通風局部送風是將符合要求的空氣輸送、分配給局部工作區(qū)，適用(shìyòng)于產(chǎn)生有害物質(zhì)的廠房。局部排風是將有害物質(zhì)在產(chǎn)生的地點就地排除，并在排除之前不與工作人員相接觸。局部排風系統(tǒng)由排風罩、風管、凈化設備和風機等組成。局部(júbù)送風系統(tǒng)示意圖16精品資料局部排風(páifēnɡ)系統(tǒng)示意圖17精品資料凈化(jìnghuà)處理設備1)電除塵器18精品資料2)旋風(xuànfēng)除塵器旋風(xuànfēng)除塵器利用氣流旋轉(zhuǎn)過程中作用在塵粒上的慣性離心力，使塵粒從氣流中分離的。3)濕式除塵器濕式除塵器是通過含塵氣體與液滴或液膜的接觸使塵粒從氣流中分離的。4)過濾式除塵器

19精品資料8.3自然通風8.3.1自然通風系統(tǒng)的形式1)有組織的自然通風空氣是通過建筑圍護結(jié)構(gòu)的門、窗孔口進出房間的，可以通過設計計算獲得需要的空氣量，也可由通風管上的調(diào)節(jié)閥門以及窗戶的開度控制風量的大小，因此成為有組織的自然通風。2)管道式自然通風管道式自然通風是依靠熱壓通過管道輸送空氣的一種有組織的自然通風。3)滲透通風在風壓、熱壓的作用下，室內(nèi)外空氣通過圍護結(jié)構(gòu)的縫隙(fèngxì)進入和流出房間的過程叫滲透通風。20精品資料8.3.2自然通風的作用原理當建筑物外墻上的窗孔兩側(cè)(liǎnɡcè)存在壓力差時，就會有空氣流過該窗孔，設空氣流過窗孔的阻力為P。

通過(tōngguò)窗口的空氣量為1.熱壓作用下的自然通風21精品資料進風窗孔和排風窗孔兩側(cè)壓差的絕對值之和與兩窗孔的高度差h和室內(nèi)外的空氣密度差(–)有關(guān)，我們(wǒmen)把gh(–)稱為熱壓。22精品資料在自然通風中，我們把室內(nèi)外兩側(cè)的壓差稱為余壓。余壓為正，窗孔排風(páifēnɡ)；余壓為負，窗孔進風。在某一高度0-0平面的地方，外墻內(nèi)外兩側(cè)的壓差為零，這個平面稱為中和面。位于中和面以下的窗孔是進風窗，中和面以上的窗孔是排風(páifēnɡ)窗。2.風壓作用下的自然通風由于建筑物的阻擋，建筑物四周的空氣靜壓由于受到室外氣流作用而有所變化，稱為風壓。在建筑物迎風面，氣流受阻，部分動壓轉(zhuǎn)化為靜壓，靜壓值升高，風壓為正，稱為正壓；在建筑物的側(cè)面和背面由于產(chǎn)生局部渦流，形成負壓區(qū)，靜壓降低，風壓為負，稱為負壓。K要在風洞內(nèi)通過模型實驗求得。23精品資料8.3.3自然通風的設計(shèjì)計算1.計算(jìsuàn)車間的全面通風量2.以圖8.12為例，在熱壓作用下，進排風窗孔的面積為24精品資料根據(jù)空氣平衡(pínghéng)方程式，Ga=Gb，如果近似認為，a≈b，w≈p

，

進排風窗孔面積之比是隨中和面的位置的變化而變化的。排風窗孔的面積增大(zēnɡdà)，進風窗孔的面積減小，則中和面上移(即增大(zēnɡdà)h1、減小h2)；反之亦然。在熱車間一般都是采用上部天窗進行排風，而天窗的造價比側(cè)窗要高，因此中和面的位置不宜選得太高。25精品資料8.3.4進風窗、避風天窗與風帽進風窗的布置與選擇自然通風進風窗的標高應根據(jù)其使用的季節(jié)來確定：夏季通常使用房間下部的進風窗，其下緣距室內(nèi)地坪的高度一般為0.3m～1.2m，這樣可使室外新鮮空氣直接進入工作區(qū)；冬季通常使用車間上部的進風窗，其下緣距地面(dìmiàn)不宜小于4.0m，以防止冷風直接吹向工作區(qū)。2.避風天窗普通天窗往往在迎風面上發(fā)生倒灌現(xiàn)象，為了穩(wěn)定排風，需要在天窗外加設擋板或采取特殊構(gòu)造形式的天窗，以使天窗的排風口在任何風向時都處于負壓區(qū)，這種天窗稱為避風天窗。26精品資料矩形避風(bìfēnɡ)天窗1.擋風板2.喉口27精品資料下沉(xiàchén)式天窗其部分(bùfen)屋面下凹，利用屋架本身的高差形成低凹的避風區(qū)。這種天窗無須專設擋風板和天窗架，其造價低于矩形天窗，但是不易清掃。28精品資料曲(折)線形(xiànxínɡ)天窗(尺寸單位：m)(a)折線形(xiànxínɡ)天窗(b)曲線形(xiànxínɡ)天窗擋風板的形狀為折線或曲線形。與矩形天窗相比(xiānɡbǐ)，其排風能力強、阻力小、造價低、質(zhì)量輕。29精品資料3.避風風帽風帽的作用在于使排風口處和風道內(nèi)產(chǎn)生負壓，防止室外倒灌和防止雨水或污物進入風道或室內(nèi)。8.3.5建筑設計與自然通風的配合1.建筑形式的選擇(xuǎnzé)(1)以自然通風為主的熱車間，為增大進風面積，應盡量采用單跨廠房。(2)余熱量較大的廠房應盡量采用單層建筑，不宜在其四周建筑坡屋；否則，宜建在夏季主導風向的迎風面。(3)如果車間內(nèi)無高大障礙物阻擋，也不放散大量的粉塵和有害氣體，且迎風面和背風面的開孔面積占外墻面積的25%以上時，盡可能采用“穿堂風”的通風方式。(4)熱加工廠房的平面布置，應盡可能采用“L”形、“”形或“”形等形式，不宜采用“”形或“”形布置。30精品資料2.廠房(chǎngfáng)的總平面布置3.工藝設備的布置與自然通風31精品資料8.4通風(tōngfēng)系統(tǒng)的主要設備和構(gòu)件8.4.1風機1.離心(líxīn)風機和軸流風機的結(jié)構(gòu)原理圖8.21離心風機構(gòu)造示意圖1.葉輪2.機軸3.葉輪4.吸氣口5.出口6.機殼7.輪轂8.擴壓環(huán)32精品資料圖8.22軸流風機(fēnɡjī)的構(gòu)造簡圖1.圓筒形機殼2.葉輪3.進口4.電動機33精品資料2.風機的基本性能參數(shù)(1)風量(fēngliàng)(L)—是指風機在標準狀況下工作時，在單位時間內(nèi)所輸送的氣體體積，稱為風機風量(fēngliàng)，以符號L表示，單位為m3/h；(2)全壓(或風壓P)—是指每m3空氣通過風機應獲得的動壓和靜壓之和，Pa；(3)軸功率(N)—是指電動機施加在風機軸上的功率，kW；(4)有效功率(Nx)—是指空氣通過風機后實際獲得的功率，kW；(5)效率(η)—風機的有效功率與軸功率的比值；(6)轉(zhuǎn)數(shù)(n)—風機葉輪每分鐘的旋轉(zhuǎn)數(shù)，r/min。34精品資料3.通風機(fēnɡjī)的選擇根據(jù)被輸送氣體(空氣)的成分和性質(zhì)以及阻力損失大小，選擇不同類型的風機(fēnɡjī)。(2)根據(jù)通風系統(tǒng)的通風量和風道系統(tǒng)的阻力損失，按照風機(fēnɡjī)產(chǎn)品樣本確定風機(fēnɡjī)型號。由于風機(fēnɡjī)的磨損和系統(tǒng)不嚴密處產(chǎn)生的滲風量，應對通風系統(tǒng)計算的風量和風壓附加安全系數(shù)。即L風機(fēnɡjī)=(1.05～1.1)L P風機(fēnɡjī)=(1.10～1.15)P 按照L風機(fēnɡjī)和P風機(fēnɡjī)兩個參數(shù)來選擇風機(fēnɡjī)。另外，樣本中所提供的性能選擇表或性能曲線，是指標準狀態(tài)下的空氣。所以，當實際通風系統(tǒng)中空氣條件與標準狀態(tài)相差較大時，應進行換算。35精品資料4.通風機的安裝對于輸送氣體用的中、大型離心風機一般應安裝在混凝土基礎上，對于軸流風機通常安裝在風道中間或墻洞中。在風管中間安裝時，可將風機裝在用角鋼制成的支架上，再將支架固定在墻上、柱上或混凝土樓板的下面。對隔振有特殊要求的情況，應將風機裝置在減振臺座上。8.4.2風道1.風道的材料及保溫在通風空調(diào)工程中，管道及部件主要用普通薄鋼板，鍍鋅鋼板制成，有時也用鋁板、不銹鋼板、硬聚氯乙烯塑料板及磚、混凝土、玻璃、礦渣石膏板等制成。風道的斷面形狀有圓形和矩形(jǔxíng)。保溫材料主要有軟木、泡沫塑料、玻璃纖維板等，保溫厚度應根據(jù)保溫要求進行計算，或采用帶保溫的通風管道。36精品資料2.風道的布置及風道斷面積的確定風道的布置應和通風系統(tǒng)(xìtǒng)的總體布局，并與土建、生產(chǎn)工藝和給排水等各專業(yè)互相協(xié)調(diào)、配合，應使風道少占建筑空間，風道布置應盡量縮短管線、減少轉(zhuǎn)彎和局部構(gòu)件，這樣可減少阻力。風道斷面積確定。（連續(xù)性方程）風道中風速的確定應通過全面的技術(shù)經(jīng)濟比較綜合考慮，使初投