建筑設備第七章(通風)

1、1第7章 通 風7.1.1 建筑通風的任務7.1 建筑通風概述 建筑通風的任務建筑通風的任務：使新鮮空氣連續(xù)不斷地進入建筑物內(nèi)，：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。并及時排出生產(chǎn)和生活中的廢氣和有害氣體。 工業(yè)通風的任務工業(yè)通風的任務：控制生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵、有害氣：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。止環(huán)境污染，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境和大氣環(huán)境。27.1.2 空氣的參數(shù)和衛(wèi)生條件1.空氣的速度、溫度、濕度 氣流流速氣流

2、流速過大會引起吹風感，氣流流速過小會有悶氣、過大會引起吹風感，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。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。及姿勢等因素有關。 人體在氣溫較

3、高時需要更多的水分蒸發(fā)，相對濕度的設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。計極限應該從人體生理需求和承受能力來確定。 32. 2. 空氣中有害物濃度、衛(wèi)生標準和排放標準空氣中有害物濃度、衛(wèi)生標準和排放標準47.1.3 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13245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 4.風道 5.送風口 513245圖8.2 全面機械排風(自然送風) 67.2.27.2.2

4、全面通風換氣量的確定全面通風換氣量的確定假設：假設：1、有害物在室內(nèi)均勻散發(fā)（有害物濃度均勻）、有害物在室內(nèi)均勻散發(fā)（有害物濃度均勻）2、送風氣流和室內(nèi)空氣的混合在瞬間完成、送風氣流和室內(nèi)空氣的混合在瞬間完成3、送排風氣流等溫、送排風氣流等溫0fLy dxdLydV dy7全面通風換氣量的確定全面通風換氣量的確定0fLy dxdLydV dy0fddyVLyxLy如果在如果在秒鐘內(nèi)，室內(nèi)空氣有害物濃度從秒鐘內(nèi)，室內(nèi)空氣有害物濃度從y y1 1變化到變化到y(tǒng) y2 21020exp()fLyxLyLLyxLyV8全面通風換氣量的確定全面通風換氣量的確定1020exp()fLyxLyLLyxLyV

5、通風量一定時，任意時刻室內(nèi)有害物濃度通風量一定時，任意時刻室內(nèi)有害物濃度y y2 2為為210exp()()1 exp()ffLxLyyyVLV當時間趨于無窮大時，當時間趨于無窮大時， ，室內(nèi)有害物濃度趨，室內(nèi)有害物濃度趨于穩(wěn)定，其值為：于穩(wěn)定，其值為：exp()0fLV320/xyyg mL穩(wěn)定狀態(tài)下全面通風量為穩(wěn)定狀態(tài)下全面通風量為320/xLmsyy9穩(wěn)定狀態(tài)下全面通風量為穩(wěn)定狀態(tài)下全面通風量為320/xLmsyy 由于實際情況與假設情況存在差異，考慮到室由于實際情況與假設情況存在差異，考慮到室內(nèi)有害物分布及通風氣流的不均勻性，為保證有害物內(nèi)有害物分布及通風氣流的不均勻性，為保證有害物源

6、附近工人呼吸帶的有害物濃度控制在容許值以下，源附近工人呼吸帶的有害物濃度控制在容許值以下，實際所需的全面通風量需引入一個安全系數(shù)實際所需的全面通風量需引入一個安全系數(shù)，則：，則：320/KxLmsyy 精心設計的小型試驗室能使精心設計的小型試驗室能使K K1 1，一般，一般通風房間，可根據(jù)經(jīng)驗在通風房間，可根據(jù)經(jīng)驗在3 31010范圍內(nèi)選用范圍內(nèi)選用10消除余熱風量公式消除余熱風量公式消除余濕風量公式消除余濕風量公式0/()pQGkg sc tt0/pWGkg sdd11例題例題2 21 1：某地下室體積：某地下室體積200m200m3 3, ,通風量通風量L L0.04m0.04m3 3/s

7、/s，有有198198人進入室內(nèi)，人員進入后立即開啟通風機，送人進入室內(nèi)，人員進入后立即開啟通風機，送入室外空氣，問經(jīng)過多長時間室內(nèi)入室外空氣，問經(jīng)過多長時間室內(nèi)COCO2 2濃度達到濃度達到5.9g/m5.9g/m3 3? ?已知每人每小時呼出已知每人每小時呼出COCO2 240g40g，室外，室外COCO2 2濃度為濃度為0.98g/m0.98g/m3 3。1020exp()fLyxLyLLyxLyVL L0.04m0.04m3 3/s/sy y1 1=0.98g/m=0.98g/m3 3y y2 2=5.9g/m=5.9g/m3 3x=40 x=40* *198/3600=2.2g/s1

8、98/3600=2.2g/sy y0 0=0.98g/m=0.98g/m3 3V Vf f=200m=200m3 312風量平衡和熱平衡風量平衡和熱平衡風量平衡風量平衡：在通風房間中，不論采用何種通：在通風房間中，不論采用何種通風方式，單位時間內(nèi)進入室內(nèi)的空氣量應和風方式，單位時間內(nèi)進入室內(nèi)的空氣量應和同一時間內(nèi)排出的空氣量保持相等，也可稱同一時間內(nèi)排出的空氣量保持相等，也可稱作空氣平衡。作空氣平衡。zjjjzpjpGGGG13風量平衡和熱平衡風量平衡和熱平衡熱平衡熱平衡：要使通風房間溫度保持不變，必須：要使通風房間溫度保持不變，必須使室內(nèi)的總得熱量等于總失熱量，保持室內(nèi)使室內(nèi)的總得熱量等于總

9、失熱量，保持室內(nèi)熱量平衡，即熱平衡。熱量平衡，即熱平衡。()fjjjj jjzjw whxnsnhjpjp jpzpzp zpQc Ltc Ltc LttQc Ltc Lt 進行車間通風系統(tǒng)設計時，應注意采取一定的節(jié)能措施進行車間通風系統(tǒng)設計時，應注意采取一定的節(jié)能措施空氣密度計算近似公式空氣密度計算近似公式3353/273kg mt1415全面通風系統(tǒng)：全面通風系統(tǒng)：1 1、全面送風系統(tǒng)、全面送風系統(tǒng) 2 2、屋頂通風機、屋頂通風機167.2.5 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

10、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。 圖8.5 局部送風系統(tǒng)示意圖圖8.6 局部排風系統(tǒng)示意圖局部送風系統(tǒng)示意圖 171 1局部排風罩局部排風罩 2 2風管風管3 3凈化設備凈化設備4 4風機風機7.2.5 局部排風系統(tǒng)局部排風系統(tǒng)181 1局部排風罩局部排風罩 2 2風管風管3 3凈化設備凈化設備4 4風機風機局部排風系統(tǒng)局部排風系統(tǒng) 局部排風罩是用來捕集有害局部排風罩是用來捕集有害物的。它的性能對局部排風系統(tǒng)物的。它的性能對局部排風系統(tǒng)的技術經(jīng)濟指標有直接影響。性的技術經(jīng)濟指標有直接影響。性能良好的局部排風罩，如密閉罩，能良好的局部排風罩，如密閉罩，只要較小

11、的風量就可以獲得良好只要較小的風量就可以獲得良好的工作效果。由于生產(chǎn)設備和操的工作效果。由于生產(chǎn)設備和操作的不同，排風罩的形式是多種作的不同，排風罩的形式是多種多樣的。多樣的。191 1局部排風罩局部排風罩 2 2風管風管3 3凈化設備凈化設備4 4風機風機局部排風系統(tǒng)局部排風系統(tǒng) 通風系統(tǒng)中輸送氣體的管道通風系統(tǒng)中輸送氣體的管道稱為風管，它把系統(tǒng)中的各種設備稱為風管，它把系統(tǒng)中的各種設備或部件連成了一個整體。為了提高或部件連成了一個整體。為了提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性，應合理選定風管中系統(tǒng)的經(jīng)濟性，應合理選定風管中的氣體流速，管路應力求短、直。的氣體流速，管路應力求短、直。風管通常用表面光滑的材料制作

12、，風管通常用表面光滑的材料制作，如：薄鋼板、聚氯乙烯板，有時也如：薄鋼板、聚氯乙烯板，有時也用混凝土、磚等材料。用混凝土、磚等材料。201 1局部排風罩局部排風罩 2 2風管風管3 3凈化設備凈化設備4 4風機風機局部排風系統(tǒng)局部排風系統(tǒng)211 1局部排風罩局部排風罩 2 2風管風管3 3凈化設備凈化設備4 4風機風機局部排風系統(tǒng)局部排風系統(tǒng) 為了防止大氣污染，當排出空氣為了防止大氣污染，當排出空氣中有害物量超過排放標準時，必須用中有害物量超過排放標準時，必須用凈化設備處理，達到排放標準后，排凈化設備處理，達到排放標準后，排入大氣。凈化設備分除塵器和有害氣入大氣。凈化設備分除塵器和有害氣體凈化

13、裝置兩類。體凈化裝置兩類。22凈化處理設備凈化處理設備 1) 電除塵器 232) 旋風除塵器 旋風除塵器利用氣流旋轉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 241 1局部排風罩局部排風罩 2 2風管風管3 3凈化設備凈化設備4 4風機風機局部排風系統(tǒng)局部排風系統(tǒng)風機向機械排風系統(tǒng)提供空氣流動的動力。風機向機械排風系統(tǒng)提供空氣流動的動力。為了防止風機的磨損和腐蝕，通常把它為了防止風機的磨損和腐蝕，通常把它放在凈化設備的后面。放在凈化設備的后面。2526 對于面積很大，操作對于面積很

14、大，操作人員較少的生產(chǎn)車間，用人員較少的生產(chǎn)車間，用全面通風的方式改善整個全面通風的方式改善整個車間的空氣環(huán)境，既困難車間的空氣環(huán)境，既困難又不經(jīng)濟，同時也是不必又不經(jīng)濟，同時也是不必耍的。例如某些高溫車間，耍的。例如某些高溫車間，沒有必要對整個車間進行沒有必要對整個車間進行降溫，只需向個別的局部降溫，只需向個別的局部工作地點送風，工作地點送風，局部送風系統(tǒng)局部送風系統(tǒng)在局部地點造成良好空氣環(huán)境的通風方法稱為局部送風。在局部地點造成良好空氣環(huán)境的通風方法稱為局部送風。系統(tǒng)式系統(tǒng)式分散式分散式27局部送風系統(tǒng)局部送風系統(tǒng) 分散式局部送風一般使用軸流風扇或噴霧風扇，分散式局部送風一般使用軸流風扇或

15、噴霧風扇，采用室內(nèi)再循環(huán)空氣。采用室內(nèi)再循環(huán)空氣。28事故通風事故通風297.3 7.3 自然通風自然通風自然通風不消耗機械動力，是一種經(jīng)濟的通自然通風不消耗機械動力，是一種經(jīng)濟的通風方式風方式自然通風易受室外氣象條件影響，特別是風自然通風易受室外氣象條件影響，特別是風力的作用很不穩(wěn)定力的作用很不穩(wěn)定自然通風主要用于熱車間排出余熱自然通風主要用于熱車間排出余熱高溫車間優(yōu)先采用自然通風高溫車間優(yōu)先采用自然通風30如果窗孔兩側存在壓力差如果窗孔兩側存在壓力差p p自然通風的作用原理自然通風的作用原理22vpppv221smpFFvL/23skgpFLG/231外部靜壓外部靜壓 內(nèi)部靜壓內(nèi)部靜壓1.

16、 熱壓作用下的自然通風原理熱壓作用下的自然通風原理wnwntt,aappa,bbppb關閉關閉b,b,開啟開啟a,a,經(jīng)過一段時間，必定有經(jīng)過一段時間，必定有aapp ,開啟開啟b b，看，看b b窗口是否有空氣流動，即看窗口是否有空氣流動，即看b b窗口窗口是否存在壓差是否存在壓差bbbppp32bbbppp)()(ghpghppwanab)()(ghghppwnaa)()(nwaaghpp)(nwaghpp pb b0,0,空氣由室內(nèi)排至室外，使得空氣由室內(nèi)排至室外，使得p pa a00則空氣由則空氣由a a進入，由進入，由b b排出排出當當G Ga a=G=Gb b時，室內(nèi)靜壓穩(wěn)定時，室

17、內(nèi)靜壓穩(wěn)定)(nwabghpp條件條件0httwn33余壓的概念余壓的概念在中和面以下在中和面以下 進風進風在中和面以上在中和面以上 排風排風00bapp)(1nwaghp)(2nwbghp0p中和面中和面 室內(nèi)某一點的壓力和室外同標高未受建筑室內(nèi)某一點的壓力和室外同標高未受建筑或其他物體擾動的空氣壓力的差值稱為該點的或其他物體擾動的空氣壓力的差值稱為該點的余壓。余壓。余壓為正，窗口排風余壓為正，窗口排風余壓為負，窗口進風余壓為負，窗口進風)(nwabghpp34排風量排風量baGG 122)(hhFFba由空氣平衡由空氣平衡進風量進風量skgpFGwaaaa/2skgpFGpbbbb/2設設

18、pwba2112)(hhFFba進排風窗孔面積之比是隨中和面位置的變化而進排風窗孔面積之比是隨中和面位置的變化而變化的。變化的。通常把中和面定在進風窗的上邊緣，使排氣窗通常把中和面定在進風窗的上邊緣，使排氣窗小一些，進氣窗大一些。小一些，進氣窗大一些。352 風壓作用下的自然通風風壓作用下的自然通風 迎風面氣流受阻，動壓降低，靜壓升高，迎風面氣流受阻，動壓降低，靜壓升高，側面和背風面由于產(chǎn)生局部渦流，靜壓降低。側面和背風面由于產(chǎn)生局部渦流，靜壓降低。 和遠處未受擾和遠處未受擾動的氣流相比，由動的氣流相比，由于風的作用在建筑于風的作用在建筑物表面形成的空氣物表面形成的空氣靜壓力變化稱為風靜壓力變

19、化稱為風壓。壓。3637風壓作用下的自然通風風壓作用下的自然通風22wwfvKp 某一建筑物周圍的風壓分布與該建筑物的某一建筑物周圍的風壓分布與該建筑物的幾何形狀和室外風向有關，風向一定時，外圍幾何形狀和室外風向有關，風向一定時，外圍護結構上某一點的風壓值可由下式表示：護結構上某一點的風壓值可由下式表示：K K：空氣動力系數(shù)：空氣動力系數(shù)可正可負，在風洞內(nèi)可正可負，在風洞內(nèi)通過模型試驗求出通過模型試驗求出38風壓作用下的自然通風風壓作用下的自然通風 同一建筑物的外圍護結構上，如果有兩個同一建筑物的外圍護結構上，如果有兩個風壓值不同的窗孔，空氣動力系數(shù)大的窗孔將風壓值不同的窗孔，空氣動力系數(shù)大的

20、窗孔將會進風，空氣動力系數(shù)小的窗孔將會排風。會進風，空氣動力系數(shù)小的窗孔將會排風。393 風壓、熱壓同時作用下的自然通風風壓、熱壓同時作用下的自然通風awwaxaapvKpp22 某一建筑物受到風壓、熱壓同時作用時，某一建筑物受到風壓、熱壓同時作用時，外圍護結構上各窗孔的內(nèi)外壓差就等于風壓、外圍護結構上各窗孔的內(nèi)外壓差就等于風壓、熱壓單獨作用時窗孔內(nèi)外壓差之和，也就等于熱壓單獨作用時窗孔內(nèi)外壓差之和，也就等于各窗口的余壓和室外風壓之差。各窗口的余壓和室外風壓之差。awwbxbbpvKpp22awwbnwxapvKhgp2)(240 風速風向經(jīng)常變化，不穩(wěn)定，僅考慮熱壓風速風向經(jīng)常變化，不穩(wěn)定，

21、僅考慮熱壓作用，定性考慮風壓對自然通風的影響。作用，定性考慮風壓對自然通風的影響。熱壓和風壓，究竟誰起主導作用呢？熱壓和風壓，究竟誰起主導作用呢？ 實測及原理分析表明：對于高層建筑，在實測及原理分析表明：對于高層建筑，在冬季（室外溫度低）時，即使風速很大，上層冬季（室外溫度低）時，即使風速很大，上層的迎風面房間仍然是排風的，熱壓起來主導作的迎風面房間仍然是排風的，熱壓起來主導作用；高度低的建筑，風速受臨近建筑影響很大，用；高度低的建筑，風速受臨近建筑影響很大，因此也影響了風壓對建筑的作用。因此也影響了風壓對建筑的作用。 由風壓引起的自然通風的不確定因素過多，由風壓引起的自然通風的不確定因素過多

22、，無法真正應用風壓的作用原理來設計由組織的無法真正應用風壓的作用原理來設計由組織的自然通風。自然通風。41一、設計方法一、設計方法4 自然通風的計算自然通風的計算（一）（一） 設計計算設計計算（二）（二） 校核計算校核計算1.1.已知工藝要求、已知工藝要求、tntn、twtw2.2.已知設備發(fā)熱量，算出余熱量已知設備發(fā)熱量，算出余熱量3.3.計算消除余熱所需要通風量計算消除余熱所需要通風量4.4.確定窗口位置及面積大小確定窗口位置及面積大小1.1.已知工藝要求、各已知工藝要求、各窗口位置及大小窗口位置及大小2.2.計算最大自然通風量計算最大自然通風量3.3.校核工作地區(qū)溫度校核工作地區(qū)溫度42

23、二、一些假設條件二、一些假設條件1.1.通風過程是穩(wěn)定的，即影響自然通風的因素是不通風過程是穩(wěn)定的，即影響自然通風的因素是不變的變的2.2.整個車間的空氣溫度等于車間的平均溫度整個車間的空氣溫度等于車間的平均溫度3.3.同一水平面上各點靜壓力相等，沿著高度方向靜同一水平面上各點靜壓力相等，沿著高度方向靜壓變化符合流體靜力學規(guī)律壓變化符合流體靜力學規(guī)律4.4.車間的氣流流動不受任何設備阻擋車間的氣流流動不受任何設備阻擋5.5.不考慮局部氣流的影響不考慮局部氣流的影響6.6.風壓系數(shù)風壓系數(shù)K K按封閉模型計算按封閉模型計算平均溫度平均溫度2pnnptttt tp p 天窗溫度天窗溫度43三、車間排氣溫度三、車間排氣溫度t tp p44有效熱量系數(shù)法有效熱量系數(shù)法t tp p(1-m)Q(1-m)QmQmQt tn nt tw w對車間對車間smttcQLwwp/)(3對工作地區(qū)對工作地區(qū)smttcmQLwwn/)(3 LL wnwpttmtt1wwnptmttt45四、四、m m值的計算值的計算 確定確定m m值是一個很復雜的問題，值是