建筑設(shè)備第8章(通風(fēng))

第8章通風(fēng)8.1.1建筑(jiànzhù)通風(fēng)的任務(wù)8.1建筑(jiànzhù)通風(fēng)概述建筑通風(fēng)的任務(wù)是使新鮮空氣連續(xù)不斷地進(jìn)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(fēng)的任務(wù)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(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)(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(shè)計極限應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)方式1.按照通風(fēng)系統(tǒng)作用范圍可分為全面通風(fēng)和局部通風(fēng)2.按照通風(fēng)系統(tǒng)的作用動力可分為自然通風(fēng)和機械通風(fēng)8.2機械通風(fēng)8.2.1全面通風(fēng)3精品資料圖8.1全面機械送風(fēng)(自然排風(fēng))1.進(jìn)風(fēng)口2.空氣處理設(shè)備3.風(fēng)機(fēnɡjī)4.風(fēng)道5.送風(fēng)口

4精品資料圖8.2全面機械排風(fēng)(自然(zìrán)送風(fēng))

5精品資料事故通風(fēng)；置換通風(fēng)是新鮮的空氣直接(zhíjiē)進(jìn)入工作區(qū)，并在地板上形成一層較薄的“空氣湖”。置換通風(fēng)的主導(dǎo)氣流是由室內(nèi)熱源產(chǎn)生向上的對流氣流，送風(fēng)速度較小，對室內(nèi)主導(dǎo)氣流無任何實際的影響。底部風(fēng)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(fēng)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(fēng)量的確定1.為稀釋有害物所需的通風(fēng)量 (8-2)6精品資料2.為消除余熱(yúrè)所需的通風(fēng)量3.為消除余濕所需的通風(fēng)量當(dāng)室內(nèi)散發(fā)有害蒸汽和氣體時，全面通風(fēng)量應(yīng)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(dāng)室內(nèi)同時放散余熱，余濕時，全面通風(fēng)量按其中所需最大的空氣量計算。當(dāng)散入室內(nèi)有害物數(shù)量無法具體計算時，全面通風(fēng)量可按類似(lèisì)房間換氣次數(shù)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。換氣次數(shù)n是指通風(fēng)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(jìn)入室內(nèi)的空氣質(zhì)量應(yīng)和同一時間內(nèi)排出的空氣質(zhì)量保持相等。即通風(fēng)房間的空氣質(zhì)量（kg/s）要保持平衡，這就是(jiùshì)空氣平衡。空氣平衡的數(shù)學(xué)表達(dá)式為Gjj+Gzj=Gjp+Gzp 在工程實際中為滿足各類通風(fēng)房間及鄰室的衛(wèi)生要求，常利用無組織自然滲透通風(fēng)措施，使?jié)崈舳纫筝^高的房間維持正壓，使機械送風(fēng)量略大于機械排風(fēng)量(5%～10%)，使污染嚴(yán)重的房間維持負(fù)壓，使機械送風(fēng)量小于機械排風(fēng)量(10%～20%)，用自然滲透通風(fēng)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(shè)備散熱、產(chǎn)品散熱、照明設(shè)備散熱、采暖設(shè)備散熱、人體散熱、自然通風(fēng)得熱、太陽輻射得熱及送風(fēng)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(hù)結(jié)構(gòu)失熱、冷材料吸熱、水分蒸發(fā)吸熱、冷風(fēng)滲入(shènrù)耗熱及排風(fēng)失熱等。9精品資料8.2.4全面通風(fēng)的氣流組織全面通風(fēng)的效果不僅與全面通風(fēng)量有關(guān)(yǒuguān)，還與通風(fēng)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(shè)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(shè)備影響產(chǎn)生上升氣流時，無論有害氣體濃度大小，均應(yīng)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(yīng)采用下送上排的方式；比周圍空氣密度大時，應(yīng)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(fù)雜情況下，要預(yù)先進(jìn)行模擬實驗，以確定氣流組織方式。因為通風(fēng)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(fēng)氣流的影響。15精品資料8.2.5局部通風(fēng)局部送風(fēng)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(fēng)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(fēng)系統(tǒng)由排風(fēng)罩、風(fēng)管、凈化設(shè)備和風(fēng)機等組成。局部(júbù)送風(fēng)系統(tǒng)示意圖16精品資料局部排風(fēng)(páifēnɡ)系統(tǒng)示意圖17精品資料凈化(jìnghuà)處理設(shè)備1)電除塵器18精品資料2)旋風(fēng)(xuànfēng)除塵器旋風(fēng)(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(fēng)8.3.1自然通風(fēng)系統(tǒng)的形式1)有組織的自然通風(fēng)空氣是通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的門、窗孔口進(jìn)出房間的，可以通過設(shè)計計算獲得需要的空氣量，也可由通風(fēng)管上的調(diào)節(jié)閥門以及窗戶的開度控制風(fēng)量的大小，因此成為有組織的自然通風(fēng)。2)管道式自然通風(fēng)管道式自然通風(fēng)是依靠熱壓通過管道輸送空氣的一種有組織的自然通風(fēng)。3)滲透通風(fēng)在風(fēng)壓、熱壓的作用下，室內(nèi)外空氣通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的縫隙(fèngxì)進(jìn)入和流出房間的過程叫滲透通風(fēng)。20精品資料8.3.2自然通風(fēng)的作用原理當(dāng)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(shè)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(fēng)21精品資料進(jìn)風(fēng)窗孔和排風(fēng)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(fēng)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(fēng)(páifēnɡ)；余壓為負(fù)，窗孔進(jìn)風(fēng)。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(jìn)風(fēng)窗，中和面以上的窗孔是排風(fēng)(páifēnɡ)窗。2.風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)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(fēng)壓。在建筑物迎風(fēng)面，氣流受阻，部分動壓轉(zhuǎn)化為靜壓，靜壓值升高，風(fēng)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(fù)壓區(qū)，靜壓降低，風(fēng)壓為負(fù)，稱為負(fù)壓。K要在風(fēng)洞內(nèi)通過模型實驗求得。23精品資料8.3.3自然通風(fēng)的設(shè)計(shèjì)計算1.計算(jìsuàn)車間的全面通風(fēng)量2.以圖8.12為例，在熱壓作用下，進(jìn)排風(fēng)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(rèn)為，a≈b，w≈p

，

進(jìn)排風(fēng)窗孔面積之比是隨中和面的位置的變化而變化的。排風(fēng)窗孔的面積增大(zēnɡdà)，進(jìn)風(fēng)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(jìn)行排風(fēng)，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(jìn)風(fēng)窗、避風(fēng)天窗與風(fēng)帽進(jìn)風(fēng)窗的布置與選擇自然通風(fēng)進(jìn)風(fēng)窗的標(biāo)高應(yīng)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(jìn)風(fēng)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(jìn)入工作區(qū)；冬季通常使用車間上部的進(jìn)風(fēng)窗，其下緣距地面(dìmiàn)不宜小于4.0m，以防止冷風(fēng)直接吹向工作區(qū)。2.避風(fēng)天窗普通天窗往往在迎風(fēng)面上發(fā)生倒灌現(xiàn)象，為了穩(wěn)定排風(fēng)，需要在天窗外加設(shè)擋板或采取特殊構(gòu)造形式的天窗，以使天窗的排風(fēng)口在任何風(fēng)向時都處于負(fù)壓區(qū)，這種天窗稱為避風(fēng)天窗。26精品資料矩形避風(fēng)(bìfēnɡ)天窗1.擋風(fēng)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(fēng)區(qū)。這種天窗無須專設(shè)擋風(fēng)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(fēng)板的形狀為折線或曲線形。與矩形天窗相比(xiānɡbǐ)，其排風(fēng)能力強、阻力小、造價低、質(zhì)量輕。29精品資料3.避風(fēng)風(fēng)帽風(fēng)帽的作用在于使排風(fēng)口處和風(fēng)道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，防止室外倒灌和防止雨水或污物進(jìn)入風(fēng)道或室內(nèi)。8.3.5建筑設(shè)計與自然通風(fēng)的配合1.建筑形式的選擇(xuǎnzé)(1)以自然通風(fēng)為主的熱車間，為增大進(jìn)風(fēng)面積，應(yīng)盡量采用單跨廠房。(2)余熱量較大的廠房應(yīng)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(dǎo)風(fēng)向的迎風(fēng)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(fēng)面和背風(fēng)面的開孔面積占外墻面積的25%以上時，盡可能采用“穿堂風(fēng)”的通風(fēng)方式。(4)熱加工廠房的平面布置，應(yīng)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(shè)備的布置與自然通風(fēng)31精品資料8.4通風(fēng)(tōngfēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備和構(gòu)件8.4.1風(fēng)機1.離心(líxīn)風(fēng)機和軸流風(fēng)機的結(jié)構(gòu)原理圖8.21離心風(fēng)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(fēng)機(fēnɡjī)的構(gòu)造簡圖1.圓筒形機殼2.葉輪3.進(jìn)口4.電動機33精品資料2.風(fēng)機的基本性能參數(shù)(1)風(fēng)量(fēngliàng)(L)—是指風(fēng)機在標(biāo)準(zhǔn)狀況下工作時，在單位時間內(nèi)所輸送的氣體體積，稱為風(fēng)機風(fēng)量(fēngliàng)，以符號L表示，單位為m3/h；(2)全壓(或風(fēng)壓P)—是指每m3空氣通過風(fēng)機應(yīng)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(fēng)機軸上的功率，kW；(4)有效功率(Nx)—是指空氣通過風(fēng)機后實際獲得的功率，kW；(5)效率(η)—風(fēng)機的有效功率與軸功率的比值；(6)轉(zhuǎn)數(shù)(n)—風(fēng)機葉輪每分鐘的旋轉(zhuǎn)數(shù)，r/min。34精品資料3.通風(fēng)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(fēng)機(fēnɡjī)。(2)根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)量和風(fēng)道系統(tǒng)的阻力損失，按照風(fēng)機(fēnɡjī)產(chǎn)品樣本確定風(fēng)機(fēnɡjī)型號。由于風(fēng)機(fēnɡjī)的磨損和系統(tǒng)不嚴(yán)密處產(chǎn)生的滲風(fēng)量，應(yīng)對通風(fēng)系統(tǒng)計算的風(fēng)量和風(fēng)壓附加安全系數(shù)。即L風(fēng)機(fēnɡjī)=(1.05～1.1)L P風(fēng)機(fēnɡjī)=(1.10～1.15)P 按照L風(fēng)機(fēnɡjī)和P風(fēng)機(fēnɡjī)兩個參數(shù)來選擇風(fēng)機(fēnɡjī)。另外，樣本中所提供的性能選擇表或性能曲線，是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣。所以，當(dāng)實際通風(fēng)系統(tǒng)中空氣條件與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)相差較大時，應(yīng)進(jìn)行換算。35精品資料4.通風(fēng)機的安裝對于輸送氣體用的中、大型離心風(fēng)機一般應(yīng)安裝在混凝土基礎(chǔ)上，對于軸流風(fēng)機通常安裝在風(fēng)道中間或墻洞中。在風(fēng)管中間安裝時，可將風(fēng)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(yīng)將風(fēng)機裝置在減振臺座上。8.4.2風(fēng)道1.風(fēng)道的材料及保溫在通風(fēng)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(fēng)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(yīng)根據(jù)保溫要求進(jìn)行計算，或采用帶保溫的通風(fēng)管道。36精品資料2.風(fēng)道的布置及風(fēng)道斷面積的確定風(fēng)道的布置應(yīng)和通風(fēng)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(yīng)使風(fēng)道少占建筑空間，風(fēng)道布置應(yīng)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(fēng)道斷面積確定。（連續(xù)性方程）風(fēng)道中風(fēng)速的確定應(yīng)通過全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較綜合考慮，使初投