【大學(xué)課件】通風(fēng)與氣流組織

通風(fēng)與氣流組織歡迎學(xué)習(xí)通風(fēng)與氣流組織課程。本課程將深入探討建筑環(huán)境中的通風(fēng)系統(tǒng)和氣流組織原理。我們將學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)、選擇和優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)，以創(chuàng)造舒適健康的室內(nèi)環(huán)境。課程目標(biāo)理解通風(fēng)系統(tǒng)基礎(chǔ)掌握通風(fēng)系統(tǒng)的基本概念、分類和功能。學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方法學(xué)習(xí)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)和計(jì)算方法。優(yōu)化能源效率了解如何優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)以提高能源效率。實(shí)踐應(yīng)用能力培養(yǎng)實(shí)際應(yīng)用通風(fēng)系統(tǒng)知識(shí)的能力。通風(fēng)系統(tǒng)概述定義通風(fēng)系統(tǒng)是用于控制室內(nèi)空氣質(zhì)量和溫度的設(shè)備和管道網(wǎng)絡(luò)。它通過(guò)引入新鮮空氣和排出污濁空氣來(lái)維持健康舒適的室內(nèi)環(huán)境。功能主要功能包括：調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、濕度，去除空氣中的污染物，提供新鮮空氣，確保室內(nèi)空氣流通。通風(fēng)系統(tǒng)分類自然通風(fēng)利用自然風(fēng)力和溫差產(chǎn)生的氣流進(jìn)行通風(fēng)。無(wú)需機(jī)械設(shè)備，能源消耗低。機(jī)械通風(fēng)使用風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備強(qiáng)制進(jìn)行空氣交換?？删_控制通風(fēng)效果，適用于各種環(huán)境?；旌贤L(fēng)結(jié)合自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)需要靈活切換，提高能源效率。自然通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)力驅(qū)動(dòng)利用室內(nèi)外壓力差，通過(guò)開窗或通風(fēng)口引導(dǎo)空氣流動(dòng)。熱壓驅(qū)動(dòng)利用室內(nèi)外溫度差產(chǎn)生的空氣密度差，形成自然對(duì)流。復(fù)合驅(qū)動(dòng)結(jié)合風(fēng)力和熱壓效應(yīng)，增強(qiáng)自然通風(fēng)效果。機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)系統(tǒng)使用風(fēng)機(jī)將新鮮空氣送入室內(nèi)，保持正壓環(huán)境。排風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)排風(fēng)機(jī)將污濁空氣排出室外，維持負(fù)壓狀態(tài)?？照{(diào)系統(tǒng)結(jié)合送風(fēng)和排風(fēng)，同時(shí)調(diào)節(jié)溫濕度，提供全面的空氣處理。通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)1空氣質(zhì)量2溫度與濕度3空氣速度4換氣次數(shù)5壓力差這些關(guān)鍵參數(shù)決定了通風(fēng)系統(tǒng)的性能和效果。合理控制這些參數(shù)可以創(chuàng)造舒適健康的室內(nèi)環(huán)境。內(nèi)部空氣速度0.1-0.3靜坐區(qū)域（米/秒）辦公室、教室等區(qū)域的理想空氣速度范圍，保證舒適性。0.3-0.5活動(dòng)區(qū)域（米/秒）商場(chǎng)、體育館等活動(dòng)場(chǎng)所的適宜空氣速度，增強(qiáng)空氣流通。0.5-1.0工業(yè)區(qū)域（米/秒）工廠、車間等區(qū)域的空氣速度范圍，有效排除熱量和污染物。內(nèi)部空氣溫度1冬季18-22°C，保持室內(nèi)溫暖舒適，避免能源浪費(fèi)。2夏季24-26°C，提供涼爽環(huán)境，同時(shí)節(jié)約制冷能耗。3過(guò)渡季20-24°C，根據(jù)室外溫度靈活調(diào)節(jié)，充分利用自然通風(fēng)。內(nèi)部相對(duì)濕度140-60%理想相對(duì)濕度范圍，有利于人體健康和舒適。230-70%可接受范圍，短期內(nèi)不會(huì)對(duì)人體造成明顯不適。3＜30%或＞70%不舒適區(qū)域，可能導(dǎo)致健康問(wèn)題，需采取措施調(diào)節(jié)。通風(fēng)系統(tǒng)選型需求分析評(píng)估建筑用途、占用人數(shù)、室內(nèi)活動(dòng)類型等因素。環(huán)境評(píng)估考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件、周邊環(huán)境、噪聲要求等。系統(tǒng)對(duì)比比較不同通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最適合的方案。經(jīng)濟(jì)分析評(píng)估初始投資、運(yùn)行成本和長(zhǎng)期效益。人體熱量與熱負(fù)荷人體熱量產(chǎn)生人體通過(guò)新陳代謝不斷產(chǎn)生熱量。靜坐時(shí)約100W，劇烈運(yùn)動(dòng)可達(dá)1000W。熱量散發(fā)方式包括輻射、對(duì)流、蒸發(fā)和傳導(dǎo)。通風(fēng)系統(tǒng)需協(xié)助散熱，維持熱平衡。熱負(fù)荷計(jì)算方法穩(wěn)態(tài)法適用于簡(jiǎn)單情況，假設(shè)熱傳遞過(guò)程處于穩(wěn)定狀態(tài)。計(jì)算速度快，精度較低。動(dòng)態(tài)法考慮熱量?jī)?chǔ)存和釋放的動(dòng)態(tài)過(guò)程。精度高，適用于復(fù)雜建筑。負(fù)荷系數(shù)法基于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用系數(shù)簡(jiǎn)化計(jì)算。適用于初步估算。建筑物熱負(fù)荷圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體、屋頂、地板等傳熱，受材料和結(jié)構(gòu)影響。門窗透過(guò)門窗的熱傳導(dǎo)和太陽(yáng)輻射熱。滲透空氣滲透帶來(lái)的熱量交換。設(shè)備熱負(fù)荷100-150臺(tái)式電腦（瓦）包括主機(jī)和顯示器的平均熱負(fù)荷。30-70筆記本電腦（瓦）便攜式計(jì)算機(jī)的典型熱負(fù)荷范圍。800-1500打印機(jī)（瓦）大型辦公打印機(jī)工作時(shí)的熱負(fù)荷。人體熱負(fù)荷1睡眠狀態(tài)40-50瓦，人體代謝率最低。2靜坐辦公100-120瓦，典型辦公環(huán)境熱負(fù)荷。3輕度活動(dòng)150-200瓦，如站立工作或緩慢行走。4中度運(yùn)動(dòng)300-400瓦，如快走或輕度體育活動(dòng)。熱負(fù)荷計(jì)算案例案例描述一個(gè)300平方米的開放式辦公區(qū)，有40名員工，20臺(tái)電腦。位于北京，夏季設(shè)計(jì)溫度35°C。計(jì)算結(jié)果總熱負(fù)荷約24kW。其中人體熱負(fù)荷4.8kW，設(shè)備熱負(fù)荷3kW，圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷16.2kW。風(fēng)量計(jì)算方法1按室內(nèi)污染物控制2按熱負(fù)荷控制3按室內(nèi)溫濕度控制4按換氣次數(shù)控制選擇合適的計(jì)算方法對(duì)確保通風(fēng)效果至關(guān)重要。通常綜合考慮多種因素來(lái)確定最終風(fēng)量。按室內(nèi)污染物控制1確定目標(biāo)污染物如二氧化碳、甲醛、顆粒物等。2設(shè)定允許濃度根據(jù)健康標(biāo)準(zhǔn)和舒適度要求確定。3計(jì)算污染物產(chǎn)生量考慮人員呼吸、材料釋放等因素。4計(jì)算所需新風(fēng)量使用質(zhì)量平衡方程計(jì)算達(dá)標(biāo)所需風(fēng)量。按熱負(fù)荷控制計(jì)算總熱負(fù)荷包括內(nèi)部熱源和外部熱獲得。確定送風(fēng)溫度通常比室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度低5-8°C。計(jì)算風(fēng)量使用熱平衡方程，Q=ρcpV(t2-t1)。按室內(nèi)溫濕度控制溫度控制計(jì)算達(dá)到目標(biāo)溫度所需的冷熱量，再結(jié)合送風(fēng)溫度確定風(fēng)量。濕度控制計(jì)算除濕或加濕所需的水蒸氣量，結(jié)合送風(fēng)含濕量確定風(fēng)量。綜合考慮選擇溫度和濕度控制所需風(fēng)量中的較大值。送風(fēng)量與回風(fēng)量送風(fēng)量通常大于或等于回風(fēng)量，以保持室內(nèi)正壓。送風(fēng)量=新風(fēng)量+回風(fēng)量?；仫L(fēng)量一般略小于送風(fēng)量?；仫L(fēng)量=送風(fēng)量-排風(fēng)量。排風(fēng)量通常為送風(fēng)量的5-10%。管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則平衡原則確保各支管壓力損失相近，保證氣流分配均勻。經(jīng)濟(jì)性原則優(yōu)化管道尺寸和布局，降低初投資和運(yùn)行成本。低噪聲原則合理設(shè)計(jì)管道，避免急彎和突變，減少氣流噪聲。管道系統(tǒng)類型單管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于小型建筑。造價(jià)低但調(diào)節(jié)靈活性差。雙管系統(tǒng)送風(fēng)和回風(fēng)分開，控制精度高。適用于大型復(fù)雜建筑。變風(fēng)量系統(tǒng)能根據(jù)需求調(diào)節(jié)風(fēng)量，節(jié)能效果好。適用于負(fù)荷變化大的場(chǎng)所。管道阻力計(jì)算1沿程阻力由管道長(zhǎng)度和摩擦引起。使用達(dá)西-韋斯巴赫公式計(jì)算。2局部阻力由管件、彎頭等引起。使用局部阻力系數(shù)法計(jì)算。3總阻力沿程阻力與局部阻力之和。決定風(fēng)機(jī)的選型和能耗。管道尺寸選擇1風(fēng)量確定根據(jù)熱負(fù)荷或換氣次數(shù)計(jì)算所需風(fēng)量。2速度選擇根據(jù)噪聲要求和經(jīng)濟(jì)性選擇合適的風(fēng)速。3截面積計(jì)算使用連續(xù)性方程A=Q/v計(jì)算所需截面積。4標(biāo)準(zhǔn)化選擇最接近的標(biāo)準(zhǔn)管道尺寸。風(fēng)機(jī)選型方法風(fēng)量要求根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)機(jī)流量范圍。壓力要求根據(jù)系統(tǒng)阻力選擇合適的風(fēng)機(jī)靜壓。效率考慮在滿足要求的前提下，選擇高效率風(fēng)機(jī)以節(jié)省能源。噪聲控制考慮風(fēng)機(jī)噪聲水平，必要時(shí)采取降噪措施。通風(fēng)系統(tǒng)能耗分析1風(fēng)機(jī)能耗2空調(diào)能耗3控制系統(tǒng)能耗4其他輔助設(shè)備能耗通風(fēng)系統(tǒng)能耗可占建筑總能耗的30-50%。優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行策略可顯著降低能耗。通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能措施熱回收技術(shù)利用排風(fēng)熱量預(yù)熱新風(fēng)，減少能耗。變頻