04 工業(yè)與民用建筑的通風(fēng)

1、第8章 工業(yè)與民用建筑的通風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)分類按建筑物按范圍按動力工業(yè)建筑通風(fēng)民用建筑通風(fēng)全面通風(fēng)局部通風(fēng)機械通風(fēng)自然通風(fēng)風(fēng)壓作用的自然通風(fēng)熱壓作用的自然通風(fēng)1自然通風(fēng)利用風(fēng)壓和熱壓的自然通風(fēng)管道式自然通風(fēng)2機械通風(fēng)全面機械排風(fēng)自然送風(fēng)全面機械送風(fēng)自然排風(fēng)1進風(fēng)口；2空氣處理設(shè)備；3風(fēng)機；4風(fēng)道；5送風(fēng)口全面通風(fēng)局部送風(fēng)系統(tǒng)示意圖3全面通風(fēng)與局部通風(fēng) 1局部送風(fēng) 2局部排風(fēng)局部排風(fēng)系統(tǒng)示意圖局部通風(fēng)系統(tǒng)的組成與設(shè)計要求1局部送風(fēng)系統(tǒng)圖8.11 局部機械吹風(fēng)系統(tǒng)2局部排風(fēng)系統(tǒng)1密閉式 密閉式排風(fēng)罩2柜式通風(fēng)柜柜式排風(fēng)罩外部吸氣排風(fēng)罩8.1 工業(yè)與民用建筑中的污染物氣體污染物:滿足理想氣體狀態(tài)方程式蒸汽

2、污染物:不滿足理想氣體狀態(tài)方程式粒子污染物: 100m，懸浮于空氣中固體粒子：粉塵、凝結(jié)固體煙霧、煙液態(tài)粒子：靄、霧空氣中污染物煙與霧的合成物還記得可吸入塵嗎？一、污染物分類按物態(tài)分類：氣體：2. 蒸氣：3. 固體粒子：4. 液態(tài)粒子：滿足理想氣體狀態(tài)方程接近凝結(jié)狀態(tài)、不滿足理想氣體狀態(tài)方程粉塵：1100m凝結(jié)固體煙霧fume)：0.11m煙：0.5m靄：1100m霧fog)：550m煙霧(smog)：3%時，不適感，頭疼 5%時，中毒,精神憂郁10%時，失去知覺，甚至死亡 CO:允許濃度為40mg/m3(35ppm) 氡Rn):美國允許濃度為148Bq/m3 氡子體：氡的衰變產(chǎn)物美國允許濃度

3、為70Bq/m3Bq/m3(貝可/ m3 ：單位體積空氣的放射性活度，是氡的濃度的度量單位其它污染源聲光熱：輻射熱度到達280560W/m2時，人體已有明顯的熱 感；5601050W/m2 ，人體已無法忍受一、室內(nèi)空氣品質(zhì)評價的標準和標準傳統(tǒng)上以CO2濃度作為衡量指標:許多國家允許濃度為0.1%WHO世界健康組織建議0.25%8.2 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價與必需的通風(fēng)量ASHRAE62-1989標準對合格室內(nèi)空氣品質(zhì)的新定義:合格的空氣品質(zhì)應(yīng)當是空氣中沒有濃度到達有權(quán)威機構(gòu)確定的有害程度指標的污染物;并且在這種環(huán)境中絕大多數(shù)人(80%或更多)沒有表示不滿意.二、必需的通風(fēng)量人體CO2的發(fā)生量與人體

4、新陳代謝有關(guān)(8-1)(8-2)對我國標準男子,(8-3)每人稀釋所需的新風(fēng)量 ：2. 每人所需新風(fēng)量的標準3. 稀釋香煙的煙氣所需的新風(fēng)量8.3全面通風(fēng)和稀釋方程 全面通風(fēng)是對整個房間進行通風(fēng)換氣。其根本原理是，用清潔空氣稀釋(沖淡)室內(nèi) 空氣中的有害物濃度，同時不斷地把污染空氣排至室外，保證室內(nèi)空氣環(huán)境到達衛(wèi)生標準。全面通風(fēng)也稱稀釋通風(fēng)。 全面通風(fēng)方式:自然通風(fēng)、機械通風(fēng)、自然與機械聯(lián)合通風(fēng)。 8.3全面通風(fēng)和稀釋方程 全面通風(fēng)也稱稀釋通風(fēng)，用清潔空氣稀釋室內(nèi)有害物濃度，同時不斷把污染空氣排至室外，使室內(nèi)空氣中有害物濃度不超過衛(wèi)生標準規(guī)定的最高準許濃度。8.3.1 全面通風(fēng)量確實定假設(shè)有害

5、物在室內(nèi)均勻散發(fā)，送風(fēng)氣流和室內(nèi)空氣混合瞬間完成，送排風(fēng)氣流等溫。Vf(m3)，x (g/s)c1(g/m3)dc(g/m3)=c2-c1L(m3/s)L(m3/s)c0(g/m3)dc(g/m3)d全面通風(fēng)的根本微分方程式：一、全面通風(fēng)稀釋方程： (8-4) 室內(nèi)有害物濃度處于穩(wěn)定狀態(tài)時所需全面通風(fēng)量，按下式計算： (8-6) (8-5)當散發(fā)有害物數(shù)量不能確定時，換氣量可按換氣次數(shù)確定。每小時的換氣量與房間容積之比： 換氣次數(shù)n(次/h)：二、利用通風(fēng)方法消除余熱余濕：三、通風(fēng)效率：(8-10)(8-11) 通風(fēng)效率又稱混合效率；定義為實際參與稀釋的風(fēng)量與送入房間通風(fēng)量之比，即： 考慮了通

6、風(fēng)效率后，實際參與稀釋的風(fēng)量為EvVv,那么：1100(a) 活塞流通風(fēng)(b)置換通風(fēng)150100四、房間內(nèi)有多種污染物的通風(fēng)量各種污染物單獨作用 根據(jù)每一種污染物的發(fā)生量及允許濃度分別求出通風(fēng)量，取其中最大者作為該房間的通風(fēng)量。各種污染物有疊加作用設(shè)各種污染物的發(fā)生量分別為Q1,Q2, Qn(mg/s)設(shè)各種污染物的允許濃度分別為cp1,cp2, cpn(mg/s(8-18)例:某車間同時散發(fā)幾種有機溶劑的蒸汽，它們的散發(fā)量分別為：苯 2kg/h；醋酸乙脂 1.2kg/h；乙醇 0.5kg/h。該車間消除余熱所需的全面通風(fēng)量為50m3/s。求該車間所需的全面通風(fēng)量?！窘狻坑筛戒?查得三種溶劑

7、蒸汽的容許濃度為： 苯 40mg/m3；醋酸乙脂 300mg/m3；乙醇，未作規(guī)定，不計風(fēng)量。 進風(fēng)為清潔空氣，上述三種溶劑蒸汽的濃度為零。取平安系數(shù)K6。按公式2-12計算把三種溶劑的蒸汽稀釋到容許濃度所需的通風(fēng)量。 2-12 因為幾種溶劑同時散發(fā)對人體危害作用相同的蒸汽，所需風(fēng)量為各自風(fēng)量之和，即 這風(fēng)量已能滿足消除余熱的需要，故該車間所需的全面通風(fēng)量為90.01 m3/s。 8-4 全面通風(fēng)系統(tǒng) 機械排風(fēng)機械進風(fēng)機械通風(fēng)自然通風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)機械進風(fēng)系統(tǒng)機械排風(fēng)系統(tǒng)8-4 全面通風(fēng)系統(tǒng) 機械進風(fēng)系統(tǒng)：送風(fēng)口位置:影響室內(nèi)氣流分布和通風(fēng)效率新風(fēng)口:設(shè)百葉，設(shè)在干凈處，在主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)并低于排風(fēng)

8、口；應(yīng)高于地面2m綠化帶可1m，防止進排風(fēng)短路，應(yīng)有過濾、加熱功能 寒冷地區(qū)新風(fēng)入口設(shè)電動密閉閥并與風(fēng)機聯(lián)動機械排風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)口位置：設(shè)污染物濃度較大處；污染物密度比空氣小時設(shè)上方；反之下方排風(fēng)口：屋頂上設(shè)風(fēng)帽，墻上設(shè)百葉，設(shè)電動密閉閥，與風(fēng)機聯(lián)動控制8-4 全面通風(fēng)系統(tǒng) 標準標準8-4 全面通風(fēng)系統(tǒng) 標準標準8-4 全面通風(fēng)系統(tǒng) 標準8-4 全面通風(fēng)系統(tǒng) 空調(diào)建筑中的通風(fēng) ：那么各房間新風(fēng)之和為：各房間的新風(fēng)為：各房間的送風(fēng)量為：那么系統(tǒng)的送風(fēng)量為：當各房間的新風(fēng)百分比相等時：當各房間的新風(fēng)百分比不相等時：設(shè)某房間的最大新風(fēng)百分比為F，該房間需要的新風(fēng)量為 ，送風(fēng)量為 ，那么8-5 局部通風(fēng)與事

9、故通風(fēng)局部排風(fēng)系統(tǒng) 風(fēng)機排風(fēng)罩 凈化設(shè)備 風(fēng)管 風(fēng)帽 局部污染源 局部排風(fēng)系統(tǒng)局部送風(fēng)系統(tǒng)局部排風(fēng)系統(tǒng)的劃分原那么:污染物性質(zhì)相同或相近,工作時間相同且污染物散發(fā)點相距不遠時,可合為一個系統(tǒng)不同污染物相混可產(chǎn)生燃燒、爆炸或生成新的有毒污染物時應(yīng)各自成獨立系統(tǒng)排除有燃燒爆炸或腐蝕的污染物時應(yīng)各自單獨設(shè)立系統(tǒng)且應(yīng)有防燃燒爆炸或腐蝕的措施排除高溫高濕氣體時,應(yīng)單獨設(shè)系統(tǒng).并有防結(jié)露和排凝結(jié)水措施8-5 局部通風(fēng)與事故通風(fēng)局部送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計原那么：當車間中的操作點的溫度達不到衛(wèi)生要求或輻射照度平方米時，。冬季局部送風(fēng)的新風(fēng)溫度應(yīng)到達工作點的送風(fēng)速度應(yīng)控制在吹風(fēng)氣流應(yīng)從人體前側(cè)上方傾斜吹向人體上部軀干，

10、使人體上部處于新鮮空氣的包圍之中。送風(fēng)到達人體直徑宜為；人體活動范圍較大時，啞應(yīng)采用可調(diào)節(jié)風(fēng)向的風(fēng)口應(yīng)防止將污染物吹向人體；采用噴霧風(fēng)扇軸流風(fēng)機直接進行局部送風(fēng)時，只適用于溫度高于，輻射照度大于平米，且工藝不忌細小霧滴的中、重作業(yè)的工作點；霧滴直徑小于微米，風(fēng)速在。8-5 局部通風(fēng)與事故通風(fēng)標準8-5 局部通風(fēng)與事故通風(fēng)標準8-5 局部通風(fēng)與事故通風(fēng)局部送風(fēng)系統(tǒng)規(guī)范標準8-5 局部通風(fēng)與事故通風(fēng)標準例夏季室外通風(fēng)計算溫度tw=30，車間工作地點空氣溫度tn=35，輻射照度為1400W/m2，在該處設(shè)置系統(tǒng)式局部送風(fēng)系統(tǒng)，送風(fēng)口至工作地點距離s=1.5m，送風(fēng)氣流作用范圍Ds=1.4m，需確定送

11、風(fēng)口的尺寸及送風(fēng)參數(shù). 解取送風(fēng)射流的平均溫度tsp=29,平均風(fēng)速vsp=3.4m/s選擇旋轉(zhuǎn)送風(fēng)口，其紊流系數(shù)a=0.2。1.計算送風(fēng)口的當量直徑 送風(fēng)射流有效寬度 型號DABEKHGC有效截面積/m2當量面積直徑d012345265285320375440265285320375440410440490580680101010601145128014552162312912963011251321271281303754034535306234104404905706800.1090.250.1570.21803000.4430.4760.5320.6270.7352.確定送風(fēng)溫度 3.

12、確定送風(fēng)口出口流速送風(fēng)口出口流速 送風(fēng)口送風(fēng)量 事故通風(fēng) 對于有可能突然從設(shè)備或管道中逸出大量有害氣體或燃燒爆炸性氣體的房間,應(yīng)設(shè)事故排風(fēng)系統(tǒng), 以便發(fā)生逸出事故時由事故排風(fēng)系統(tǒng)和經(jīng)常使用排風(fēng)系統(tǒng)共同排風(fēng), 盡快把有害物排到室外. 事故通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機開關(guān)應(yīng)設(shè)于便開啟的地點, 排除有爆炸危害氣體時, 應(yīng)考慮風(fēng)機防爆問題。 事故排風(fēng)時的排風(fēng)量，應(yīng)由事故排風(fēng)系統(tǒng)和經(jīng)常使用的排風(fēng)系統(tǒng)共同保證。 事故排風(fēng)的排風(fēng)量一般按房間的換氣次數(shù)來確定。 1)當有害氣體的最高容許濃度5mg/m3時, 車間高度6m者換氣8次/時, 車間高度6m者, 換氣5次/時. 2)最高容許濃度5mg/m3時, 上述換氣次數(shù)應(yīng)乘以1

13、.5.事故通風(fēng)排風(fēng)口應(yīng)設(shè)在有害氣體或爆炸危險物質(zhì)散發(fā)可能性最大的地方不設(shè)進風(fēng)系統(tǒng)補償，一般不進行凈化處理。缺乏工藝資料時，可按房間容積每小時次換氣量確定。根據(jù)有毒氣體的密度，設(shè)置吸氣口位置的上下；如果氣體有燃燒、爆炸危害，吸入口應(yīng)盡量緊貼頂棚布置，風(fēng)口上檐與頂棚距離不得大于排風(fēng)口應(yīng)避開人員經(jīng)常停留或通行的地點。排風(fēng)口的高度應(yīng)高于范圍內(nèi)最高建筑物以上。當內(nèi)有機械進風(fēng)口時，應(yīng)高于以上；如果排放的是可燃氣體或蒸氣，排風(fēng)口應(yīng)遠離火源以上。8-5 局部通風(fēng)與事故通風(fēng)標準8-5 局部通風(fēng)與事故通風(fēng)標準8-5 局部通風(fēng)與事故通風(fēng)標準8-6 排風(fēng)罩密閉式開敞式 半密閉式縫隙處風(fēng)速1.5m/s，負壓510pa吸

14、風(fēng)口風(fēng)速：篩分0.6m/s粉碎2m/s破碎3m/s. 8-6 排風(fēng)罩半密閉式排風(fēng)罩8-6 排風(fēng)罩污染物發(fā)生量不大時的排風(fēng)量：開口處推薦風(fēng)速 開口面積 污染物發(fā)生量大時： 斷面最小風(fēng)速/斷面平均風(fēng)速 上排式下排式8-6 排風(fēng)罩當柜中產(chǎn)生熱氣體時利用熱壓排風(fēng)的排風(fēng)量 通風(fēng)柜內(nèi)的余熱量 工作口到排風(fēng)口高度 開口面積通風(fēng)柜在空調(diào)、凈化或采暖房間時柜門送風(fēng)送出空氣可來自室外或鄰室風(fēng)量為排風(fēng)量的70758-6 排風(fēng)罩開敞式排風(fēng)罩又稱外部排風(fēng)罩 無邊傘形罩帶法蘭邊傘形罩側(cè)吸罩x處控制速度(污染物捕捉速度),查表8-3 罩口與污染物之間距離 例有一尺寸為300600mm的矩形排風(fēng)罩四周無邊,要求在距罩口x=9

15、00mm處造成vx=0.25m/s的吸入速度，計算該排風(fēng)罩的排風(fēng)量。 解 罩口排風(fēng)量=3600v0F=36006.760.30.6=4380m3/h罩口長邊尺寸a=600mm，短邊尺寸b=300mb/a=300/600=1/2，x/b=900/300=3.0vx/v0=0.037罩口平均風(fēng)速v0=vx/0.037=6.76m/s0.0378-6 排風(fēng)罩熱源上方的傘形罩低懸罩高懸罩Vh、Vz熱物體上方的熱氣流體積流量 A罩口面積Ah熱物體在平面上的投影面積Vp罩口周邊的控制風(fēng)速,一般=0.5m/s吹吸式排風(fēng)罩 旋風(fēng)幕排風(fēng)罩 槽邊排風(fēng)罩 排風(fēng)罩的設(shè)計原那么：盡量采用密閉罩，其次半密閉式縫隙、孔口工

16、作開口因盡量小方便操作和檢修開敞式應(yīng)盡量靠墻或工作臺面，或增加擋板或設(shè)活動遮擋，并盡量靠近污染源應(yīng)注意排風(fēng)罩附近橫向氣流的影響 8-6 排風(fēng)罩8.7 空氣幕 吹吸式上送式單側(cè)送風(fēng)雙側(cè)送風(fēng)吹吸式單吹式Think,各有何特點?例有一大門，高H=2.5m，寬度B=4m，室外風(fēng)速vw=2m/s,采用上送式空氣幕，請確定有關(guān)參數(shù)。解 射流吹出角假設(shè)送風(fēng)口風(fēng)速v0=5m/s 空氣幕送風(fēng)量送風(fēng)口寬度回風(fēng)口寬度 自然通風(fēng)是依靠室內(nèi)外空氣的溫度差產(chǎn)生的密度差造成的熱壓，或者是室外風(fēng)造成的風(fēng)壓，使房間內(nèi)外的空氣進行交換，從而改善室內(nèi)的空氣環(huán)境。 自然通風(fēng)不消耗機械動力，是一種經(jīng)濟的通風(fēng)方式，所以應(yīng)用十分廣泛，對于

17、產(chǎn)生大量余熱的車間，采用自然通風(fēng)可以得到很大的換氣量。采用自然通風(fēng)時，應(yīng)該從總圖布置、通風(fēng)設(shè)計、建筑形式、工藝設(shè)置等等幾個方面進行綜合考慮，才可能使設(shè)計到達預(yù)期目的，有一個良好的有組織自然通風(fēng)，改善空氣環(huán)境，到達衛(wèi)生設(shè)計標準。 無法處理進入室內(nèi)的室外空氣，也難于對從室內(nèi)向室外排出的污濁空氣進行凈化處理；自然通風(fēng)受室外氣象條件影響、通風(fēng)效果不穩(wěn)定。 下面主要闡述熱壓和風(fēng)壓自然通風(fēng)的動力作用下的自然通風(fēng)的根本原理以及設(shè)計原那么、設(shè)計計算方法和設(shè)計本卷須知。8.8 自然通風(fēng)根本原理 自然通風(fēng)的作用原理 如果建筑物外墻上的門窗孔洞兩側(cè)由于熱壓和風(fēng)壓造成壓力差 ，空氣就會經(jīng)門窗孔洞進入室內(nèi)，空氣流過門窗

18、孔洞時阻力等于孔洞內(nèi)外的壓差 ，即： 式中 孔洞內(nèi)外的壓差，Pa； 孔洞局部阻力系數(shù)； 空氣流速，m/s； 空氣密度，kg/m3。變換上式得： 建筑物外墻上孔洞示意圖自然通風(fēng)的作用原理式中 窗孔的流量系數(shù)， ， 值的大小和窗孔的構(gòu)造有關(guān)，一般小于1；其它符號意義同前。通過窗孔的體積流量為： m3/s通過窗孔的質(zhì)量流量為：式中 孔洞的截面積，m2。上式說明，對于某一固定的建筑結(jié)構(gòu)，其自然通風(fēng)量的大小，取決于孔洞兩側(cè)壓差的大小。造成空氣壓力差的原因：熱壓和風(fēng)壓 熱壓：溫差引起的空氣密度差導(dǎo)致建筑開口內(nèi)外的壓差。 風(fēng)壓：室外氣流繞流引起建筑周圍壓力分布的不同形成開口處的壓差。熱壓作用下的自然通風(fēng) 如

19、下圖，在建筑外圍護結(jié)構(gòu)的不同高度處有兩個開口A與B，它們的高差為H。假設(shè)室內(nèi)溫度為tn，室外溫度為tw。 熱壓：取決于室內(nèi)外空氣溫差所致的空氣容重差和進出氣口的高度差。 1 單層建筑 大氣壓與高度有關(guān)，由高度引起的壓力差為：假設(shè)室內(nèi)溫度tntw，那么;也就是說圖中的壓力線aibipi和壓力線aobopo的斜率不同。 熱壓作用下的自然通風(fēng) 1.總壓差的計算 當室內(nèi)外空氣溫度不同時，在車間的進排風(fēng)窗孔上將造成一定的壓力差。進排風(fēng)窗孔壓力差的總和稱為總壓力差。 如下圖為車間進、排風(fēng)口的布置情況。室內(nèi)外空氣溫度分別為 ，密度為 。設(shè)上部天窗為 ，下部側(cè)窗為 ，窗孔外的靜壓力分別為 、 ，窗孔內(nèi)的靜壓力

20、分別為 、 。如室內(nèi)溫度高于室外溫度，即 ，那么 時， ，下部窗孔兩側(cè)室外靜壓大于室內(nèi)靜壓，上部窗孔那么相反，所以在密度差的作用下，下部窗孔將進風(fēng)，上部天窗將排風(fēng)。反之，當 時， 2.3時廠房的相關(guān)尺寸可不受限制避風(fēng)天窗與相鄰較高建筑物距離風(fēng)帽與相鄰較高建筑物距離8.9 熱車間的自然通風(fēng)和隔熱計算全面換氣量及排風(fēng)溫度排除車間余熱量所需的全面換氣量:夏季通風(fēng)車間內(nèi)工作地點空氣溫度與室外溫度的差值夏季通風(fēng)室外計算溫度（）23 23 24 25 26 27 28 2932 32工作地點與室外溫度的差值（） 9 8 7 6 5 4 3 2熱源高度（m）246810121410.850.750.650.

21、600.550.5 值 比值/0.400.50.550.600.650.701.01.071.121.181.301.45值 m1值的關(guān)系曲線 有時熱車間除了自然通風(fēng)外，還可能有機械送風(fēng)和局部排風(fēng)系統(tǒng)，因此通風(fēng)量應(yīng)為：例計算廠房的通風(fēng)量，余熱量為880000W，車間進排風(fēng)口面積和中心高度均已定，twf=25，從下至上窗面積分別為50、20、20、60m2,自然通風(fēng)窗扇開啟角度45。 解 取tn=30，散熱量有效系數(shù)m=0.33 1.無局部排風(fēng)時廠房排風(fēng)溫度:窗口的流量系數(shù)2.室外空氣、車間排風(fēng)以及車間空氣平均溫度下的空氣密度分別為： Z=6.9m 3.確定中和面高度Z；4.計算各窗口的通風(fēng)量總進風(fēng)量=G1+G2=46.37+11.55=57.92kg/s總排風(fēng)量=G3+G4=8.57+49.66=