04 工業(yè)與民用建筑的通風

1、第8章 工業(yè)與民用建筑的通風通風系統(tǒng)分類按建筑物按范圍按動力工業(yè)建筑通風民用建筑通風全面通風局部通風機械通風自然通風風壓作用的自然通風熱壓作用的自然通風1自然通風利用風壓和熱壓的自然通風管道式自然通風2機械通風全面機械排風自然送風全面機械送風自然排風1進風口；2空氣處理設(shè)備；3風機；4風道；5送風口全面通風局部送風系統(tǒng)示意圖3全面通風與局部通風 1局部送風 2局部排風局部排風系統(tǒng)示意圖局部通風系統(tǒng)的組成與設(shè)計要求1局部送風系統(tǒng)圖8.11 局部機械吹風系統(tǒng)2局部排風系統(tǒng)1密閉式 密閉式排風罩2柜式通風柜柜式排風罩外部吸氣排風罩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量 ：2. 每人所需新風量的標準3. 稀釋香煙的煙氣所需的新風量8.3全面通風和稀釋方程 全面通風是對整個房間進行通風換氣。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。全面通風也稱稀釋通風。 全面通風方式:自然通風、機械通風、自然與機械聯(lián)合通風。 8.3全面通風和稀釋方程 全面通風也稱稀釋通風，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 全面通風量確實定假設(shè)有害

5、物在室內(nèi)均勻散發(fā)，送風氣流和室內(nèi)空氣混合瞬間完成，送排風氣流等溫。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全面通風的根本微分方程式：一、全面通風稀釋方程： (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、利用通風方法消除余熱余濕：三、通風效率：(8-10)(8-11) 通風效率又稱混合效率；定義為實際參與稀釋的風量與送入房間通風量之比，即： 考慮了通

6、風效率后，實際參與稀釋的風量為EvVv,那么：1100(a) 活塞流通風(b)置換通風150100四、房間內(nèi)有多種污染物的通風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量，取其中最大者作為該房間的通風量。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量為50m3/s。求該車間所需的全面通風量。【解】由附錄2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，不計風量。 進風為清潔空氣，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，所需風量為各自風量之和，即 這風量已能滿足消除余熱的需要，故該車間所需的全面通風量為90.01 m3/s。 8-4 全面通風系統(tǒng) 機械排風機械進風機械通風自然通風通風系統(tǒng)機械進風系統(tǒng)機械排風系統(tǒng)8-4 全面通風系統(tǒng) 機械進風系統(tǒng)：送風口位置:影響室內(nèi)氣流分布和通風效率新風口:設(shè)百葉，設(shè)在干凈處，在主導風向的上風側(cè)并低于排風

8、口；應(yīng)高于地面2m綠化帶可1m，防止進排風短路，應(yīng)有過濾、加熱功能 寒冷地區(qū)新風入口設(shè)電動密閉閥并與風機聯(lián)動機械排風系統(tǒng)風口位置：設(shè)污染物濃度較大處；污染物密度比空氣小時設(shè)上方；反之下方排風口：屋頂上設(shè)風帽，墻上設(shè)百葉，設(shè)電動密閉閥，與風機聯(lián)動控制8-4 全面通風系統(tǒng) 標準標準8-4 全面通風系統(tǒng) 標準標準8-4 全面通風系統(tǒng) 標準8-4 全面通風系統(tǒng) 空調(diào)建筑中的通風 ：那么各房間新風之和為：各房間的新風為：各房間的送風量為：那么系統(tǒng)的送風量為：當各房間的新風百分比相等時：當各房間的新風百分比不相等時：設(shè)某房間的最大新風百分比為F，該房間需要的新風量為 ，送風量為 ，那么8-5 局部通風與事

9、故通風局部排風系統(tǒng) 風機排風罩 凈化設(shè)備 風管 風帽 局部污染源 局部排風系統(tǒng)局部送風系統(tǒng)局部排風系統(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 局部通風與事故通風局部送風系統(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，。冬季局部送風的新風溫度應(yīng)到達工作點的送風速度應(yīng)控制在吹風氣流應(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)風向的風口應(yīng)防止將污染物吹向人體；采用噴霧風扇軸流風機直接進行局部送風時，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，風速在。8-5 局部通風與事故通風標準8-5 局部通風與事故通風標準8-5 局部通風與事故通風局部送風系統(tǒng)規(guī)范標準8-5 局部通風與事故通風標準例夏季室外通風計算溫度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)式局部送風系統(tǒng)，送風口至工作地點距離s=1.5m，送風氣流作用范圍Ds=1.4m，需確定送

11、風口的尺寸及送風參數(shù). 解取送風射流的平均溫度tsp=29,平均風速vsp=3.4m/s選擇旋轉(zhuǎn)送風口，其紊流系數(shù)a=0.2。1.計算送風口的當量直徑 送風射流有效寬度 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.確定送風溫度 3.

12、確定送風口出口流速送風口出口流速 送風口送風量 事故通風 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)事故排風系統(tǒng), 以便發(fā)生逸出事故時由事故排風系統(tǒng)和經(jīng)常使用排風系統(tǒng)共同排風, 盡快把有害物排到室外. 事故通風系統(tǒng)的風機開關(guān)應(yīng)設(shè)于便開啟的地點, 排除有爆炸危害氣體時, 應(yīng)考慮風機防爆問題。 事故排風時的排風量，應(yīng)由事故排風系統(tǒng)和經(jīng)常使用的排風系統(tǒng)共同保證。 事故排風的排風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.事故通風排風口應(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，風口上檐與頂棚距離不得大于排風口應(yīng)避開人員經(jīng)常停留或通行的地點。排風口的高度應(yīng)高于范圍內(nèi)最高建筑物以上。當內(nèi)有機械進風口時，應(yīng)高于以上；如果排放的是可燃氣體或蒸氣，排風口應(yīng)遠離火源以上。8-5 局部通風與事故通風標準8-5 局部通風與事故通風標準8-5 局部通風與事故通風標準8-6 排風罩密閉式開敞式 半密閉式縫隙處風速1.5m/s，負壓510pa吸

14、風口風速：篩分0.6m/s粉碎2m/s破碎3m/s. 8-6 排風罩半密閉式排風罩8-6 排風罩污染物發(fā)生量不大時的排風量：開口處推薦風速 開口面積 污染物發(fā)生量大時： 斷面最小風速/斷面平均風速 上排式下排式8-6 排風罩當柜中產(chǎn)生熱氣體時利用熱壓排風的排風量 通風柜內(nèi)的余熱量 工作口到排風口高度 開口面積通風柜在空調(diào)、凈化或采暖房間時柜門送風送出空氣可來自室外或鄰室風量為排風量的70758-6 排風罩開敞式排風罩又稱外部排風罩 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，計算該排風罩的排風量。 解 罩口排風量=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罩口平均風速v0=vx/0.037=6.76m/s0.0378-6 排風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罩口周邊的控制風速,一般=0.5m/s吹吸式排風罩 旋風幕排風罩 槽邊排風罩 排風罩的設(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)注意排風罩附近橫向氣流的影響 8-6 排風罩8.7 空氣幕 吹吸式上送式單側(cè)送風雙側(cè)送風吹吸式單吹式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)送風口風速v0=5m/s 空氣幕送風量送風口寬度回風口寬度 自然通風是依靠室內(nèi)外空氣的溫度差產(chǎn)生的密度差造成的熱壓，或者是室外風造成的風壓，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。 自然通風不消耗機械動力，是一種經(jīng)濟的通風方式，所以應(yīng)用十分廣泛，對于

17、產(chǎn)生大量余熱的車間，采用自然通風可以得到很大的換氣量。采用自然通風時，應(yīng)該從總圖布置、通風設(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)計到達預期目的，有一個良好的有組織自然通風，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；自然通風受室外氣象條件影響、通風效果不穩(wěn)定。 下面主要闡述熱壓和風壓自然通風的動力作用下的自然通風的根本原理以及設(shè)計原那么、設(shè)計計算方法和設(shè)計本卷須知。8.8 自然通風根本原理 自然通風的作用原理 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：熱壓和風壓 熱壓：溫差引起的空氣密度差導致建筑開口內(nèi)外的壓差。 風壓：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 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 1.總壓差的計算 當室內(nèi)外空氣溫度不同時，在車間的進排風窗孔上將造成一定的壓力差。進排風窗孔壓力差的總和稱為總壓力差。 如下圖為車間進、排風口的布置情況。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，上部天窗將排風。反之，當 時， 2.3時廠房的相關(guān)尺寸可不受限制避風天窗與相鄰較高建筑物距離風帽與相鄰較高建筑物距離8.9 熱車間的自然通風和隔熱計算全面換氣量及排風溫度排除車間余熱量所需的全面換氣量:夏季通風車間內(nèi)工作地點空氣溫度與室外溫度的差值夏季通風室外計算溫度（）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外，還可能有機械送風和局部排風系統(tǒng)，因此通風量應(yīng)為：例計算廠房的通風量，余熱量為880000W，車間進排風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.無局部排風時廠房排風溫度:窗口的流量系數(shù)2.室外空氣、車間排風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.計算各窗口的通風量總進風量=G1+G2=46.37+11.55=57.92kg/s總排風量=G3+G4=8.57+49.66=