工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)

工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)第一節(jié)自然通風(fēng)的作用原理空氣流過(guò)窗孔時(shí)的阻力ΔP為窗孔兩側(cè)的壓力差為：ΔP=ζρv2/2（7-1）

則v=[2ΔP/（ζρ）]1/2=μ（2ΔP/ρ）1/2

（7-2）

通過(guò)窗孔的空氣量：

L=vF=μF（2ΔP/ρ）1/2（7-3）

G=Lρ=μF（2ΔP·ρ）1/2（7-4）

工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)一、熱壓作用下的自然通風(fēng)

根據(jù)流體靜力學(xué)原理，窗孔b的內(nèi)外壓差為

ΔPb=Pb′－Pb=（Pa′－ghρn）－（Pa－ghρw）=ΔPa+gh（ρw－ρn）（7-5）

ΔPb+（-ΔPa）

=ΔPb+│ΔPa│=gh（ρw－ρn）

（7-6）

把gh（ρw－ρn）稱(chēng)為熱壓。

工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)二、余壓及中和面：何謂余壓：位于中和面上的窗孔是沒(méi)有空氣流動(dòng)的。

Pxa=Pxo－h(huán)1（ρw－ρn）g=－h(huán)1（ρw－ρn）g

（7-7）

Pxb=Pxo+h2（ρw－ρn）g=h2（ρw－ρn）g

（7-8）工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)三、風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)

正壓區(qū)；負(fù)壓區(qū)，即空氣動(dòng)力陰影區(qū)?？諝鈩?dòng)力陰影區(qū)最大高度為

Hc≈0.3(A)

（7-9）了解建筑物周?chē)鷼饬鬟\(yùn)動(dòng)狀況，不但對(duì)自然通風(fēng)計(jì)算、天窗型式的選擇和配置有重要意義，而且對(duì)通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的進(jìn)、排風(fēng)口的配置也有重大影響。如第六章所述，局部排風(fēng)系統(tǒng)排放的有害物質(zhì)濃度不符合排放標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，如將其排入空氣動(dòng)力陰影區(qū)內(nèi)，有害物質(zhì)會(huì)逐漸集聚；如有工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)進(jìn)風(fēng)口布置在該區(qū)域，有害物質(zhì)會(huì)隨進(jìn)風(fēng)進(jìn)入廠(chǎng)房。圖7-4是鑄造車(chē)間化鐵爐煙氣采用不同排放高度時(shí)有害物質(zhì)分布示意圖。圖a，煙氣排入建筑物上部空氣動(dòng)力陰影區(qū)內(nèi)，有害物質(zhì)在車(chē)間上部及周?chē)?。圖b是煙氣排入空氣動(dòng)力陰影區(qū)以上，這樣車(chē)間周?chē)泻ξ镔|(zhì)濃度大大下降。工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)

室外氣流吹過(guò)建筑物時(shí)，其四周的靜壓分布如圖7-5所示，迎風(fēng)面為正壓區(qū)，頂部及背風(fēng)面均為負(fù)壓區(qū)。圖7-6所示的雙凹形天窗2和4，從局部看處于迎風(fēng)面，由于它們處于整個(gè)建筑所造成空氣動(dòng)力陰影之內(nèi)，所以窗孔2、4處均為負(fù)壓。工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)風(fēng)壓的定義：和遠(yuǎn)處未受擾動(dòng)的氣流相比，由于風(fēng)的作用在建筑物表面所形成的空氣靜壓力變化。風(fēng)壓值：

某一建筑物周?chē)娘L(fēng)壓分布與建筑物的幾何形狀和風(fēng)向有關(guān)。風(fēng)向一定時(shí)，建筑物外圍結(jié)構(gòu)上某一點(diǎn)的風(fēng)壓值可用下式表示：

Pf=Kvw2ρw/2

（7-10）工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)四、熱壓、風(fēng)壓同時(shí)作用下的自然通風(fēng)迎風(fēng)面窗孔a的內(nèi)外壓差為

ΔPa=Pxa－Kavw2ρw/2

（7-11）

背風(fēng)面窗孔b的內(nèi)外壓差為

ΔPb=Pxb－Kbvw2ρw/2=Pxa+hg（ρw－ρn）－Kbvw2ρw/2

（7-12）工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)第二節(jié)自然通風(fēng)的計(jì)算

根據(jù)現(xiàn)行《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ19-87）規(guī)定：放散熱量的生產(chǎn)廠(chǎng)房及輔助建筑物，其自然通風(fēng)應(yīng)僅考慮熱壓作用。

1、設(shè)計(jì)計(jì)算：

2、校核計(jì)算：

3、計(jì)算時(shí)的簡(jiǎn)化條件：1）通風(fēng)過(guò)程是穩(wěn)定的，影響自然通風(fēng)的因素不隨時(shí)間而變化。工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)2）整個(gè)車(chē)間的空氣溫度都等于車(chē)間的平均空氣溫度tnp；

tnp=（tn+tp）/2式中tn——室內(nèi)工作區(qū)溫度，℃

tp——上部窗孔的排風(fēng)溫度，℃。3）同一水平面上各點(diǎn)的靜壓均保持相等，靜壓沿高度方向的變化符合流體靜力學(xué)法則；4）車(chē)間內(nèi)空氣流動(dòng)時(shí)，不受任何障礙的阻擋；5）不考慮局部氣流的影響，熱射流、通風(fēng)氣流到達(dá)排風(fēng)窗孔前已經(jīng)消散；6）用封閉模型得出的空氣動(dòng)力系數(shù)適用于有空氣流動(dòng)的孔口。工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)一、自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)、校核計(jì)算步驟

1、計(jì)算消除余熱所需的全面通風(fēng)換氣量；

G=Q/(c（tp-tj））kg/s式中Q——車(chē)間的總余熱量，KJ/s；

tp——車(chē)間上部窗孔的排風(fēng)溫度，℃；

tj——車(chē)間的進(jìn)風(fēng)溫度，℃；

c——空氣比熱，℃。2、確定窗孔的位置及中和面位置；3、計(jì)算各窗孔的內(nèi)外壓差；工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)4a、分配各窗孔的進(jìn)、排風(fēng)量，計(jì)算各窗孔面積。4b、計(jì)算各窗孔的進(jìn)、排風(fēng)量，并校核自然通風(fēng)量能否滿(mǎn)足要求。注：中和面在設(shè)計(jì)計(jì)算中應(yīng)當(dāng)假定；校核計(jì)算中應(yīng)當(dāng)計(jì)算確定。進(jìn)風(fēng)窗孔=Ga/(μa(2h1(ρw-ρn)ρw)1/2)排風(fēng)窗孔Fb=Gb/(μb(2ΔPbρp)1/2)=Gb/(μb(2h2(ρw-ρn)ρp)1/2)工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)根據(jù)空氣量平衡方程式，Ga=Gb，如果近似認(rèn)為μa≈

μb，ρw≈ρp

。上述公式可簡(jiǎn)化為：

(Fa/Fb)2=h2/h1或Fa/Fb=（h2/h1）0.57-20

從公式20可以看出，進(jìn)排風(fēng)窗孔面積之比是隨中和面位置的變化而變化的。中和面向上移（即增大h1減小h2），排風(fēng)窗孔面積增大，進(jìn)風(fēng)窗孔面積減??；中和面向下移，則相反。在熱車(chē)間都采用上部天窗進(jìn)行排風(fēng)，天窗的造價(jià)要比側(cè)窗高，因此中和面位置不宜選的太高二、車(chē)間排風(fēng)溫度tp（℃）1、溫度梯度法：適用于廠(chǎng)房高度不大于15m，當(dāng)室內(nèi)散熱比較均勻，且散熱強(qiáng)度不大于116w/m3的場(chǎng)合。

tp=tn+ΔtH（H－2）（7-13）工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)2、有效系數(shù)法

適用于廠(chǎng)房高度大于15m，且散熱強(qiáng)度大于116w/m3的場(chǎng)合。當(dāng)作業(yè)地帶無(wú)局部排風(fēng)時(shí)：

tp=tw+(tn－tw)/m

（7-14）當(dāng)作業(yè)地帶有局部排風(fēng)時(shí)：

tp=tw+[Q－0.278c(tn－tw)·Gjp]/（G－Gjp）

（7-15）

工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)

散熱量有效系數(shù)mm=(tn－tw)/(tp－tw)

（7-16）通常m值宜按同類(lèi)車(chē)間實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)采用，見(jiàn)《簡(jiǎn)明通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P61表3-6。當(dāng)無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)，單跨生產(chǎn)廠(chǎng)房可按下式計(jì)算：

m=m1m2m3

（7-17）

工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)第三節(jié)避風(fēng)天窗與風(fēng)帽一、避風(fēng)天窗

工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)二、筒形風(fēng)帽1、筒形風(fēng)帽結(jié)構(gòu)2、筒形風(fēng)帽的選擇

根據(jù)風(fēng)帽直徑，確定風(fēng)帽的具體型號(hào)。風(fēng)帽直徑可利用公式計(jì)算或由線(xiàn)算圖查取。

工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)第四節(jié)自然通風(fēng)與工藝、建筑設(shè)計(jì)的配合一、建筑形式

1、采用單跨車(chē)間；2、采用穿堂風(fēng)；

3、采用雙層結(jié)構(gòu)；

4、進(jìn)風(fēng)側(cè)窗離地面的高度：夏季不宜超過(guò)，冬季應(yīng)設(shè)在4m以上；

5、采用避風(fēng)天窗；

6、多跨廠(chǎng)房應(yīng)將冷熱跨間隔布置。工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)二、廠(chǎng)房總平面布置

1、廠(chǎng)房主要進(jìn)風(fēng)面一般應(yīng)與夏季主導(dǎo)風(fēng)向成60~90度角，不宜小于45度；應(yīng)避免西曬；不宜將過(guò)多的輔助建筑布置在廠(chǎng)房四周。

2、自然通風(fēng)的各建筑物之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)木嚯x。見(jiàn)課本p192表7-4。工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)三、工藝布置

1、以熱壓為主進(jìn)行自然通風(fēng)的廠(chǎng)房，應(yīng)盡量將散熱設(shè)備布置在天窗的下方。以穿堂風(fēng)為主進(jìn)行自然通風(fēng)時(shí)，應(yīng)把熱源單排布置在夏季盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。

2、炎熱地區(qū)，可把熱源布置在廠(chǎng)房外面、且位于夏季盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，僅把爐子操作口放在廠(chǎng)房?jī)?nèi)。布置在室內(nèi)的熱源，應(yīng)采取有效的隔熱措施。工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)3、當(dāng)熱源沿廠(chǎng)房一側(cè)外墻布置時(shí)，且外墻與熱源之間無(wú)工作點(diǎn)時(shí)，熱源應(yīng)盡量布置在該側(cè)外墻兩個(gè)進(jìn)風(fēng)口之間。

4、當(dāng)散熱設(shè)備布置在多層建筑物內(nèi)時(shí)，應(yīng)盡量將其布置在建筑物的頂層。如必須布置在其他各層時(shí)，應(yīng)采取防止熱空氣影響上層的措施。

工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)第五節(jié)局部送風(fēng)一、普通風(fēng)扇

吊扇由葉片、吊桿、扇頭、上罩及供電線(xiàn)路組成。適用于室溫≤35℃

和熱輻射照度小于300w/m2

的場(chǎng)合。當(dāng)熱輻射照度大于300w/m2

試，工作地點(diǎn)的風(fēng)速：輕作業(yè)2~4m/s；中作業(yè)3~5m/s；重作業(yè)5~7m/s。

工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)二、噴霧風(fēng)扇

1、作用：增加風(fēng)速及降溫。

2、要求：采用噴霧風(fēng)扇時(shí)，應(yīng)力求控制霧滴直徑不超過(guò)100μm，最好在60μm以下。

3、適用場(chǎng)合：空氣溫度高于35℃、輻射照度大于1400w/m2，且工藝不忌細(xì)小霧滴的中、重作業(yè)的工作地點(diǎn)。工作地點(diǎn)的風(fēng)速應(yīng)采用3~5m/s。工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)三、系統(tǒng)式局部送風(fēng)

1、適用場(chǎng)合：當(dāng)工人經(jīng)常停留的工作地點(diǎn)輻射照度和空氣溫度較高，且工藝條件又不允許有水滴，或工作地點(diǎn)散發(fā)有害氣體或粉塵不允許采用再循環(huán)空氣時(shí)，應(yīng)采用系統(tǒng)式局部送風(fēng)。

工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)2、設(shè)置系統(tǒng)式局部送風(fēng)時(shí)，工作地點(diǎn)的溫度和平均風(fēng)速應(yīng)按表7-6確定。工作地點(diǎn)的溫度和平均風(fēng)速表7-6輻射照度（w/m2）冬季溫度（℃）冬季風(fēng)速（m/s）夏季溫度（℃）夏季風(fēng)速（m/s）350~700700~14001400~21002100~280020~2520~2518~2218~221~21~32~33~426~3126~3025~2924~281.5~32~43~54~6工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)（一）系統(tǒng)式局部送風(fēng)的設(shè)計(jì)

1、系統(tǒng)式局部送風(fēng)系統(tǒng)，不應(yīng)與進(jìn)氣通風(fēng)系統(tǒng)合并；

2、不得將有害物質(zhì)或熱氣流吹向人體；

3、送風(fēng)氣流宜從人體的前側(cè)或前側(cè)上方傾斜吹到頭、頸和胸部，或從上向下垂直送風(fēng)；

4、送到人體上的有效氣流寬度，宜采用1m；對(duì)于室內(nèi)散熱量小于23w/m3的輕作業(yè)者，采用。工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)送風(fēng)口的型式及選用：1、送風(fēng)口（或噴頭）型式：有旋轉(zhuǎn)送風(fēng)口、圓形送風(fēng)口和球形可調(diào)風(fēng)口等。2、選用原則：（1）當(dāng)工作場(chǎng)所較大時(shí)，宜采用大型送風(fēng)口或旋轉(zhuǎn)送風(fēng)口；（2）當(dāng)工作地點(diǎn)固定時(shí)，可采用帶有漸擴(kuò)短管的圓形送風(fēng)口；（3）球形可調(diào)風(fēng)口適用于船舶、飛機(jī)、工廠(chǎng)車(chē)間、交換機(jī)房等場(chǎng)合的定點(diǎn)送風(fēng)。

工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)（二）系統(tǒng)式局部送風(fēng)的計(jì)算

1、計(jì)算內(nèi)容：首先確定工作地點(diǎn)所需要的溫度和風(fēng)速，然后求出送風(fēng)口出口風(fēng)速、送風(fēng)量、送風(fēng)口尺寸以及送風(fēng)溫度。計(jì)算前，首先要根據(jù)表7-6的規(guī)定，確定局部工作地點(diǎn)的溫度和風(fēng)速，然后按自由射流規(guī)律進(jìn)行計(jì)算。

2、計(jì)算方法：設(shè)置系統(tǒng)式局部送風(fēng)系統(tǒng)的目的是在工作地點(diǎn)造成一定的風(fēng)速和溫度，在自由射流的邊界附近，射流溫度接近于室溫，氣流速工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)度接近于零，邊界部分的氣流實(shí)際上起不到局部送風(fēng)的作用。因此我們只取流速為軸心速度20%以上的范圍作為局部送風(fēng)的有效作用范圍。表7-6中要求的溫度和風(fēng)速是指有效作用范圍內(nèi)的平均溫度和平均風(fēng)速，不是指整個(gè)射流斷面上平均溫度和風(fēng)速。在這種情況下，我們不能直接應(yīng)用流體力學(xué)中的有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算，局部送風(fēng)系統(tǒng)用的計(jì)算公式經(jīng)過(guò)換算后在表7-7列出。工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)四、空氣幕（一）空氣幕的作用和分類(lèi)：1、空氣幕的作用：（1）防止室外冷、熱氣流侵入；（2）防止余熱和有害氣體的擴(kuò)散；（3）阻擋灰塵、有害氣體、昆蟲(chóng)的侵入。2、空氣幕的組成：空氣幕可由空氣處理設(shè)備、風(fēng)機(jī)、風(fēng)管系統(tǒng)及空氣分布器組成。工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)3、空氣幕的分類(lèi)：（1）按照空氣分布器的安裝位置不同分為：1）側(cè)送式空氣幕：側(cè)送式空氣幕又分單側(cè)和雙側(cè)兩種，門(mén)寬B＜4m用單側(cè)，B≥4m用雙側(cè)。側(cè)送式空氣幕主要用于工業(yè)廠(chǎng)房、車(chē)庫(kù)等的大門(mén)上。工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)2）下送式空氣幕：下送式空氣幕目前已很少使用。3）上送式空氣幕適用于一般的公共建筑，如商店、旅館、會(huì)堂、影劇院、體育館、機(jī)場(chǎng)、地鐵車(chē)站、候機(jī)室等。貫流風(fēng)機(jī)主要用于上送式非熱空氣幕。工業(yè)通風(fēng)第七章自然通風(fēng)和局部送風(fēng)（2）空氣幕按系統(tǒng)形式可分為：1）吹吸式空氣幕在大門(mén)空氣幕中很少