第八章建筑通風(fēng)

第八章建筑通風(fēng)

第一節(jié)建筑通風(fēng)概述

第二節(jié)通風(fēng)量的確定

第三節(jié)自然通風(fēng)

第四節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件第一節(jié)建筑通風(fēng)概述一、建筑通風(fēng)的意義建筑通風(fēng)就是把建筑物室內(nèi)污濁的空氣直接或凈化后排至室外，再把新鮮空氣補(bǔ)充進(jìn)來，從而保持室內(nèi)的空氣環(huán)境符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的需要，這一過程便稱之為“通風(fēng)”。通風(fēng)是改善室內(nèi)空氣環(huán)境的一種重要手段。通風(fēng)包括從室內(nèi)排除污濁的空氣和向室內(nèi)補(bǔ)充新鮮的空氣兩個方面。前者稱為“排風(fēng)”，后者稱為“送風(fēng)”或“進(jìn)風(fēng)”。為實(shí)現(xiàn)排風(fēng)或送風(fēng)而采用的一系列設(shè)備、管道和裝置的總體，稱為“通風(fēng)設(shè)施”或“通風(fēng)系統(tǒng)”。對于一般的民用建筑或污染輕微的小型廠房，通常只需采用一些簡單措施就可以達(dá)到“通風(fēng)”的目的，如穿堂風(fēng)、利用門窗換氣、設(shè)電風(fēng)扇等。下一頁返回第一節(jié)建筑通風(fēng)概述在許多工業(yè)廠房，伴隨工藝過程會釋放出大量余熱、余濕、各種工業(yè)粉塵及有害氣體和有害蒸汽等工業(yè)有害物質(zhì)。這些有害物質(zhì)如不能及時排除，必然會惡化空氣環(huán)境，危害工作人員健康，損壞設(shè)備，而大量粉塵和有害氣體排人大氣，又會污染大氣。同時，許多工業(yè)粉塵和氣體本身就是生產(chǎn)的原料或成品，需要回收，因此必須加以重視。這樣的通風(fēng)被稱為“工業(yè)通風(fēng)”，一般需采用機(jī)械手段進(jìn)行。二、建筑空間空氣的衛(wèi)生條件(一)空氣與人體生理相關(guān)的參數(shù)人類在室內(nèi)生活和生產(chǎn)過程中都希望其所在建筑物不但能擋風(fēng)避雨，而且舒適、衛(wèi)生。影響環(huán)境條件的因素很多，其中空氣衛(wèi)生條件中有下列幾種空氣參數(shù)與人體生理有密切關(guān)系。上一頁下一頁返回第一節(jié)建筑通風(fēng)概述1.供氧量人們從清潔、新鮮、富氧的空氣中吸入氧氣，然后由呼吸道輸送到肺部，在肺表面上形成微小的氣泡通過薄膜被血液吸收，交換出CO2，并被分配到身體各組織，身體各組織用氧氣來分解養(yǎng)料而形成熱能和機(jī)械能。因此說，氧氣是人生存的基本要素。所以必須向建筑物內(nèi)提供人們所需的新鮮空氣，對于有污染的工業(yè)廠房和民用、公共建筑均需送入足夠的氧氣。2.溫度人體需要消耗能量，能量來源于養(yǎng)料的氧化過程。能量的一部分以熱能形式釋放出來，從而使人體的血液保持固有的溫度;能量的另一部分儲蓄在人體中;還有一部分直接用于新陳代謝。上一頁下一頁返回第一節(jié)建筑通風(fēng)概述人體與周圍環(huán)境之間存在著熱量傳遞，這是一個復(fù)雜的過程，它與人體的表面溫度、環(huán)境溫度、空氣流動速度、人的衣著厚度和勞動強(qiáng)度及姿勢等因素有關(guān)。因此，在建筑通風(fēng)設(shè)計計算中應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、建筑物的類型、服務(wù)對象等條件選取適宜的室內(nèi)溫度。3.相對濕度人體在氣溫較高時需要蒸發(fā)更多的水分，這時相對濕度便十分重要。據(jù)國外有關(guān)研究表明，當(dāng)氣溫高于22℃時相對濕度不宜超過50%。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。在某些生產(chǎn)車間設(shè)計中，相對濕度除廠考慮人體舒適的需求外，還應(yīng)兼顧到生產(chǎn)工藝的特殊要求。上一頁下一頁返回第一節(jié)建筑通風(fēng)概述4.空氣流動速度人體周圍空氣的流動速度是影響人體對流散熱和水分蒸發(fā)的主要因素之一，因此舒適條件對室內(nèi)空氣流動速度也有所要求。氣流流速過大會引起吹風(fēng)感，尤其是冷空氣流速偏大時。若冷刺激超過一定限度將引起血管收縮，人體表面溫度失調(diào)，使人產(chǎn)生不舒適的感覺;而氣流流速過小則會產(chǎn)生悶氣、呼吸不暢的感覺。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，流速增大對流換熱速度也加快;氣流流速減慢對流換熱速度也減小。(二)空氣中有害物濃度、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)空氣中有害物對人體的危害取決于這些有害物的物理化學(xué)性質(zhì)和它們在空氣中的含量。上一頁下一頁返回第一節(jié)建筑通風(fēng)概述衡量有害物在空氣中含量的多少一般是以質(zhì)量濃度或體積分?jǐn)?shù)來表示的。有害物的質(zhì)量濃度是指單位體積空氣中所含有害物質(zhì)的質(zhì)量(kg/m3);體積分?jǐn)?shù)是指單位體積空氣中所含有害物質(zhì)的體積(mL/m3)。計量含塵空氣的粉塵含量也用同樣的表示方法。我國頒布的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，對室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度及居民區(qū)大氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度作廠規(guī)定。其中有害物質(zhì)的最高容許濃度的取值，是基于工人在此濃度下長期從事生產(chǎn)勞動而不至于引起職業(yè)病的原則而制訂的。三、通風(fēng)系統(tǒng)的分類根據(jù)空氣流動的動力不同，通風(fēng)方式可分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種。上一頁下一頁返回第一節(jié)建筑通風(fēng)概述(一)自然通風(fēng)自然通風(fēng)是借助于風(fēng)壓和熱壓作用促使室內(nèi)外空氣通過建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的孔口流動的。風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)，是利用室外空氣流動(風(fēng)力)的一種作用壓力造成的室內(nèi)外空氣交換。在它的作用下，室外空氣通過建筑物迎風(fēng)面上的門、窗、孔口進(jìn)入室內(nèi)，室內(nèi)空氣則通過背風(fēng)面上的門、窗、孔口排出。熱壓作用下的自然通風(fēng)，是利用室內(nèi)外空氣溫度的不同而形成的密度差來完成室內(nèi)外空氣交換的。當(dāng)室內(nèi)空氣的溫度高于室外時，室外空氣的密度較大，便從房屋下部的門、窗、孔口進(jìn)入室內(nèi)，室內(nèi)空氣則從上部的窗口排出，如圖8-1所示。上一頁下一頁返回第一節(jié)建筑通風(fēng)概述自然通風(fēng)具有經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、無噪聲、使用管理較簡單等優(yōu)點(diǎn)，在選擇通風(fēng)設(shè)施時應(yīng)優(yōu)先選用。(二)機(jī)械通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)是依靠風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的壓力強(qiáng)制室內(nèi)外空氣流動。機(jī)械通風(fēng)包括機(jī)械送風(fēng)和機(jī)械排風(fēng)。與自然通風(fēng)相比，機(jī)械通風(fēng)不受自然條件限制，可以根據(jù)需要對進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)進(jìn)行各種處理，滿足通風(fēng)房間對進(jìn)風(fēng)的要求，也可以對排風(fēng)進(jìn)行凈化處理以滿足環(huán)保部門的有關(guān)規(guī)定和要求，還可以利用風(fēng)管上的調(diào)節(jié)裝置來改變通風(fēng)量大小。上一頁下一頁返回第一節(jié)建筑通風(fēng)概述但是機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)中需設(shè)置各種空氣處理設(shè)備、動力設(shè)備(通風(fēng)機(jī))、各類風(fēng)道、控制附件和器材，因而初期投資和日常運(yùn)行維護(hù)管理費(fèi)用都比較高，另外各種設(shè)備需要占用建筑空間，并需要專門人員管理，通風(fēng)機(jī)還會產(chǎn)生噪聲。根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)的作用范圍不同，機(jī)械通風(fēng)又可分為局部通風(fēng)和全面通風(fēng)兩種形式。1.局部通風(fēng)局部通風(fēng)系統(tǒng)的作用范圍只限于個別地點(diǎn)或局部區(qū)域，可分為局部排風(fēng)系統(tǒng)和局部送風(fēng)系統(tǒng)兩種。局部排風(fēng)系統(tǒng)是指在局部工作地點(diǎn)將污濁空氣就地排除以防止其擴(kuò)散的排風(fēng)系統(tǒng)。它由局部排風(fēng)罩、排風(fēng)管道、空氣凈化裝置、排風(fēng)機(jī)、排風(fēng)帽等部分組成，如圖8-2所示。上一頁下一頁返回第一節(jié)建筑通風(fēng)概述局部送風(fēng)系統(tǒng)是指向局部地點(diǎn)送入新鮮空氣或經(jīng)過處理的空氣，以改善該局部區(qū)域的空氣環(huán)境的系統(tǒng)。一般可分為系統(tǒng)式和分散式兩種。系統(tǒng)式局部送風(fēng)系統(tǒng)，可以對送出的空氣進(jìn)行加熱或冷卻處理，如圖8-3所示;分散式局部送風(fēng)，一般采用循環(huán)的軸流風(fēng)扇或噴霧風(fēng)扇。2.全面通風(fēng)全面通風(fēng)系統(tǒng)是對整個房間進(jìn)行通風(fēng)換氣，用新鮮空氣把整個房間的有害物濃度沖淡到最高允許濃度以下，或改變房間內(nèi)的溫度、濕度。全面通風(fēng)所需的風(fēng)量大大超過局部通風(fēng)，相應(yīng)的設(shè)備比較龐大。全面通風(fēng)可分為全面送風(fēng)、全面排風(fēng)和聯(lián)合通風(fēng)三大類。上一頁下一頁返回第一節(jié)建筑通風(fēng)概述全面機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)由進(jìn)風(fēng)百葉窗、過濾器、空氣加熱器(冷卻器)、通風(fēng)機(jī)、送風(fēng)管道和送風(fēng)口等組成，如圖8-4所示。通常把進(jìn)風(fēng)過濾器、加熱設(shè)備或冷卻設(shè)備與通風(fēng)機(jī)集中設(shè)于一個專用的房間內(nèi)，稱為“通風(fēng)室”。這種系統(tǒng)適用于有害物發(fā)生源比較分散，并且需要保護(hù)的面積比較大的建筑物。全面機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)由排風(fēng)口、排風(fēng)管道、空氣凈化設(shè)備、風(fēng)機(jī)等組成，適用于污染源比較分散的場合，如圖8-5所示。聯(lián)合通風(fēng)是指機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)相結(jié)合的通風(fēng)方式。上一頁返回第二節(jié)通風(fēng)量的確定一、全面通風(fēng)量的確定在民用和公共建筑物中一般不存在有害物生產(chǎn)源，全面通風(fēng)多用于冬季熱風(fēng)供暖和夏季冷風(fēng)降溫。某些建筑或房間由于人員密集(如劇場、教室等)或是電氣照明設(shè)備及其他動力設(shè)備較多時，可能產(chǎn)生富余的熱量和濕量，這種情況下也可以用全面通風(fēng)來改善室內(nèi)的空氣環(huán)境。(1)為消除余熱所需的通風(fēng)量。 (8-1)或 (8-2)下一頁返回第二節(jié)通風(fēng)量的確定Gr-全面通風(fēng)量(kg/s);Lr-全面通風(fēng)量(m3/s);Q-室內(nèi)余熱量(kJ/s);c-空氣的比熱容，取為1.01[kJ/(kg.oC)];tp-排風(fēng)溫度(oC);ts-送風(fēng)溫度(oC);-送風(fēng)密度(kg/m3)。(2)為消除余濕所需的通風(fēng)量。 (8-3)Gs-全面通風(fēng)量(kg/s);W-室內(nèi)余濕量(g/s);上一頁下一頁返回第二節(jié)通風(fēng)量的確定dp-排風(fēng)含濕量[g/kg(干空氣)];ds-送風(fēng)含濕量[g/kg(干空氣)]。(3)為排除有害氣體所需的通風(fēng)量。 (8-4)L-全面通風(fēng)量(m3/s);K-室內(nèi)有害物散發(fā)量(g/s);y0-室內(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的最高容許濃度，即排風(fēng)中有害物的濃度(g/m3);K-送風(fēng)中有害物的濃度(g/m3)。上一頁下一頁返回第二節(jié)通風(fēng)量的確定當(dāng)散布在室內(nèi)的有害物無法具體計量時，式(8-4)無法應(yīng)用。這時全面通風(fēng)量可根據(jù)類似房間的實(shí)測資料或經(jīng)驗數(shù)據(jù)，按房間的換氣次數(shù)確定。計算式為: L=nV (8-5)n-房間換氣次數(shù)(次/h)，按表8-1選用;V-房I司容積(m3)。二、全面通風(fēng)的氣流組織全面通風(fēng)的效果不僅與通風(fēng)量有關(guān)，而且與氣流組織也有很大關(guān)系。室內(nèi)送、排風(fēng)口的布置形式是決定室內(nèi)空氣流向的重要因素之一。上一頁下一頁返回第二節(jié)通風(fēng)量的確定通風(fēng)房間氣流組織的常用形式有上送下排、下送上排、中間送上下排等，選用時應(yīng)按照房間功能、污染物類型、有害源位置、有害物分布情況、工作地點(diǎn)的位置等因素來確定。圖8-6所示為幾種不同的全面通風(fēng)氣流組織形式。三、空氣質(zhì)量平衡與熱量平衡任何通風(fēng)房間中無論采用何種通風(fēng)方式，必須保證室內(nèi)空氣質(zhì)量平衡，使單位時間內(nèi)送入室內(nèi)的空氣質(zhì)量等于同時段內(nèi)從室內(nèi)排出的空氣質(zhì)量，否則通風(fēng)系統(tǒng)就無法維持正常送風(fēng)和排風(fēng)。空氣質(zhì)量平衡可以用下面的表達(dá)式來表示: (8-6)上一頁下一頁返回第二節(jié)通風(fēng)量的確定Gzs-自然送風(fēng)量(kg/s);Gjs-機(jī)械送風(fēng)量(kg/s);Gzp-自然排風(fēng)量(kg/s);Gjp-機(jī)械排風(fēng)量(kg/s)。式(8-6)表明，通風(fēng)居間的總送風(fēng)量與總排風(fēng)量相等。在工程實(shí)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，對于潔凈度要求較高的房間維持正壓，可使機(jī)械送風(fēng)量略大于機(jī)械排風(fēng)量(一般為5%~10%);上一頁下一頁返回第二節(jié)通風(fēng)量的確定對于污染嚴(yán)重的房間維持負(fù)壓，可使機(jī)械送風(fēng)量小于機(jī)械排風(fēng)量(約差10%~20%);用自然滲透通風(fēng)來補(bǔ)償以上兩種情況的不平衡部分。保持通風(fēng)房間的空氣熱量平衡是指為廠保持室內(nèi)溫度恒定不變而使通風(fēng)房間總的得熱量等于總的失熱量。各類建筑物的得、失熱量因其用途、生產(chǎn)設(shè)備、通風(fēng)方式等因素的不同而存在較大的差異。計算時除廠考慮進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)攜帶的熱量外，還應(yīng)考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱及得熱、設(shè)備和產(chǎn)品的產(chǎn)熱及吸熱等。在進(jìn)行全面通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計計算時，為廠能夠同時滿足通風(fēng)量和熱量平衡的要求應(yīng)將空氣質(zhì)量平衡與熱量平衡兩者統(tǒng)籌考慮。通風(fēng)房間熱平衡方程的表達(dá)式如下:上一頁下一頁返回第二節(jié)通風(fēng)量的確定 (8-7)-圍護(hù)結(jié)構(gòu)、材料吸熱的熱損失之和(kW);-生產(chǎn)設(shè)備、熱物料、散熱器等的放熱量之和(kW);Lp-局部和全面排風(fēng)量(m3/s);Ljs-機(jī)械送風(fēng)量(m3/s);Lzs-自然送風(fēng)量(m3/s);Lhx-再循環(huán)空氣量(m3/s);-室內(nèi)空氣密度(kg/m3);-室外空氣密度(kg/m3);-機(jī)械送風(fēng)的空氣密度(kg/m3);上一頁下一頁返回第二節(jié)通風(fēng)量的確定tn-室內(nèi)空氣溫度(oC);tw-室外空氣計算溫度(oC);tjs-機(jī)械送風(fēng)溫度(oC);ts-再循環(huán)送風(fēng)溫度(oC);c-空氣比熱容，取1.01[kJ/(kg.oC)]。上一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)一、自然通風(fēng)作用原理如果在建筑物外墻上的窗孔兩側(cè)存在壓力差△p，則室內(nèi)外空氣便會形成氣流，即由壓力較高的一側(cè)流向壓力較低的一側(cè)?？諝馔ㄟ^孔口時產(chǎn)生的局部阻力損失可以認(rèn)為等于△p。 (8-8)△P-窗孔兩側(cè)的壓力差(Pa);v-空氣流過窗孔時的流速(m/s);-空氣密度(kg/m3)；-窗孔的局部阻力系數(shù);其值與窗的構(gòu)造有關(guān)。下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)將式(8-8)可改寫成: (8-9)-窗孔的流量系數(shù)，，值一般不大于1。則通過窗孔的空氣體積流量L為: (8-10)其質(zhì)量流量為: (8-11)F-窗孔的面積(m2)上一頁下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)由以上公式可知，若已知窗孔兩側(cè)空氣的壓力差△P和窗孔面積及其構(gòu)造時，便可以求出該窗孔處空氣的流量值;而且可以看出，要想提高自然通風(fēng)效果，必須增加窗孔兩側(cè)空氣的壓差△p或加大窗孔面積。(一)熱壓作用下的自然通風(fēng)某建筑物如圖8-7所示，在外墻一側(cè)的不同標(biāo)高處開設(shè)窗孔a和b，高差為h;假設(shè)窗孔外的空氣靜壓力分別為pa、pb，窗孔內(nèi)的空氣靜壓力分別為p‘a(chǎn)、p’b。下面用△pa和△pb分別表示窗孔a和b的內(nèi)外壓差;室內(nèi)外空氣的密度和溫度分別表示為和，且tn>tw，。上一頁下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)若先將上窗孔b關(guān)閉、下窗孔a開啟:下窗孔a兩側(cè)空氣在壓力差△pa作用下流動，最終將使得pa等于p‘a(chǎn)，即室內(nèi)外壓差△pa為零，空氣便停止流動。這時上窗孔b兩側(cè)必然存在壓力差△pb，按靜壓強(qiáng)分布規(guī)律可以求得△pb：上一頁下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)由式可知，當(dāng)△pa=0時，，說明當(dāng)室內(nèi)外空氣存在溫差(tw<tn)時，只要開啟窗孔b空氣便會從內(nèi)向外排出。隨著空氣向外流動，室內(nèi)靜壓逐漸降低，使得p'a<pa，即△pa=0。這時室外空氣便由下窗孔a進(jìn)入室內(nèi)，直至窗孔a的進(jìn)風(fēng)量與窗孔b的排風(fēng)量相等為止，形成正常的自然通風(fēng)。把式(8-12)移項整理后可得到: (8-13)把稱為熱壓。熱壓的大小與室內(nèi)外空氣的溫度差(密度差)、進(jìn)排風(fēng)和窗孔之間的高差有關(guān)。在室內(nèi)外溫差一定的情況下，提高熱壓作用動力的唯一途徑是增大進(jìn)、排風(fēng)窗孔之間的垂直高度。上一頁下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)(二)風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)室外空氣在平行流動中與建筑物相遇時將發(fā)生繞流(非均勻流)，經(jīng)過一段距離后才恢復(fù)平行流動。如圖8-8所示，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)面和背風(fēng)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。風(fēng)壓為負(fù)的區(qū)域稱為空氣動力陰影。對于風(fēng)壓所造成的氣流運(yùn)動來說，正壓面的開口起進(jìn)風(fēng)作用，負(fù)壓面的開口起排風(fēng)的作用。上一頁下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)建筑物周圍的風(fēng)壓分布與建筑物本身的幾何造型和室外風(fēng)向有關(guān)。當(dāng)風(fēng)向一定時，建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上各點(diǎn)的風(fēng)壓值可用下式表示: (8-14)pf-風(fēng)壓(Pa);K-空氣動力系數(shù);vw-室外空氣流速(m/s)-室外空氣密度(kg/m3)。不同形狀的建筑物在不同風(fēng)向作用下，空氣動力系數(shù)K的分布是不相同的。K值一般通過模型實(shí)驗而得，K值為正，說明該點(diǎn)的風(fēng)壓為正壓，該處的窗孔為進(jìn)風(fēng)窗;K值為負(fù)，說明該點(diǎn)的風(fēng)壓為負(fù)壓，該處的窗孔為排風(fēng)窗。上一頁下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)(三)風(fēng)壓和熱壓同時作用下的自然通風(fēng)在風(fēng)壓和熱壓的同時作用下，建筑物外圍結(jié)構(gòu)上各窗孔的內(nèi)外空氣壓力值△p，應(yīng)該是各窗孔的余壓與室外風(fēng)壓之差?？捎孟率奖硎? (8-15)△p-窗孔內(nèi)外側(cè)空氣壓力差(Pa);px-該窗孔的余壓(Pa);K-窗孔的空氣動力系數(shù);vw-室外風(fēng)速(m/s);-室外空氣密度(kg/m3)如圖8-9所示，窗孔a,b的內(nèi)外壓差為:上一頁下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng) (8-16)

(8-17)pxa、pxb-窗孔a,b中心處的余壓值(Pa);Ka、Kb-窗孔a,b的空氣動力系數(shù);h-窗孔a,b之間的高差(m)。由于室外的風(fēng)速及風(fēng)向均是不穩(wěn)定因素，且無法人為地加以控制。因此，在進(jìn)行自然通風(fēng)的設(shè)計計算時，按設(shè)計規(guī)范規(guī)定，對于風(fēng)壓的作用僅定性地考慮其對通風(fēng)的影響，不予計算;對于熱壓的作用必須進(jìn)行定量計算。上一頁下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)二、建筑設(shè)計與自然通風(fēng)的配合通風(fēng)房間的建筑形式、總平面布置及車間內(nèi)的工藝布置等對自然通風(fēng)有著直接影響。在確定通風(fēng)房間的設(shè)計方案時，建筑、工藝和設(shè)備專業(yè)應(yīng)密切配合，互相協(xié)調(diào)，綜合考慮，統(tǒng)籌布置。(一)廠房的總平面布置(1)在確定廠房總圖的方位時，應(yīng)盡量布置成東西向，避免有大面積的圍護(hù)結(jié)構(gòu)受日曬的影響。(2)以自然通風(fēng)為主的廠房進(jìn)風(fēng)面，應(yīng)與夏季主導(dǎo)風(fēng)向成60o~90o角，一般不宜小于45o角，并應(yīng)與避免日曬問題一并考慮。上一頁下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)為廠保證自然通風(fēng)的效果，廠房周圍特別是在迎風(fēng)面一側(cè)不宜布置過多的高大附屬建筑物、構(gòu)筑物。(3)當(dāng)采用自然通風(fēng)的低矮建筑物與較高建筑物相鄰接時，為廠避免風(fēng)壓作用在高大建筑物周圍形成的正、負(fù)壓對低矮建筑正常通風(fēng)的影響，各建筑物之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，例如圖8-10和圖8-11所示的排風(fēng)天窗和風(fēng)帽，其有關(guān)尺寸應(yīng)符合表8-2中的要求。(二)建筑形式的選擇熱加工廠房的平面布置不宜采用形成，形的封閉式布置，而應(yīng)該盡量采用形、形或形并開放式布置。上一頁下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)開口部分應(yīng)位于夏季主導(dǎo)風(fēng)向的迎風(fēng)面，各翼的縱軸與主導(dǎo)風(fēng)向成0o~45o。形和形建筑物各翼的間距一般不小于相鄰兩翼高度和的一半，最好大于15m。由于建筑物迎風(fēng)面的正壓區(qū)和背風(fēng)面的負(fù)壓區(qū)都會延伸一定范圍，其大小與建筑物的形狀和高度有關(guān)，因此，在建筑物密集的區(qū)域，低矮建筑有可能會受高大建筑所形成的正壓區(qū)和負(fù)壓區(qū)的影響。為廠保證低矮建筑能夠正常地進(jìn)行自然通風(fēng)，各建筑物之間的有關(guān)尺寸應(yīng)保持適當(dāng)比例。但目前還沒有為保證建筑物自然通風(fēng)效果提出最小建筑物間距的設(shè)計規(guī)范。散發(fā)大量余熱的車間和廠房應(yīng)盡量采用單層建筑，以增加進(jìn)風(fēng)面積。上一頁下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)對于多跨車間，由于外圍結(jié)構(gòu)減少，往往造成進(jìn)風(fēng)窗孔面積不夠，因此需要從某個跨間的天窗引人新鮮空氣。而由于熱跨間的天窗都是用于排風(fēng)的，就只能依靠冷跨間的天窗進(jìn)風(fēng)，因此應(yīng)將冷、熱跨間進(jìn)行間隔布置，如圖8-12所示，并使熱跨間天窗之間的距離L>(2~3)/h0。在炎熱地區(qū)的民用建筑和不散發(fā)大量粉塵和有害氣體的工藝廠房可采用穿堂風(fēng)作為自然通風(fēng)的主要途徑，見圖8-13。常用的穿堂風(fēng)建筑形式有四種:全開敞式、上開敞式、下開敞式和側(cè)窗式，見圖8-14。上一頁下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)(三)車間內(nèi)工藝設(shè)備的布置對于依靠熱壓作用的自然通風(fēng)，當(dāng)廠房設(shè)有天窗時，應(yīng)將散熱設(shè)備布置在天窗的下部。在多層建筑廠房中，應(yīng)將散熱設(shè)備盡量放置在最高層。高溫?zé)嵩丛谑彝獠贾脮r，應(yīng)布置在夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè);在室內(nèi)設(shè)置時，應(yīng)采取隔熱措施，并應(yīng)靠近廠房的某外墻側(cè)，布置在進(jìn)風(fēng)孔口的兩邊，如圖8-15所示。三、進(jìn)風(fēng)窗、避風(fēng)天窗與避風(fēng)風(fēng)帽(一)進(jìn)風(fēng)窗的布置與選擇(1)對于單跨廠房進(jìn)風(fēng)窗應(yīng)設(shè)在外墻上，在集中供暖地區(qū)最好設(shè)上、下兩排。上一頁下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)(2)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0.3~1.2m，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，其下緣距地面不宜小于4.0m，以防止冷風(fēng)直接吹向工作區(qū)。(3)夏季車間余熱量大，因此下部進(jìn)風(fēng)窗面積應(yīng)開設(shè)大一些，宜用門、洞、平開窗或垂直轉(zhuǎn)動窗板等;冬季使用的上部進(jìn)風(fēng)窗面積應(yīng)小一些，宜采用下懸窗扇，向室內(nèi)開啟。上一頁下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)(二)避風(fēng)天窗在工業(yè)車間的自然通風(fēng)中，往往依靠天窗(車間上部的排風(fēng)窗)來排除室內(nèi)的余熱及煙塵等污染物。天窗應(yīng)具有排風(fēng)性能好、結(jié)構(gòu)簡單、造價低、維修方便等特點(diǎn)。在風(fēng)力作用下普通天窗的迎風(fēng)面會發(fā)生倒灌現(xiàn)象，不能穩(wěn)定排風(fēng)。因此，需要在天窗外加設(shè)擋風(fēng)板，或者采取其他措施來保持擋風(fēng)板與天窗的空間內(nèi)在任何風(fēng)向情況下均處于負(fù)壓狀態(tài)，這種天窗稱為避風(fēng)天窗。利用天窗排風(fēng)的車間，當(dāng)符合下列情況之一時，應(yīng)采用避風(fēng)天窗:(1)不允許倒灌。(2)夏季室外平均風(fēng)速大于1m/s。上一頁下一頁返回第三節(jié)自然通風(fēng)(3)歷年最熱月平均溫度>=28oC的地區(qū)，室內(nèi)余熱量大于23W/m2時;其他地區(qū)，室內(nèi)余熱量大于35W/m2時。(三)避風(fēng)風(fēng)帽避風(fēng)風(fēng)帽就是在普通風(fēng)帽的外圍增設(shè)一周擋風(fēng)圈。擋風(fēng)圈的功能同擋風(fēng)板，即當(dāng)室外氣流通過風(fēng)帽時，在排風(fēng)口四周形成負(fù)壓區(qū)。風(fēng)帽多用于局部自然通風(fēng)和設(shè)有排風(fēng)天窗的全面自然通風(fēng)系統(tǒng)中，一般安裝在局部自然排風(fēng)罩風(fēng)道出口的末端和全面自然通風(fēng)的建筑物屋頂上，其構(gòu)造如圖8-16所示。風(fēng)帽可以使排風(fēng)口處和風(fēng)道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，從而防止室外風(fēng)倒灌和防止雨水或污物進(jìn)入風(fēng)道或室內(nèi)。上一頁返回第四節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件與自然通風(fēng)相比，機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)擁有較多的設(shè)備與構(gòu)件，本節(jié)僅將機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件簡述如下:一、除塵設(shè)備除塵設(shè)備用于分離機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)所排出的空氣中的粉塵，目的是防止大氣污染并回收空氣中的有害物質(zhì)。根據(jù)其除塵機(jī)理可分為機(jī)械除塵器、濕式除塵器、過濾式除塵器和電除塵器四類。(一)機(jī)械除塵器機(jī)械除塵器按作用機(jī)理不同又可分為重力除塵器、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器三種。其中旋風(fēng)除塵器應(yīng)用最為廣泛。下一頁返回第四節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件旋風(fēng)除塵器是利用含塵空氣在作圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中獲得的離心力使塵粒從氣流中分離出來的一種除塵設(shè)備。如圖8-17所示，含塵氣流由人口進(jìn)入除塵器中，沿壁由上向下作螺旋運(yùn)動，氣流中的塵粒在慣性離心力的推動下向外壁移動，抵達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力的共同作用下沿壁墜落至灰斗。旋風(fēng)除塵器的構(gòu)造簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、維護(hù)管理工作量少，應(yīng)用較廣。(二)濕式除塵器濕式除塵器是使含塵氣體通過與液滴和液膜的接觸，使塵粒加濕、凝聚而增重從氣體中分離的一種除塵設(shè)備。濕式除塵器與吸收凈化處理的工作原理相同，可以對含塵、有害氣體同時進(jìn)行除塵、凈化處理。上一頁下一頁返回第四節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件濕式除塵器按照氣液接觸方式可分為兩類:其一是迫使含塵氣體沖人液體內(nèi)部，利用氣流與液面的高速接觸激起大量水滴，使粉塵與水滴充分接觸，粗大塵粒加濕后直接沉降在池底，與水滴碰撞后的細(xì)小塵粒由于凝聚、增重而被液體捕集。如沖激式除塵器、臥式旋風(fēng)水膜除塵器即屬此類。其二是用各種方式向氣流中噴人水霧，使塵粒與液滴、液膜發(fā)生碰撞，如噴淋塔。(三)過濾除塵器過濾除塵器是指含塵氣流通過固體濾料時，粉塵借助于篩濾、慣性碰撞、接觸阻留、擴(kuò)散、靜電等綜合作用，從氣流中分離的一種除塵設(shè)備。上一頁下一頁返回第四節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件過濾方式有兩種，即表面過濾和內(nèi)部過濾。表面過濾是利用濾料表面上鉆附的粉塵層作為濾層來滯留粉塵的;內(nèi)部過濾則是指由于塵粒尺寸大于濾料顆?？障抖唤亓粼跒V料內(nèi)部。(四)電除塵器電除塵器又稱靜電除塵器，其工作原理如圖8-18所示。它是利用電場產(chǎn)生的靜電力使塵粒從氣流中分離。電除塵器是一種干式高效過濾器，其特點(diǎn)是可用于去除微小塵粒，去除效率高，處理能力大，但是由于其設(shè)備龐大，投資高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗電量大等缺點(diǎn)，目前主要用于某些大型工程或是進(jìn)風(fēng)的除塵凈化處理中。上一頁下一頁返回第四節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件二、進(jìn)、排風(fēng)裝置進(jìn)、排風(fēng)裝置按其所在位置的不同有室外進(jìn)、排風(fēng)裝置和室內(nèi)進(jìn)、排風(fēng)裝置之分。(一)室外進(jìn)、排風(fēng)裝置1.室外進(jìn)風(fēng)裝置室外進(jìn)風(fēng)口是通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)采集新鮮空氣的人口。根據(jù)進(jìn)風(fēng)室的位置不同，室外進(jìn)風(fēng)口可采用豎直風(fēng)道塔式進(jìn)風(fēng)口，如圖8-19所示。也可以采用設(shè)在建筑物外圍結(jié)構(gòu)上的墻壁式或屋頂式進(jìn)風(fēng)口，如圖8-20所示。室外進(jìn)風(fēng)口的位置應(yīng)滿足以下要求:(1)設(shè)置在室外空氣較為潔凈的地點(diǎn)，在水平和垂直方向上都應(yīng)遠(yuǎn)離污染源;上一頁下一頁返回第四節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件(2)室外進(jìn)風(fēng)口下緣距室外地坪的高度不宜小于2m，并需裝設(shè)百葉窗，以免吸入地面上的粉塵和污物，同時可避免雨、雪的侵人;(3)用于降溫的通風(fēng)系統(tǒng)，其室外進(jìn)風(fēng)口宜設(shè)在背陰的外墻側(cè);(4)室外進(jìn)風(fēng)口的標(biāo)高應(yīng)低于周圍的排風(fēng)口，且宜設(shè)在排風(fēng)口的上風(fēng)側(cè)，以防吸入排風(fēng)口排出的污濁空氣;具體地說，當(dāng)進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口相距的水平間距小于20m時，進(jìn)風(fēng)口應(yīng)比排風(fēng)口至少低6m;(5)屋頂式進(jìn)風(fēng)口應(yīng)高出屋面0.5~1.0m，以免吸進(jìn)屋面上的積灰和被積雪埋沒。上一頁下一頁返回第四節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件2.室外排風(fēng)裝置室外排風(fēng)裝置的任務(wù)是將室內(nèi)被污染的空氣直接排到大氣中去。管道式自然排風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)的室外排風(fēng)口通常是由屋面排出的，如圖8-21所示。也有由側(cè)墻排出的，但排風(fēng)口應(yīng)高出屋面。一般來說，室外排風(fēng)口應(yīng)設(shè)在屋面以上1m的位置，出口處應(yīng)設(shè)置風(fēng)帽或百葉風(fēng)格。(二)室內(nèi)送、排風(fēng)裝置室內(nèi)送風(fēng)口是送風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)道末端裝置，由風(fēng)道送來的空氣，通過送風(fēng)口以適當(dāng)?shù)乃俣确峙涞礁鱾€指定的送風(fēng)地點(diǎn)。上一頁下一頁返回第四節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件圖8-22是構(gòu)造最簡單的兩種送風(fēng)口，孔口直接開設(shè)在風(fēng)管上，用于側(cè)向或下向送風(fēng)。其中圖(a)為風(fēng)管側(cè)送風(fēng)口，除孔口本身外沒有任何調(diào)節(jié)裝置;圖(b)為插板式風(fēng)口，其中設(shè)有插板，這種風(fēng)口雖可調(diào)節(jié)送風(fēng)量，但不能控制氣流的方向。在工業(yè)廠房中常需要向一些工作地點(diǎn)供應(yīng)大量空氣，但又要求送風(fēng)口附近的速度迅速降低，以避免吹風(fēng)感覺。這種大型送風(fēng)口稱為空氣分布器。室內(nèi)排風(fēng)口是全面排風(fēng)系統(tǒng)的一個組成部分，室內(nèi)部分被污染的空氣經(jīng)由排風(fēng)口進(jìn)入排風(fēng)管道。排風(fēng)口的種類較少，通常做成百葉式。上一頁下一頁返回第四節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件室內(nèi)送、排風(fēng)口的布置情況是決定通風(fēng)氣流方向的一個重要因素，而氣流的方向是否合理，將直接影響到全面通風(fēng)的效果。在組織通風(fēng)氣流時，應(yīng)將新鮮空氣直接送到工作地點(diǎn)或潔凈區(qū)域，而排風(fēng)口則應(yīng)根據(jù)有害物的分布規(guī)律設(shè)在室內(nèi)濃度最大的地方。三、風(fēng)道(一)風(fēng)道材料和風(fēng)道截面積的確定制作風(fēng)道的材料很多，常用材料有薄鋼板、塑料、膠合板、纖維板、混凝土、鋼筋混凝土、磚、石棉水泥、礦渣石膏板等。風(fēng)道選材是由系統(tǒng)所輸送的空氣性質(zhì)以及按就地取材的原則來確定的。上一頁下一頁返回第四節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件工業(yè)通風(fēng)系統(tǒng)常使用薄鋼板制作風(fēng)道，截面呈圓形或矩形，根據(jù)用途及截面尺寸的不同，鋼板厚度約為1.5mm。輸送腐蝕性氣體的通風(fēng)系統(tǒng)，如采用涂刷防腐油漆的鋼板風(fēng)道仍不能滿足要求時，可用硬聚氯乙烯塑料板制作，截面也可做成圓形或矩形，厚度約為5mm左右。埋在地下的風(fēng)道，通常用混凝土板做底，兩邊砌磚，內(nèi)表面抹光，上面再用預(yù)制的鋼筋混凝土板做頂，如地下水位較高，尚需做防水層。風(fēng)道截面積，可按下式計算: f=L/3600v (8-18)上一頁下一頁返回第四節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件f-風(fēng)道截面積(m2);L-通過風(fēng)道的風(fēng)量(m3/h);v-風(fēng)道中的風(fēng)速(m/s)。(二)風(fēng)道的布置風(fēng)道的布置應(yīng)在進(jìn)風(fēng)口、送風(fēng)口、排風(fēng)口、空氣處理設(shè)備、風(fēng)機(jī)的位置確定之后進(jìn)行。風(fēng)道布置原則應(yīng)該服從整個通風(fēng)系統(tǒng)的總體布局，并與土建、生產(chǎn)工藝和給水排水等各專業(yè)互相協(xié)調(diào)、配合;應(yīng)使風(fēng)道少占建筑空間并不得妨礙生產(chǎn)操作;風(fēng)道布置還應(yīng)盡量縮短管線、減少分支、避免復(fù)雜的局部管件并便于安裝、調(diào)節(jié)和維修;風(fēng)道之間或風(fēng)道與其他設(shè)備、管件之間應(yīng)合理連接以減少阻力和噪聲;上一頁下一頁返回第四節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件風(fēng)道布置應(yīng)盡量避免穿越沉降縫、伸縮縫和防火墻等;對于埋地風(fēng)道應(yīng)避免與建筑物基礎(chǔ)或生產(chǎn)設(shè)備底座交叉，并應(yīng)與其他管線綜合考慮;風(fēng)道在穿越火災(zāi)危險性較大房間的隔墻、樓板以及垂直和水平風(fēng)道的交接處，均應(yīng)符合防火設(shè)計規(guī)范的規(guī)定。在居住和公共建筑中，垂直的磚風(fēng)道最好砌筑在墻內(nèi)。相鄰兩個排風(fēng)或進(jìn)風(fēng)豎風(fēng)道的間距不能小于1/2磚厚，排風(fēng)與進(jìn)風(fēng)豎風(fēng)道的間距應(yīng)小于1磚厚。一般情況下如果墻壁較薄，可在墻上外設(shè)置貼附風(fēng)道，如圖8-23所示。當(dāng)貼附風(fēng)道沿外墻設(shè)置時，需在風(fēng)道壁與墻壁之間留40mm寬的空氣保溫層。上一頁下一頁返回第四節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件各樓層內(nèi)性質(zhì)相同的房間的豎向排風(fēng)道，可以在頂部匯合在一起。對于高層建筑尚須符合防火規(guī)范的規(guī)定。工業(yè)通風(fēng)系統(tǒng)在地面上的風(fēng)道通常采用明裝，風(fēng)道用支架支承沿墻壁及柱子敷設(shè)，或者用吊架吊在樓板或析架的下面。布置時應(yīng)力求縮短風(fēng)道的長度，但應(yīng)以不影響生產(chǎn)過程和與各種工藝設(shè)備不相沖突為前提。此外，對于大型風(fēng)道還應(yīng)盡量避免影響采光。敷設(shè)在地下的風(fēng)道，應(yīng)避免與工藝設(shè)備及建筑物的基礎(chǔ)相沖突，也應(yīng)與其他各種地下管道和電纜的敷設(shè)相配合，此外尚需設(shè)置必要的檢查口。上一頁下一頁返回第四節(jié)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及構(gòu)件四、通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)是輸送氣體的設(shè)備。在通風(fēng)系統(tǒng)中，常用的通風(fēng)機(jī)有離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通