第8章-工業(yè)與民用建筑的通風(fēng)

第8章工業(yè)與民用建筑的通風(fēng)建筑工程學(xué)院市政工程系2/6/20231主要講述全面通風(fēng)系統(tǒng)局部通風(fēng)系統(tǒng)自然通風(fēng)及通風(fēng)系統(tǒng)中的主要設(shè)備。一、本章的主要內(nèi)容第五章室內(nèi)氣流分布2/6/202328.1工業(yè)與民用建筑中的污染物2/6/202338.1.1污染物的一般概念

1、污染物的分類空氣中的污染物按其狀態(tài)來分有氣體、蒸汽、固體粒子和液體粒子。

氣體污染物：滿足理想氣體狀態(tài)方程式的氣體。

蒸汽污染物：接近凝結(jié)狀態(tài)、不滿足理想氣體狀態(tài)方程的氣體。

粒子污染物：懸浮于空氣中的固體和液體粒子。8.1工業(yè)與民用建筑中的污染物2/6/20234

粉塵：粒徑在1~100μm，由研磨破碎等人為產(chǎn)生和風(fēng)化、崩潰、刮風(fēng)等自然產(chǎn)生

凝結(jié)固體煙霧：金屬融化形成的氣體在空氣中冷固體粒子凝成固體煙霧，粒徑在0.1~1μm（鉛煙霧、鐵煙霧、鋅煙霧）

煙：木材、紙、布、煤、油等燃燒產(chǎn)物，粒徑大約在0.5μm

以下

霧：大氣中水蒸氣的凝結(jié)粒子，粒徑在5~50μm

8.1工業(yè)與民用建筑中的污染物注意：一般認(rèn)為粒徑小于10um的粒子對人體有害。(可吸入顆粒物)2/6/202352.污染物的發(fā)生量8.1工業(yè)與民用建筑中的污染物

定義：單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的污染物質(zhì)量或體積?？諝庵形廴疚餄舛确磻?yīng)了空氣被污染的程度，用它來作為污染物的控制指標(biāo)。濃度的表示方法：對于氣體或蒸汽污染物，可用污染物與空氣的體積比作濃度，如ppm，ppb

或%

；或用單位體積中污染物的體積；或用單位體積中污染物的質(zhì)量；對于粒子污染物，濃度可表示為g/m3，mg/m3，μg/m3。2/6/20236換算關(guān)系：溫度為25攝氏度，壓力為760mmHg時(shí)：8.1工業(yè)與民用建筑中的污染物2/6/202378.1.2.工業(yè)中的污染物8.1工業(yè)與民用建筑中的污染物工業(yè)建筑中的主要污染物是伴隨生產(chǎn)工藝工程產(chǎn)生的，不同的生產(chǎn)過程有著不同的污染物。鑄造車間熱處理車間表面處理車間焊接車間油漆車間機(jī)械加工車間棉紗織廠水泥工業(yè)現(xiàn)代工業(yè)的工藝過程：2/6/202388.1.3民用建筑中的污染物1、民用建筑中的污染物的來源：

人、寵物、人的活動(dòng)、建筑物所用的材料、設(shè)備、日用品、室外空氣等等。

8.1工業(yè)與民用建筑中的污染物2、污染物的主要成分：

二氧化碳、一氧化碳、可吸入顆粒物、病原微生物、煙卷煙氣、氮氧化物、甲醛、放射性氣體氡、石棉或玻璃纖維、揮發(fā)性有機(jī)化合物和氣味等。2/6/202398.2室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價(jià)與必需的通風(fēng)量2/6/2023108.2.1室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價(jià)8.2室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價(jià)與必需的通風(fēng)量空氣品質(zhì)直接影響到人體的健康，為保證一個(gè)良好的空氣品質(zhì)，首先必需控制室內(nèi)的污染物濃度不超過允許濃度。需要控制的五種主要污染物：

a.可吸入顆粒：空氣中懸浮顆粒

b.甲醛：揮發(fā)性有機(jī)化合物

c.CO：室內(nèi)燃燒器具的污染物

d.CO2：人體生物散發(fā)物

e.細(xì)菌總數(shù)：微生物及其產(chǎn)生的代謝物相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：《室內(nèi)空氣品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》、《公共常所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》2/6/202311污染物單位標(biāo)準(zhǔn)值備注可吸入顆粒mg/m30.15日平均值甲醛mg/m30.11h平均值COmg/m3101h平均值CO2%0.1日平均值細(xì)菌總數(shù)cfu/m32500撞擊法測定《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的上述5種污染物的標(biāo)準(zhǔn)值：可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)(美國采暖制冷工程師學(xué)會(huì))：室內(nèi)已知的污染物沒有達(dá)到權(quán)威機(jī)構(gòu)所確定的有害濃度，處于該環(huán)境中的絕大多數(shù)（≥80%）人員沒有感到不滿意。8.2室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價(jià)與必需的通風(fēng)量2/6/2023128.2.2必需的通風(fēng)量室內(nèi)所需的通風(fēng)量應(yīng)根據(jù)稀釋室內(nèi)污染物達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的濃度的原則來確定。以人群活動(dòng)為主的建筑用稀釋人體散發(fā)的CO2來確定必需的通風(fēng)量——人員所需的最小新風(fēng)量。人體的CO2發(fā)生量與人體代謝率有關(guān)，即：

式中q——每個(gè)人的CO2發(fā)生量，L/s；

M——新陳代謝率，W/m2；

Ap——人體表面積，m2對于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的中國男人，Ap平均為1.69m2，其CO2發(fā)生量為

8.2室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價(jià)與必需的通風(fēng)量2/6/202313稀釋CO2所需要的通風(fēng)量按下節(jié)所述的穩(wěn)定狀態(tài)稀釋方程來計(jì)算，即：

8.2室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價(jià)與必需的通風(fēng)量2/6/202314根據(jù)式（8-2）和式（8-3）可算出不同活動(dòng)量每人說需的新風(fēng)量，列于表8-1中：

8.2室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價(jià)與必需的通風(fēng)量2/6/202315規(guī)定的新風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)：如影劇院、音樂廳、錄像廳、體育館、商場、書店、餐廳等為20m3/（h·p）；辦公室、游藝廳、舞廳等為30m3/（h·p）；旅館客房3~5星級為30m3/（h·p）。對室內(nèi)允許吸煙的場所，按稀釋香煙的煙氣來確定新風(fēng)量。表8-2給出了吸煙者必需的新風(fēng)量。【注】表中假定每天香煙消耗在13h中，稀釋每支香煙需20m3新風(fēng)量8.2室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價(jià)與必需的通風(fēng)量2/6/2023168.2.3民用建筑房間（區(qū)域）通風(fēng)量的確定8.2室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價(jià)與必需的通風(fēng)量按照我國的設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，保證室內(nèi)品質(zhì)的通風(fēng)量根據(jù)房間（區(qū)域）內(nèi)的人數(shù)和國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的每人所需新風(fēng)量來確定，即房間（區(qū)域）新風(fēng)量等于人數(shù)乘每人新風(fēng)量。歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織的prENV1752《建筑物通風(fēng)：保證室內(nèi)環(huán)境的設(shè)計(jì)原則》、美國ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)62.1——2004《可接受室內(nèi)空氣品質(zhì)的通風(fēng)》，規(guī)定房間的通風(fēng)量分別根據(jù)室內(nèi)人數(shù)和房間（區(qū)域）的地面面積來確定。2/6/2023178.3全面通風(fēng)和稀釋方程2/6/2023188.3.1全面通風(fēng)稀釋方程8.3全面通風(fēng)和稀釋方程全面通風(fēng)又稱稀釋通風(fēng)，它的原理：使用一定量的清潔空氣送入房間，稀釋室內(nèi)污染物，使其濃度達(dá)到衛(wèi)生規(guī)范的允許濃度，并將等量的室內(nèi)空氣連同污染物排到室外。稀釋通風(fēng)的模型，設(shè)房間內(nèi)有一污染源，污染物的發(fā)生量為（g/s）；房間通風(fēng)量為（m3/s），其污染物的濃度為co（g/m3），送入房間的空氣與室內(nèi)產(chǎn)生的污染物充分混合，同時(shí)從房間向室外排除與通風(fēng)量等量的空氣及室內(nèi)污染物的發(fā)生量。1.全面通風(fēng)2/6/202319根據(jù)上述模型可以列出室內(nèi)污染物隨時(shí)間變化的全面通風(fēng)微分方程。解此微分方程，得到如下的全面通風(fēng)稀釋方程：式中Vr—房間的容積，m3；

τ—時(shí)間，s。當(dāng) τ→∞時(shí)，上式可寫成：（8-4）（8-5）8.3全面通風(fēng)和稀釋方程污染物的發(fā)生量房間通風(fēng)量污染物的濃度為co房間污染物的初始濃度為ci2/6/202320式（8-5）為穩(wěn)定狀態(tài)的稀釋方程，其表明，當(dāng)經(jīng)過很長時(shí)間后，室內(nèi)的污染物濃度與室內(nèi)的初始濃度ci無關(guān)，為一定值。當(dāng)≥4時(shí)，exp（-4）=0.0183，可以認(rèn)為室內(nèi)污染物濃度已趨于穩(wěn)定。通風(fēng)空調(diào)工程中，一般用穩(wěn)定稀釋方程進(jìn)行計(jì)算，且常利用該公式計(jì)算在已知污染物濃度發(fā)生量及室內(nèi)允許濃度下的通風(fēng)量，式（8-5）可寫為：8.3全面通風(fēng)和稀釋方程2/6/2023212.換氣次數(shù)定義：每小時(shí)的通風(fēng)量與房間容積之比，單位為h-1（次/h），用n表示。

換氣次數(shù)n表示房間的空氣在1h更換了n次，或每小時(shí)的通風(fēng)量等于房間容積的n倍。換氣次數(shù)越大，穩(wěn)定時(shí)間越短。8.3全面通風(fēng)和稀釋方程2/6/2023228.3.2.利用通風(fēng)方法消除余熱和余濕產(chǎn)生大量余熱或余濕的建筑物，一般不采用空調(diào)來降溫除濕，而是利用通風(fēng)的辦法來進(jìn)行降溫除濕。？將室內(nèi)余熱、余濕看做污染物，利用全面通風(fēng)來消除。式（8-6）寫為：8.3全面通風(fēng)和稀釋方程2/6/2023238.3.3通風(fēng)效率通風(fēng)效率：又稱混合效率，定義為實(shí)際參與稀釋的風(fēng)量與送入房間通風(fēng)量之比，即：

——為未參與稀釋污染物而直接從排風(fēng)口排出的風(fēng)量，m3/s。

——為送入房間的風(fēng)量

——假設(shè)在房間虛線下與污染物充分混合的風(fēng)8.3全面通風(fēng)和稀釋方程2/6/202324考慮通風(fēng)效率后，實(shí)際稀釋污染物的風(fēng)量為，式（8-4）、（8-5）、（8-6）寫為：8.3全面通風(fēng)和稀釋方程2/6/202325上式c為房間下部（工作區(qū)）送入空氣與污染物很好混合后的濃度。此時(shí)ce≠c，穩(wěn)定狀態(tài)下有：代入式（8-13）中，得

c0=0時(shí)，上式可寫成8.3全面通風(fēng)和稀釋方程2/6/2023268.3.4房間內(nèi)有多種污染物的通風(fēng)量

1.房間有多種污染物時(shí)，如何確定通風(fēng)量：首先先判別各種污染物對人體危害的相關(guān)性。如果兩種污染物都對人體某器官都有危害作用，應(yīng)認(rèn)為這兩種污染物的毒性有疊加作用；否則它們是單獨(dú)作用而無疊加作用。⑴各種污染物單獨(dú)作用室內(nèi)有多種單獨(dú)作用（無疊加作用）的污染物時(shí)，應(yīng)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。8.3全面通風(fēng)和稀釋方程2/6/202327⑵各種污染物有疊加作用室內(nèi)有多種污染物，其發(fā)生量分別為他們允許濃度分別為，設(shè)室外空氣無污染物，房間通風(fēng)量為，則每種污染物濃度為：由于污染物的疊加作用，各種污染物需滿足：8.3全面通風(fēng)和稀釋方程最小通風(fēng)量等于稀釋每種污染物的通風(fēng)量之和。未考慮可能存在污染物相互增強(qiáng)的作用。2/6/2023288.4全面通風(fēng)系統(tǒng)2/6/2023298.4全面通風(fēng)系統(tǒng)

8.4.1概述全面通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)自然通風(fēng)機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)2/6/202330系統(tǒng)組合方式：既有機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)，又有機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng);只有機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，室外空氣靠門窗自然滲入;機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)和局部排風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)與機(jī)械排風(fēng)、局部排風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合8.4全面通風(fēng)系統(tǒng)2/6/2023318.4.2機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)8.4全面通風(fēng)系統(tǒng)2/6/202332

8.4.3機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)8.4全面通風(fēng)系統(tǒng)2/6/202333

8.4.4空調(diào)建筑中的通風(fēng)病態(tài)建筑：如果一棟建筑內(nèi)有20%以上的人員出現(xiàn)有關(guān)的SBS（病態(tài)建筑綜合癥），則認(rèn)為該建筑為“病態(tài)建筑”。解決通風(fēng)不足的方法⑴空氣—水系統(tǒng)：設(shè)專門的新風(fēng)系統(tǒng)，給各房間送新風(fēng)，以承擔(dān)建筑的通風(fēng)和改善空氣品質(zhì)的任務(wù)。⑵全空氣系統(tǒng)：引入室外新風(fēng)，與回風(fēng)共同處理后送入室內(nèi)，稀釋室內(nèi)的污染物。注：全空氣系統(tǒng)中風(fēng)量分配根據(jù)負(fù)荷來進(jìn)行分配，由于房間負(fù)荷的不均勻可能導(dǎo)致有些房間新風(fēng)不足，空氣品質(zhì)下降，解決新風(fēng)不足必須加大新風(fēng)比例。8.4全面通風(fēng)系統(tǒng)2/6/202334加大新風(fēng)比：各房間的新風(fēng)量分別為，各房間新風(fēng)之和為：8.4全面通風(fēng)系統(tǒng)2/6/2023358.5局部通風(fēng)系統(tǒng)與事故通風(fēng)2/6/2023368.5局部通風(fēng)系統(tǒng)與事故通風(fēng)8.5.1局部排風(fēng)系統(tǒng)

局部排風(fēng)是直接從污染源處排除污染物的一種局部通風(fēng)方式。當(dāng)污染物集中于某處發(fā)生時(shí)，局部排風(fēng)是最有效的治理污染物對環(huán)境危害的通風(fēng)方式。2/6/202337當(dāng)排風(fēng)溫度較高，且危害性不大時(shí)可以不用風(fēng)機(jī)輸送，而靠熱壓和風(fēng)壓進(jìn)行排風(fēng)，這種系統(tǒng)稱為局部自然排風(fēng)系統(tǒng)。其劃分原則遵循如下原則：⑴污染物性質(zhì)相同或相似，工作時(shí)間相同且污染物散發(fā)點(diǎn)相距不遠(yuǎn)時(shí)，可合為一個(gè)系統(tǒng)。⑵不同污染物相互可產(chǎn)生燃燒、爆炸、或生成新的毒害性更大或腐蝕性污染物、或易使蒸汽凝結(jié)并舉及粉塵時(shí)，不應(yīng)合為一個(gè)系統(tǒng)，應(yīng)各自成獨(dú)立系統(tǒng)。⑶排除有燃燒、爆炸或腐蝕的污染物時(shí)，應(yīng)當(dāng)各自單獨(dú)設(shè)立系統(tǒng)，并且系統(tǒng)應(yīng)有防止燃燒爆炸或腐蝕的措施。⑷排除高溫、高濕氣體時(shí)，應(yīng)單獨(dú)設(shè)置系統(tǒng)，并有防止結(jié)露和排除凝結(jié)水的措施。8.5局部通風(fēng)系統(tǒng)與事故通風(fēng)2/6/2023388.5.2局部送風(fēng)系統(tǒng)

我國規(guī)范（GB50019—2003采暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范）規(guī)定，當(dāng)車間中操作點(diǎn)的溫度達(dá)不到衛(wèi)生要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置局部排風(fēng)。局部排風(fēng)實(shí)現(xiàn)對局部地區(qū)降溫，而且增加空氣流速，增強(qiáng)人體對流和蒸發(fā)散熱，以改善局部地區(qū)的熱環(huán)境。8.5局部通風(fēng)系統(tǒng)與事故通風(fēng)2/6/202339夏季需對新風(fēng)進(jìn)行降溫處理，應(yīng)盡量采用噴水室等焓處理，如無法達(dá)到要求，采用人工制冷。冬季采用局部送風(fēng)時(shí)，應(yīng)將新風(fēng)加熱到18~25℃?？諝馑偷焦ぷ鼽c(diǎn)的風(fēng)速一般根據(jù)工作地點(diǎn)的小時(shí)平均熱輻射照度和作業(yè)強(qiáng)度控制在1.5~6m/s。送風(fēng)宜從人的前側(cè)上方吹向頭、頸、胸部，必要時(shí)可從上向下垂直送風(fēng)。送風(fēng)到達(dá)人體，氣流有效寬度宜為1m；室內(nèi)散熱量小于23W/m2的輕作業(yè)，可采用0.6m。避免將污染物吹向人體。8.5局部通風(fēng)系統(tǒng)與事故通風(fēng)2/6/202340在高溫車間中還可以直接用噴霧的軸流風(fēng)機(jī)（噴霧風(fēng)扇）進(jìn)行局部送風(fēng)，噴霧風(fēng)扇實(shí)質(zhì)上是裝有甩水盤的軸流風(fēng)機(jī)。在高溫車間中的一些控制室、儀表間、工人休息室、天車司機(jī)室等，可以用隔熱板封閉起來，并對這些局部地區(qū)進(jìn)行空調(diào)。8.5局部通風(fēng)系統(tǒng)與事故通風(fēng)2/6/2023418.5.3

事故通風(fēng)

為防止對工作人員造成傷害和防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大，必須設(shè)有臨時(shí)的排風(fēng)系統(tǒng)——事故通風(fēng)系統(tǒng)。事故通風(fēng)的排風(fēng)量宜根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求通過計(jì)算確定，換氣次數(shù)不小于12h-1.事故通風(fēng)的吸風(fēng)口應(yīng)設(shè)在有毒氣體或燃燒、事故通風(fēng)的排風(fēng)口，應(yīng)避開人員經(jīng)常停留或通行的地方，與機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)的水平距離不小于20mm；水平距離不足20mm時(shí)，排風(fēng)口必須高于進(jìn)風(fēng)口，并不得小于6m。事故通風(fēng)的風(fēng)機(jī)可以是離心式或軸流式，其開關(guān)應(yīng)設(shè)在室內(nèi)外便于操作的位置。事故通風(fēng)僅在緊急情況下使用。8.5局部通風(fēng)系統(tǒng)與事故通風(fēng)2/6/2023428.6排風(fēng)罩2/6/202343排風(fēng)罩是局部排風(fēng)系統(tǒng)中捕集污染物的設(shè)備。密閉式排風(fēng)罩半密閉式排風(fēng)罩開敞式排風(fēng)罩排風(fēng)罩8.6排風(fēng)罩2/6/2023448.6.1密閉式排風(fēng)罩1.密閉罩的工作原理

密閉式排風(fēng)罩（密閉罩）是將生產(chǎn)過程中的污染源密閉在罩內(nèi)，并進(jìn)行排風(fēng)，以保持罩內(nèi)負(fù)壓。當(dāng)排風(fēng)罩排風(fēng)時(shí)，罩外的空氣通過縫隙、操作孔口滲入罩內(nèi)?？p隙處的風(fēng)速一般不小于1.5m/s。8.6排風(fēng)罩2/6/2023452.密閉罩的特點(diǎn)密閉罩的優(yōu)點(diǎn)：⑴能最有效的捕集排除局部污染源產(chǎn)生的污染物；⑵風(fēng)量小，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)；⑶排風(fēng)罩的性能不受周圍氣流的影響。密閉罩的缺點(diǎn)：對工藝設(shè)備的維修和操作不便8.6排風(fēng)罩2/6/2023468.6.2半密閉式排風(fēng)罩1.通風(fēng)柜（a）污染物密度小時(shí)用上排風(fēng)（b）污染物密度大時(shí)用下排風(fēng)（c）密度不確定時(shí)，可選用上下同時(shí)排風(fēng)8.6排風(fēng)罩2/6/202347排風(fēng)量的計(jì)算對于污染物散發(fā)量不大的通風(fēng)柜，排風(fēng)量（m3/s）應(yīng)為：式中v——開口處推薦風(fēng)速

A——開口面積，m2——考慮開口斷面風(fēng)度不均勻引入的系數(shù)，=斷面最小風(fēng)速/斷面平均風(fēng)速，按圖8-11選??；圖8-10中（c）型通風(fēng)柜的=1。當(dāng)通風(fēng)柜中污染物產(chǎn)生量大時(shí)，排風(fēng)量中應(yīng)加污染物發(fā)生量。

8.6排風(fēng)罩2/6/2023488.6排風(fēng)罩2/6/202349如果通風(fēng)柜中產(chǎn)生熱氣體，可利用熱壓作用進(jìn)行排風(fēng)，即成為自然通風(fēng)方式的通風(fēng)柜，其排風(fēng)量按下式計(jì)算：式中——通風(fēng)柜內(nèi)的余熱量，W；

H——工作口到排風(fēng)口的高度，m。如果通風(fēng)柜放在空調(diào)凈化或采暖房間內(nèi)，為了減少室內(nèi)空氣的排風(fēng)量，可以在柜門上方設(shè)風(fēng)幕，風(fēng)幕送出的空氣可取自室外或鄰室，風(fēng)量約為排風(fēng)量的70%~75%。8.6排風(fēng)罩2/6/2023508.6.3開敞式排風(fēng)罩開敞式排風(fēng)罩又稱為外部排風(fēng)罩。其特點(diǎn)是，污染源基本敞開，而排風(fēng)罩只在污染源附近進(jìn)行吸氣。1.吸氣口處的流動(dòng)速度8.6排風(fēng)罩2/6/202351假設(shè)三種吸氣口的直徑均為d，風(fēng)口處的風(fēng)速為v0

，離風(fēng)口距離x處的風(fēng)速為vx，該風(fēng)速與風(fēng)口風(fēng)速的v0的關(guān)系為：式中k為系數(shù)，圖中（a）吸氣口k=0.06；（b）吸氣口k=0.12；（c）吸氣口k=0.24。在x=d處的速度，三種吸氣口分別約為出風(fēng)口風(fēng)俗的6%，12%，24%。啟示：⑴開敞式吸氣口的風(fēng)速衰減很快，因此開敞式排風(fēng)罩應(yīng)盡量靠近污染源處。⑵吸氣口處有圍擋時(shí)，風(fēng)俗的衰減速度減緩，因此開敞式排風(fēng)罩在有可能的條件下盡量有圍擋。8.6排風(fēng)罩2/6/202352

2.傘形罩與側(cè)吸罩

（a）無法蘭邊的傘形罩，為使其風(fēng)速均勻，開口角宜＜60°，最大≤90°

（b）帶法蘭邊的傘形罩（c）放在工作臺上的側(cè)吸罩，相當(dāng)于一側(cè)有擋板的開敞式排風(fēng)罩8.6排風(fēng)罩2/6/202353

傘形罩（a）的排風(fēng)量近似為：

式中——排風(fēng)量，m3/s

x——罩口與污染物之間的距離，mA——罩口面積，㎡

vc

——在x處的控制速度，或稱污染物捕捉速度m/s，按表（8-13）選用。8.6排風(fēng)罩2/6/202354式（8-28）的使用條件：⑴圓形或邊長比大于0.2的矩形罩；⑵污染物散發(fā)點(diǎn)離罩的距離≤1.5倍罩口直徑或水力直徑；⑶罩前若無障礙物，對罩下有工藝設(shè)備時(shí)，計(jì)算結(jié)果偏于安全；

圖8-13（b）帶法蘭邊的傘形罩，其排風(fēng)量是不帶法蘭邊的排風(fēng)量的75%。圖8-13（c）有擋板的傘形罩，其排風(fēng)量可按下式計(jì)算：8.6排風(fēng)罩2/6/202355

3.熱源上方的傘形罩

熱源上方的傘形罩低懸罩：罩口離熱源一般在1m以內(nèi)高懸罩：罩口離熱源超過3m

低懸罩的排風(fēng)量為：式中——熱物體上端的熱氣流體積流量，m3/s；

A——低懸罩的罩口面積；

Ah——在熱物體上端的熱氣流橫斷面面積，㎡；

vp——一般可取0.5m/s，當(dāng)有橫向氣流干擾或熱氣流速度高時(shí)，此值可取大些。8.6排風(fēng)罩2/6/202356熱物體上端的熱氣流橫斷面面積確定方法:⑴三維熱物體，Ah近似等于該物體的平面投影面積；⑵水平熱表面，Ah=熱表面的面積；⑶垂直熱表面，Ah=（0.07~0.09）熱板面積。熱物體最上端的熱氣流體積流量按下式計(jì)算：式中——熱物體的散熱量

H——三維物體或垂直熱表面的高，水平熱表面的長邊或直徑，m8.6排風(fēng)罩2/6/202357注：為防止氣流瀉出，低懸罩的罩口尺寸應(yīng)比熱物體大。當(dāng)罩口與熱物體距離為x時(shí)，矩形罩的每邊長等于熱物體長加0.8x；圓形罩直徑等于熱物體直徑加0.8x。高懸罩的罩口處熱氣流的體積流量（m3/s）按下式計(jì)算：式中Y——熱物體上表面與罩口的距離，m；

B——熱物體平面最大尺寸，m罩口的直徑：8.6排風(fēng)罩2/6/2023584.槽邊排風(fēng)罩雙側(cè)槽邊排風(fēng)罩一般用于槽寬B=700~1200mm的工業(yè)槽上；如果B＜700mm，可用只有一側(cè)的單側(cè)排風(fēng)罩。排風(fēng)罩的排風(fēng)量與槽的平面尺寸草面控制風(fēng)速有關(guān)，而槽邊條縫的風(fēng)速一般控制在7~10m/s。8.6排風(fēng)罩2/6/2023595.吹吸式排風(fēng)罩

吹吸式排風(fēng)罩：吸氣口的風(fēng)速衰減很快，因此各種敞開式排風(fēng)罩對污染物的控制能力將隨著控制距離的增加而迅速下降，而且極易受室內(nèi)氣流的干擾。然后射流具有較長的作用距離，因此可利用平面射流隔斷室內(nèi)氣流對排風(fēng)找的影響，同時(shí)又防止污染物溢出罩外，并引導(dǎo)污染物到排風(fēng)罩。這種既有射流又有排風(fēng)的罩稱吹吸式排風(fēng)罩。用于寬大于1200mm的工業(yè)槽。8.6排風(fēng)罩2/6/202360旋風(fēng)幕排風(fēng)罩：四周都用風(fēng)幕隔斷的排風(fēng)罩。優(yōu)點(diǎn)：⑴有一個(gè)封閉的空氣幕空間，將污染物與外界隔離；⑵在渦流核心有一個(gè)上下速度基本相同的上升速度，從而可以遠(yuǎn)距離地徘走污染物，其風(fēng)量僅為上吸式排風(fēng)罩的1/10~1/2；⑶具有較強(qiáng)的抗橫向氣流干擾的能力。8.6排風(fēng)罩2/6/2023618.6.4排風(fēng)罩的設(shè)計(jì)原則排風(fēng)罩設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：⑴應(yīng)盡量選用密閉式排風(fēng)罩，其次可選半密閉式排風(fēng)罩。⑵密閉式和半密閉式排風(fēng)罩的縫隙、孔口、工作開口在工藝條件許可下應(yīng)盡量減少。⑶排風(fēng)罩的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮工藝過程、設(shè)備的特點(diǎn)，方便操作和維修。⑷開敞式排風(fēng)罩有條件時(shí)靠墻或靠工作臺面，或增加擋板或設(shè)活動(dòng)擋板，從而可以減少風(fēng)量，提高控制污染物的效果。⑸開敞式排風(fēng)罩應(yīng)盡量靠近污染源。⑹應(yīng)當(dāng)注意排風(fēng)罩附近橫向氣流（如送風(fēng)）的影響。8.6排風(fēng)罩2/6/2023628.7空氣幕2/6/202363空氣幕：利用條狀噴口送出一定速度一定溫度和一定厚度的幕狀氣流，用于隔斷另一氣流。主要用于公共建筑、工廠中經(jīng)常開啟的外門，以阻擋室外空氣侵入或用于防止建筑火災(zāi)時(shí)煙氣向無煙區(qū)侵入或用于阻擋不干凈空氣、昆蟲等進(jìn)入控制區(qū)域。8.7空氣幕2/6/2023641.空氣幕的種類空氣幕吹吸式單吹式（系統(tǒng)形式）吹吸式空氣幕上送式空氣幕單側(cè)送風(fēng)空氣幕雙側(cè)送風(fēng)空氣幕吹吸式單吹式8.7空氣幕2/6/202365單吹式空氣幕（送風(fēng)口位置）上送式下送式單側(cè)送風(fēng)雙側(cè)送風(fēng)⑴上送式空氣幕松弛氣流衛(wèi)生好，安裝方便，不占建筑面積，不影響建筑美觀，因此在民用建筑中應(yīng)用普遍。

⑵下送式的送風(fēng)噴口和空氣分配管裝在地面以下，檔冷風(fēng)的效果好，但送風(fēng)管和噴口易為灰塵和垃圾堵塞，送出空氣的衛(wèi)生條件差，維修困難，基本不予采用。

⑶側(cè)送空氣幕隔斷效果好，但雙側(cè)的效果不如單側(cè)，側(cè)送空氣幕占有一定的建筑面積，且影響美觀，主要用于工業(yè)廠房、車庫大門上。8.7空氣幕2/6/202366非熱空氣幕熱空氣幕空氣幕（氣流溫度）蒸汽（裝有蒸汽加熱盤管）熱水（裝有熱水加熱盤管）電熱（裝有電加熱起）空氣幕用的風(fēng)機(jī)類型離心風(fēng)機(jī)軸流風(fēng)機(jī)貫流風(fēng)機(jī)8.7空氣幕2/6/2023672.空氣幕的計(jì)算空氣幕計(jì)算的原理：⑴根據(jù)動(dòng)量原理的計(jì)算方法；⑵利用射流風(fēng)速與風(fēng)洞風(fēng)速合成的計(jì)算方法；⑶把射流與風(fēng)洞氣流看成勢流，進(jìn)行疊加的計(jì)算方法；⑷根據(jù)自然通風(fēng)原理的計(jì)算方法；⑸根據(jù)實(shí)驗(yàn)圖表的計(jì)算法。8.7空氣幕2/6/202368（a）測送式空氣幕設(shè)門洞的高×寬為H×B（m），流向大門的室外空氣是均勻流，風(fēng)速為v0（m/s）；空氣幕側(cè)部安裝，噴口出口流速為vc（m/s）。假設(shè)這兩股氣流均為平面勢流，他們的流函數(shù)分別為：式中bc——空氣幕噴口的寬度，m；

x——以空氣幕安裝側(cè)的門邊為起點(diǎn)，平行大門平面的x坐標(biāo)，x=B為門的另一側(cè)，m8.7空氣幕2/6/202369

y——以空氣幕安裝側(cè)的門邊為起點(diǎn)，垂直大門平面的y軸坐標(biāo)，方向朝向室外，m；

a——空氣幕向外傾斜的射流中心軸平面與門洞平面的夾角。通過風(fēng)洞的風(fēng)量有：式中——空氣幕的送風(fēng)量，m3/s；

——空氣幕工作時(shí)從大門侵入室內(nèi)的室外風(fēng)量令8.7空氣幕2/6/202370

一般取a=0.2，當(dāng)a分別為10°、20°、30°、40°時(shí)，分別為0.23、0.38、0.46、0.48。稱為空氣幕效率，他表示空氣幕能擋住室外空氣量的比值，當(dāng)=1時(shí)，空氣幕噴口的出口風(fēng)速：8.7空氣幕2/6/202371

b.上送式空氣幕對于上送式空氣幕，利用國內(nèi)理論分析和實(shí)驗(yàn)提出的空氣幕風(fēng)量或出口風(fēng)速公式：式中Cn——綜合修正系數(shù)，該式由試驗(yàn)回歸得到；

H——大門高度，m；實(shí)驗(yàn)條件：a=10°~30°；H=0.8~1.8m；v0=0.84~2.55m/s。8.7空氣幕2/6/2023728.8自然通風(fēng)基本原理2/6/202373自然通風(fēng)：依靠熱壓或風(fēng)壓為動(dòng)力。

1.熱壓作用下的自然通風(fēng)

ti＞to，＜8.8自然通風(fēng)基本原理2/6/202374過程分析：假如，在下部孔口1處內(nèi)外壓力相等，a、c點(diǎn)重合，則由于室內(nèi)外密度不同而導(dǎo)致上部孔口2點(diǎn)的pi2＞po2，在壓差（pi2－po2）作用下，室內(nèi)空氣通過孔口2流向室外，室內(nèi)總的壓力水平下降，ab

向左平行移動(dòng)，此時(shí)孔口1有po1

＞pi1，室外空氣從下部孔口進(jìn)入室內(nèi)。若室內(nèi)溫度保持ti，室外空氣保持to。則根據(jù)質(zhì)量守恒原理：從下部孔口進(jìn)入的空氣量=從上部孔口排出的空氣量。從而實(shí)現(xiàn)了空氣從下部進(jìn)入，在房間內(nèi)上升，再從上部排出的通風(fēng)。熱壓作用的自然通風(fēng)：房間通風(fēng)的動(dòng)力是室內(nèi)外溫度差引起的壓力差（空氣密度·H，稱熱壓），因此稱熱壓作用的自然通風(fēng)。8.8自然通風(fēng)基本原理2/6/202375通過孔口的空氣體積流量與孔口兩側(cè)壓力差的平方根成正比：8.8自然通風(fēng)基本原理2/6/202376將空氣密度差用室內(nèi)外的絕對溫度取代，有：式中Ks——與當(dāng)?shù)卮髿鈮毫τ嘘P(guān)的系數(shù)，大氣壓力為101.3kPa

時(shí)，Ks=3460Pa·K/m；大氣壓力為99.3kPa時(shí)Ks=3392Pa·k/s

h1、h2——分別是孔口1和孔口2中心與中和面間的高差，m

Ti、To——分別是室內(nèi)外空氣的絕對溫度，K8.8自然通風(fēng)基本原理2/6/202377由（8-44）（8-45）（8-46）可得：或中和面的位置與上、下開口面積、開口流量系數(shù)和室內(nèi)外的絕對溫度有關(guān)。當(dāng)上、下開口的面積及流量系數(shù)相等時(shí)，而To/Ti＜1，因此h1/h2＜1，表明中和面在上、下開口中間略偏下一些；中和面隨下部開口的增大而下移，隨著上部開口的增大而上移。中和面隨室外溫度的降低而下降。室內(nèi)有機(jī)械排風(fēng)時(shí)，會(huì)使中和面上升；有機(jī)械進(jìn)風(fēng)時(shí)，使中和面下降。8.8自然通風(fēng)基本原理2/6/202378多層建筑物在熱壓作用下的自然通風(fēng)設(shè)室內(nèi)溫度高于室外溫度，則室外空氣從下層房間的外門窗縫或開啟的洞口進(jìn)入室內(nèi)，經(jīng)內(nèi)門縫或開啟的洞口進(jìn)入樓內(nèi)的垂直通道，并向上流動(dòng)；在經(jīng)上層的內(nèi)門窗縫或開啟的洞口和外墻的窗、陽臺門縫或開啟的洞口排到室外。8.8自然通風(fēng)基本原理2/6/202379煙囪效應(yīng)熱壓作用產(chǎn)生的通風(fēng)效應(yīng)又稱“煙囪效應(yīng)”。一般建筑物越高，“煙囪效應(yīng)越強(qiáng)烈。”特例：這種建筑沒有豎向的空氣流動(dòng)通道，因此不存在多層建筑的自然通風(fēng)模式，其每層熱壓作用的自然通風(fēng)與單層建筑沒有本質(zhì)區(qū)別。8.8自然通風(fēng)基本原理2/6/2023802.風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)

平屋頂建筑傾角30°坡屋頂建筑傾角45°坡屋頂建筑建筑平面圖在建筑的迎風(fēng)面的一側(cè)，壓力升高了，相對與原來的大氣壓力而言，產(chǎn)生了正壓；在背風(fēng)側(cè)產(chǎn)生渦流及在兩側(cè)空氣流速增加，壓力下降了，相對原來的大氣壓力而言，產(chǎn)生了負(fù)壓。而屋面壓力變化將由其形狀而定，或正或負(fù)。8.8自然通風(fēng)基本原理2/6/202381在建筑四周由風(fēng)力產(chǎn)生附加壓力值（風(fēng)壓）按下式計(jì)算：

K為正值表示該處的壓力比大氣壓力高叻△pw；負(fù)值表示該處的壓力比大氣壓力減少了△pw。⑴正方形或矩形建筑物迎風(fēng)側(cè)K：0.5~0.9，背風(fēng)側(cè)K：-0.3~-0.6；⑵平行風(fēng)向的側(cè)面或與風(fēng)向少有角度的K：-0.1~-0.9；⑶傾角在30°以下的屋面前緣K：-0.8~-1.0，其余部分K：-0.2~-0.8；⑷大傾角屋面迎風(fēng)側(cè)K：0.2~0.3，背風(fēng)側(cè)：-0.5~-0.7.8.8自然通風(fēng)基本原理2/6/202382風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)：建筑在風(fēng)壓作用下，在具有正值風(fēng)壓的一側(cè)進(jìn)風(fēng)，而在負(fù)值風(fēng)壓的一側(cè)排風(fēng)。風(fēng)壓作用下通風(fēng)量的計(jì)算步驟：①確定在風(fēng)壓作用下的室內(nèi)壓力②計(jì)算出室內(nèi)外壓差作用下的進(jìn)風(fēng)量或排風(fēng)量。可用式（8-44）計(jì)算。門窗縫隙很窄時(shí)：（n=0.65）迎風(fēng)側(cè)的室內(nèi)外壓差：A1、A2分別為迎風(fēng)正負(fù)壓側(cè)的開口面積，、分別為正壓側(cè)和負(fù)壓側(cè)的室外壓力，pi為室內(nèi)壓力。8.8自然通風(fēng)基本原理2/6/2023833.熱壓與風(fēng)壓共同作用下的自然通風(fēng)實(shí)測及原理分析表明：對于高層建筑，在冬季（室外溫度低）時(shí)，即使風(fēng)速很大，上層的迎風(fēng)面房間仍然是排風(fēng)的，熱壓起主導(dǎo)作用；高度低的建筑，風(fēng)速受臨近建筑影響很大，因此也影響了風(fēng)壓對建筑的作用?！咀ⅰ浚河娠L(fēng)壓引起的自然通風(fēng)的不確定因素過多，無法真正應(yīng)用風(fēng)壓的作用來設(shè)計(jì)有組織的自然通風(fēng)。8.8自然通風(fēng)基本原理2/6/2023844.避風(fēng)天窗和風(fēng)帽（a）為矩形避風(fēng)天窗，窗扇可開啟和調(diào)節(jié)角度，天窗兩側(cè)有擋風(fēng)板，不論風(fēng)向如何變化均能保證天窗附近的風(fēng)壓為負(fù)值。（b）為折線形天窗，避風(fēng)的原理同上，但上面無窗扇，比較簡單、輕巧、阻力也很小。避風(fēng)天窗：利用風(fēng)壓的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，不論風(fēng)向如何，天窗附近總是產(chǎn)生“負(fù)”風(fēng)壓。8.8自然通風(fēng)基本原理2/6/202385風(fēng)帽：是具有一定自然壓頭（負(fù)風(fēng)壓）的排風(fēng)口?？捎糜谧匀痪植颗棚L(fēng)系統(tǒng)的排出口或裝于屋頂上做房間全面通風(fēng)的排風(fēng)用。選用避風(fēng)風(fēng)帽時(shí)，應(yīng)滿足：8.8自然通風(fēng)基本原理2/6/202386等式左端為系統(tǒng)具有的壓頭，第二項(xiàng)為溫差產(chǎn)生的壓頭，等式右端為系統(tǒng)的阻力。8.8自然通風(fēng)基本原理2/6/2023878.9熱車間的自然通風(fēng)和隔熱2/6/2023881.熱車間自然通風(fēng)計(jì)算熱車間自然通風(fēng)計(jì)算首先應(yīng)預(yù)測車間的余熱量。必須向工藝師了解詳細(xì)的工藝過程設(shè)備使用的能源（電燃?xì)饷夯蚱渌┘昂牧?，并查閱有關(guān)工藝和暖通設(shè)計(jì)手冊，估算設(shè)備熱工件散發(fā)的熱量。負(fù)荷計(jì)算只考慮得熱量，不考慮蓄熱影響。自然通風(fēng)計(jì)算只考慮熱壓作用，不計(jì)算不確定的風(fēng)壓作用。首先確定車間需要的通風(fēng)量，為：8.9熱車間的自然通風(fēng)和隔熱2/6/202389式中——消除車間余熱的通風(fēng)量，kg/s；

——車間內(nèi)熱設(shè)備等散出的顯熱量，即余熱，kW；

Cp——空氣定壓比熱，1.01kJ/（kg·℃）；

to——室外空氣溫度，℃，取當(dāng)?shù)叵募就L(fēng)室外計(jì)算溫度；

tι——車間工作區(qū)的室內(nèi)溫度，℃；△t——規(guī)范規(guī)定允許高于室外溫度的溫差，從規(guī)范表3.1.5中查得，一般在2~10℃范圍內(nèi)；

te——排風(fēng)溫度，℃；

m——散熱量的有效系數(shù)，相當(dāng)于余熱量三載工作區(qū)的比例，m值與熱源高度占地面積的比例和熱源中輻射熱的比例有關(guān)，從規(guī)范中取值。8.9熱車間的自然通風(fēng)和隔熱2/6/202390通風(fēng)量（進(jìn)風(fēng)或排風(fēng)）為：8.9熱車間的自然通風(fēng)和隔熱2/6/202391式中、——通過門窗的自然通風(fēng)的進(jìn)風(fēng)量和排風(fēng)量。kg/s；

——機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)送入的風(fēng)量，kg/s，這里認(rèn)為送入的新風(fēng)未經(jīng)冷卻處理；

——局部排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)量，kg/s，假定排風(fēng)的溫度為te。

【注】上式是假定了機(jī)械送風(fēng)或局部排風(fēng)的溫度條件與自然通風(fēng)一致，若不一致，則通過熱平衡和空氣平衡來求解。8.9熱車間的自然通風(fēng)和隔熱2/6/202392根據(jù)熱壓下自然通風(fēng)的原理有：室內(nèi)溫度Ti在高度方向是變化的，取平均值；上式中有A1、A2、h1、h2、△p1、△p2

六個(gè)未知數(shù)，可先假定一個(gè)參數(shù)后求解；，最后進(jìn)行校核并作必要的調(diào)整。8.9熱車間的自然通風(fēng)和隔熱2/6/2023932.隔熱隔熱措施：⑴用絕熱材料包裹利用絕熱材料（或稱保溫材料）將熱設(shè)備或管道包裹起來，使絕熱層外表面溫度在允許范圍內(nèi)。⑵遮熱利用遮熱屏遮擋設(shè)備的輻射熱，操作工人在遮熱屏后面免受輻射熱的危害。8.9熱車間的自然通風(fēng)和隔熱2/6/2023948.10通風(fēng)房間的空氣平衡和熱平衡2/6/202395空氣平衡對于有自然通風(fēng)的工業(yè)廠房，在進(jìn)行自然通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮空氣平衡，分配各部分風(fēng)量。對于其他一般房間，房間內(nèi)有送風(fēng)系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)，必然存在如下恒等式：

——送入房間的室外新風(fēng)量

——房間的排風(fēng)量，包括全面排風(fēng)量和局部排風(fēng)量，kg/s；

——通過房間門窗墻登封系的滲透風(fēng)量