第二章-通風(fēng)方式

控制工業(yè)污染物的

通風(fēng)方法第二章

2.1局部通風(fēng)2.2全面通風(fēng)返回控制工業(yè)污染物的通風(fēng)方法2

2.4事故通風(fēng)通風(fēng)方式分類通風(fēng)方式分類按通風(fēng)的動力分為按通風(fēng)系統(tǒng)作用范圍分局部通風(fēng)全面通風(fēng)事故通風(fēng)自然通風(fēng)機械通風(fēng)自然通風(fēng)特點機械通風(fēng)特點通風(fēng)方式分類按通風(fēng)系統(tǒng)的動力來劃分按通風(fēng)系統(tǒng)的動力不同，通風(fēng)方式可分為自然通風(fēng)和機械通風(fēng)。

1.自然通風(fēng)：

自然通風(fēng)是依靠室內(nèi)外空氣溫度差所造成的熱壓和室外風(fēng)力造成的風(fēng)壓來實現(xiàn)換氣的通風(fēng)方式。

1）熱壓作用下的自然通風(fēng)

圖2.1為利用熱壓進行的自然通風(fēng)簡圖，由于房間內(nèi)空氣溫度高，密度小，因此產(chǎn)生了一種上升力，使得房間內(nèi)空氣上升后從上部窗排出，室外冷空氣從房間下邊門窗孔洞或縫隙進入室內(nèi)。這種通風(fēng)方式稱為熱壓作用下的自然通風(fēng)。

熱壓作用是指室內(nèi)熱空氣因其密度小而上升，而室外較冷、密度較大的空氣不斷補充進來的作用。右圖為利用熱壓進行自然通風(fēng)的示意圖。圖2.1熱壓作用下的自然通風(fēng)

2）風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)

風(fēng)壓是由于空氣流動所造成的壓力，也是由室外氣流(風(fēng)力)形成室內(nèi)外空氣交換的一種作用力。在風(fēng)壓的作用下，室外空氣通過建筑物迎風(fēng)面上的門、窗等孔口進入室內(nèi)，而室內(nèi)空氣則通過背風(fēng)面及側(cè)面上的門、窗等孔口排出。

圖2.2是利用風(fēng)壓所形成的穿堂風(fēng)進行全面通風(fēng)的示意圖。圖2.2風(fēng)壓作用的自然通風(fēng)利用風(fēng)壓進行全面換氣是一般民用建筑普遍采用的一種通風(fēng)方式。我國南方炎熱地區(qū)的一些高溫車間很多都是以利用穿堂風(fēng)為主來進行通風(fēng)降溫的。圖2.3利用風(fēng)壓和熱壓的自然通風(fēng)圖2.3所示是同時利用風(fēng)壓和熱壓進行的通風(fēng)。無風(fēng)時只利用熱壓進行全面換氣，這是一種對高溫車間防暑降溫的最經(jīng)濟有效的通風(fēng)措施，應(yīng)用非常廣泛。3）風(fēng)壓和熱壓的聯(lián)合作用

2.機械通風(fēng)

機械通風(fēng)就是利用通風(fēng)機所產(chǎn)生的抽力或壓力，并借助于通風(fēng)管網(wǎng)進行室內(nèi)外空氣交換的通風(fēng)方式。它不像自然通風(fēng)那樣受到自然條件的限制，而可以通過管道把空氣送到室內(nèi)需要的地點，也可以從任意地點按要求的吸風(fēng)速度排除被污染的空氣，適當(dāng)?shù)亟M織室內(nèi)氣流的方向，并且根據(jù)需要對進風(fēng)或排風(fēng)進行各種處理；此外，也便于調(diào)節(jié)通風(fēng)量和穩(wěn)定通風(fēng)效果。但是，風(fēng)機運轉(zhuǎn)時消耗電能，風(fēng)機和風(fēng)道等設(shè)備要占用一定的建筑面積和空間，因而工程設(shè)備費和運行維護費較大，安裝和管理都較為復(fù)雜。

按通風(fēng)系統(tǒng)的特征來劃分按通風(fēng)系統(tǒng)的特征不同，通風(fēng)系統(tǒng)可分為送風(fēng)和排風(fēng)。

1.送風(fēng)送風(fēng)就是向房間內(nèi)送入新鮮空氣。

2.排風(fēng)排風(fēng)就是將房間內(nèi)的污濁空氣經(jīng)過處理，符合排放標(biāo)準(zhǔn)后排出到室外。在實際工程中，從技術(shù)經(jīng)濟角度出發(fā)，應(yīng)優(yōu)先考慮采用自然通風(fēng)，當(dāng)其不能滿足需要時采用機械通風(fēng)；優(yōu)先考慮采用局部通風(fēng)，當(dāng)其不能滿足需要時采用全面通風(fēng)。在實際工程中，單獨采用一種通風(fēng)方式往往是達(dá)不到需要的效果的，通常是多種通風(fēng)方法是聯(lián)合使用的。返回按通風(fēng)系統(tǒng)的作用范圍來劃分按通風(fēng)系統(tǒng)的作用范圍不同，通風(fēng)系統(tǒng)可分為全面通風(fēng)和局部通風(fēng)。

局部通風(fēng)可分為局部排風(fēng)和局部送風(fēng)。局部排風(fēng)是將有害物就地捕捉、凈化后排放至室外，而局部送風(fēng)則是將經(jīng)過處理的、符合要求的空氣送到局部工作地點，以保證局部區(qū)域的空氣條件。局部通風(fēng)的特點是控制有害物效果好、風(fēng)量小、投資小、運行費用低。2.1局部通風(fēng)分為：局部排風(fēng)和局部送風(fēng)

局部排風(fēng)：在集中產(chǎn)生有害物的局部地點，設(shè)置捕集裝置，將有害物排走，以控制有害物向室內(nèi)擴散。這是防毒、排塵最有效的通風(fēng)方法。

圖2.7局部排風(fēng)局部排風(fēng)罩——捕集有害物的裝置；凈化、除塵器——凈化有害氣體和粉塵；通風(fēng)動力系統(tǒng)——通風(fēng)管道，通風(fēng)機圖2.8局部排氣凈化系統(tǒng)示意圖局部排風(fēng)凈化系統(tǒng)的組成局部排風(fēng)系統(tǒng)組成在局部工作地點安裝的排除污濁氣體的系統(tǒng)稱局部排風(fēng)系統(tǒng)。如圖4.3、圖4.4所示，它是由以下幾部分組成。（1）局部排風(fēng)罩局部排風(fēng)罩是用來捕捉有害物的。它的性能對局部排風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有直接影響。性能良好的局部排風(fēng)罩，如密閉罩，只需要較小的風(fēng)量就可以獲得良好的工作效果。由于污染源設(shè)備結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)操作工藝的不同,排風(fēng)罩的形式是多種多樣的。（2）風(fēng)管通風(fēng)系統(tǒng)中輸送氣體的管道稱為風(fēng)管，它把系統(tǒng)中的各種設(shè)備和部件連成了一個整體。為了提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性，應(yīng)合理選定風(fēng)管中的氣體流速，管路應(yīng)力求短、直。風(fēng)管通常用表面光滑的材料制作，如：薄鋼板、玻璃鋼管，有時也用混凝土、磚等材料。（3）凈化設(shè)備

為防止大氣污染，當(dāng)排出空氣中有害物量超過排放標(biāo)準(zhǔn)時，必須用凈化設(shè)備處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，排入大氣。凈化設(shè)備分除塵器和有害物凈化裝置兩類。（4）風(fēng)機風(fēng)機向機械排風(fēng)系統(tǒng)提供空氣流動的動力。為防止風(fēng)機的磨損和腐蝕，通常把它放在凈化設(shè)備的后面。

(5)風(fēng)管（煙囪）

煙囪是凈化系統(tǒng)的排氣裝置。

圖2.9局部排氣凈化系統(tǒng)示意圖

1、排氣罩；2、排風(fēng)管；3、凈化設(shè)備；4、風(fēng)機；5、風(fēng)管（煙囪）圖2.10局部機械送風(fēng)系統(tǒng)

局部送風(fēng)：向局部工作地點送風(fēng)，使局部地帶造成良好的空氣環(huán)境，主要用于局部降溫。又分為系統(tǒng)式和分散式。系統(tǒng)式就是通風(fēng)系統(tǒng)將室外空氣送至工作地點。分散式借助軸流風(fēng)扇或噴霧風(fēng)扇，直接將室內(nèi)空氣吹向作業(yè)地帶進行循環(huán)通風(fēng)。2.2全面通風(fēng)

全面通風(fēng)也稱稀釋通風(fēng)，它主要是對整個車間進行通風(fēng)換氣，這種通風(fēng)系統(tǒng)適用于那些在房間很大范圍內(nèi)產(chǎn)生有害物并且不斷擴散的情況。將經(jīng)過適當(dāng)處理的新鮮的空氣送入室內(nèi)，并不斷的把污濁空氣排出室外，使室內(nèi)空氣中的溫度、濕度、有害物濃度符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。其特點是作用范圍廣、風(fēng)量大、投資和運行費用高，當(dāng)采用局部通風(fēng)方式難以保證衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時采用。全面通風(fēng)分為全面送風(fēng)和全面排風(fēng)兩種，可以是自然通風(fēng)，也可以是機械通風(fēng)。當(dāng)車間內(nèi)有害物源分散，工人操作點多且分散，采用局部排風(fēng)不能達(dá)到要求時，應(yīng)采用全面通風(fēng)。圖2.4全面機械送風(fēng)系統(tǒng)

全面通風(fēng)可以分為全面送風(fēng)系統(tǒng)、全面排風(fēng)系統(tǒng)和全面送排風(fēng)系統(tǒng)。

①全面送風(fēng)在不希望鄰室或室外空氣滲入室內(nèi)時，寒冷地區(qū)的冬季為了保持室內(nèi)一定的溫度，同時希望送入的空氣要經(jīng)過簡單的過濾或加熱，多采用圖2.4所示的全面送風(fēng)系統(tǒng)。

全面送風(fēng)系統(tǒng)利用風(fēng)機把室外的新鮮空氣(必要時經(jīng)過過濾和加熱)送入室內(nèi)，在室內(nèi)造成正壓，把室內(nèi)污濁的空氣排出，達(dá)到全面通風(fēng)的效果。圖2.5全面機械排風(fēng)系統(tǒng)

②全面排風(fēng)為了使室內(nèi)產(chǎn)生的有害物質(zhì)盡可能不擴散到其他區(qū)域或鄰室，可以在有害物質(zhì)比較集中產(chǎn)生的區(qū)域或房間采用全面排風(fēng)。圖2.5所示為利用安裝在外墻上的離心風(fēng)機抽出室內(nèi)的空氣，使室內(nèi)形成負(fù)壓，利用負(fù)壓作用可以把室外的新鮮空氣吸入室內(nèi)，以沖淡室內(nèi)的熱、濕、有害氣體或含粉塵的空氣。

③全面送排風(fēng)一個房間可以同時采用圖2.4所示的全面送風(fēng)和圖2.5所示的全面排風(fēng)兩種通風(fēng)方式相結(jié)合的全面送排風(fēng)系統(tǒng)，它往往用于門窗密閉、自行排風(fēng)或進風(fēng)比較困難的地方。根據(jù)送風(fēng)量和排風(fēng)量的不同，可以使房間保持正壓或負(fù)壓，不足或多余的風(fēng)量則經(jīng)圍護結(jié)構(gòu)的縫隙滲入或擠出。如圖2.6所示。圖2.6全面送排風(fēng)系統(tǒng)

按照對有害物控制機理的不同,全面通風(fēng)可以分為稀釋通風(fēng)、單向流通風(fēng)、均勻流通風(fēng)和置換通風(fēng)。2.2.1全面通風(fēng)換氣量的確定

全面通風(fēng)量是指為了使房間內(nèi)的空氣環(huán)境滿足生產(chǎn)和生活的需要，符合規(guī)范規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，用于稀釋通風(fēng)房間的有害物濃度或排除房間內(nèi)的余熱、余濕所需的通風(fēng)換氣量。

為稀釋有害物所需的通風(fēng)量mQ，csc2Vcc1全面通風(fēng)的基本微分方程式

（稀釋方程）圖3.25全面通風(fēng)的基本微分方程式在通風(fēng)量一定、室內(nèi)初始濃度為C1的時候，求C2與通風(fēng)時間的關(guān)系：（指數(shù)規(guī)律）圖3.26室內(nèi)有害物濃度曲線（3.9）（3.10）（3.11）非穩(wěn)定狀態(tài)下的全面通風(fēng)換氣量：穩(wěn)定狀態(tài)的關(guān)系式：換氣次數(shù)（3.12）（3.13）（3.14）為消除余熱所需的通風(fēng)量或（3.15）式中：——全面通風(fēng)量（kg/s、m3/s）；——室內(nèi)余熱（指顯熱）量（kJ/s）；——空氣的定壓比熱容，可取1.01[kJ/(kg?℃)]；——空氣的密度（kg/m3）；——排風(fēng)溫度(℃)；——送風(fēng)溫度(℃)。為消除余濕所需的通風(fēng)量或（3.16）式中

——余濕量（g/s）；——排風(fēng)含濕量（g/kg干空氣）；

——送風(fēng)含濕量（g/kg干空氣）。

需要注意的是，當(dāng)通風(fēng)房間同時存在多種有害物時，如其危害不同，一般情況下，應(yīng)分別計算，然后取其中的最大值作為房間的全面換氣量。但是，當(dāng)房間內(nèi)同時散發(fā)數(shù)種危害相同的有害物時，如各種溶劑（苯及其同系物、醇、醋酸酯類）的蒸氣，或數(shù)種刺激性氣體（三氧化硫、二氧化硫、氯化氫、氟化氫、氮氧化合物）時，由于這些有害物對人體的危害在性質(zhì)上是相同的，在計算全面通風(fēng)量時，應(yīng)把它們看成是一種有害物質(zhì)，房間所需的全面換氣量應(yīng)當(dāng)是分別消除每一種有害氣體危害所需的全面換氣量之和。當(dāng)房間內(nèi)有害物質(zhì)的散發(fā)量無法具體計算時，全面通風(fēng)量可根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)或通風(fēng)房間的換氣次數(shù)計算。通風(fēng)房間的換氣次數(shù)n（次/h）為通風(fēng)量L（m3/h）與通風(fēng)房間體積V（m3)的比值，即：（3.17）2.2.2全面通風(fēng)的氣流組織

所謂氣流組織，就是合理的選擇和布置送、排風(fēng)口的形式、數(shù)量和位置，合理的分配各風(fēng)口的風(fēng)量，使送風(fēng)和排風(fēng)能以最短的流程進入工作區(qū)或排出，從而以最小的風(fēng)量獲得最佳的效果。在進行氣流組織設(shè)計時，應(yīng)按照以下原則進行設(shè)計：

1.車間內(nèi)污染空氣必須及時排出

2.清潔空氣必須先經(jīng)過人的呼吸區(qū)

3.車間內(nèi)氣流分布均勻

4.機械送風(fēng)系統(tǒng)室外進風(fēng)口的布置：

（1）選擇空氣潔凈的地方

（2）進風(fēng)口應(yīng)低于排風(fēng)口，并設(shè)置在排風(fēng)口上風(fēng)處

（3）進風(fēng)口底部應(yīng)高出地面2m，在設(shè)有綠化帶時，不宜低于1m。2.2.3全面通風(fēng)的空氣平衡和熱平衡空氣平衡

在通風(fēng)房間內(nèi)，無論采取哪種通風(fēng)方式，都必須保證空氣質(zhì)量的平衡，即在單位時間內(nèi)進入室內(nèi)的空氣質(zhì)量與同一時間內(nèi)排出的空氣質(zhì)量保持相等。其結(jié)果是保持通風(fēng)房間的壓力保持常壓?？諝馄胶饪梢杂靡韵鹿奖硎荆?/p>

（3.18）

式中——機械進風(fēng)量（kg/s）；——自然進風(fēng)量（kg/s）；——機械排風(fēng)量（kg/s）；——自然排風(fēng)量（kg/s）。

在未設(shè)有組織自然通風(fēng)的房間中，當(dāng)機械進、排風(fēng)風(fēng)量相等時，室內(nèi)外壓力相等，壓差為零。當(dāng)機械進風(fēng)量大于機械排風(fēng)量時，室內(nèi)壓力升高，處于正壓狀態(tài)，反之，室內(nèi)壓力降低，處于負(fù)壓狀態(tài)。由于通風(fēng)房間不是非常嚴(yán)密的，當(dāng)其壓力處于正壓或負(fù)壓狀態(tài)時，室內(nèi)的部分空氣會通過房間不嚴(yán)密的縫隙或窗戶、門洞等排出或進入室內(nèi)，我們把這種通風(fēng)形式稱為無組織進風(fēng)。

因此在工程設(shè)計中，我們根據(jù)通風(fēng)房間的工藝要求和特性，可以通過控制送、排風(fēng)量來保證房間的壓力要求，如為了滿足通風(fēng)房間或鄰室的衛(wèi)生條件要求，通過使機械送風(fēng)量略大于機械排風(fēng)量、讓一部分機械送風(fēng)量從門窗縫隙自然滲出的方法，使?jié)崈舳纫筝^高的房間保持正壓，以防止污染空氣進入室內(nèi)；或通過使機械送風(fēng)量略小于機械排風(fēng)量，使一部分室外空氣通過從門窗縫隙自然滲入室內(nèi)補充多余的排風(fēng)量的方法，使污染程度較嚴(yán)重的房間保持負(fù)壓，以防止污染空氣向鄰室擴散。但是處于負(fù)壓的房間，負(fù)壓不應(yīng)過大，否則會導(dǎo)致不良后果，室內(nèi)負(fù)壓引起的危害見表3.3。表2.1室內(nèi)負(fù)壓引起的危害負(fù)壓（pa）風(fēng)速（m/s）危害2.45~4.92~2.9使操作者有吹風(fēng)感2.45~12.252~45自然通風(fēng)的抽力下降4.9~12.252.9~4.5燃燒爐出現(xiàn)逆火3.35~12.253.5~6.4軸流式排風(fēng)扇排風(fēng)能力下降12.25~494.5~9大門難以啟閉12.25~61.256.4~10局部排風(fēng)扇系統(tǒng)能力下降熱平衡通風(fēng)房間的空氣熱平衡，是指為保持通風(fēng)房間內(nèi)溫度不變，必須使室內(nèi)的總得熱量等于總失熱量。即式中

——總得熱量（kw）；

——總失熱量（kw）。

室內(nèi)的總得熱量包括：生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)品、采暖散熱設(shè)備、人體、送風(fēng)、太陽輻射等等的散熱量。室內(nèi)的總失熱量包括：圍護結(jié)構(gòu)、冷材料、排風(fēng)、水分蒸發(fā)等等吸收的熱量。注意事項室內(nèi)的溫度和壓力的穩(wěn)定，依賴于熱平衡和空氣平衡。在實際生產(chǎn)中，通風(fēng)形式比較復(fù)雜，通風(fēng)系統(tǒng)的平衡問題非常復(fù)雜，是一個動態(tài)平衡過程，室內(nèi)溫度、送風(fēng)溫度、送風(fēng)量等各種因素都會影響這個平衡。如果上述條件發(fā)生變化，可以按照下列方法進行相應(yīng)的調(diào)整：

1.如冬季根據(jù)平衡求得送風(fēng)溫度低于規(guī)范的規(guī)定，可直接將送風(fēng)溫度提高至規(guī)定的數(shù)值；

2.如冬季根據(jù)平衡求得送風(fēng)溫度高于規(guī)范的規(guī)定，應(yīng)將送風(fēng)溫度降低至規(guī)定的數(shù)值，相應(yīng)提高機械進風(fēng)量；

3.如夏季根據(jù)平衡求得送風(fēng)溫度高于規(guī)范的規(guī)定，可直接降低送風(fēng)溫度進行送風(fēng)，使室內(nèi)溫度有所降低。在滿足室內(nèi)衛(wèi)生條件的前提下，進行車間通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計時，為節(jié)省能量，可采取以下措施：

1.減少排風(fēng)量

2.機械進風(fēng)系統(tǒng)在冬季應(yīng)采用較高的送風(fēng)溫度

3.空氣再循環(huán)使用

4.采用既有送風(fēng)又有排風(fēng)的局部通風(fēng)裝置

5.設(shè)置熱回收裝置以上僅對各種通風(fēng)方式作了概括性介紹，一般說來，局部排風(fēng)的效果顯著而且風(fēng)量小，應(yīng)優(yōu)先采用，只是在不能設(shè)置局部排風(fēng)系統(tǒng)或者單靠局部排風(fēng)尚不能滿足衛(wèi)生要求時，才考慮全面排風(fēng)。由于自然通風(fēng)比較經(jīng)濟，應(yīng)盡量采用。當(dāng)自然通風(fēng)達(dá)不到衛(wèi)生或生產(chǎn)要求時，才采用機械通風(fēng)或自然與機械的聯(lián)合通風(fēng)。實際上，在很多情況下是同時采用幾種通風(fēng)方式，如既有局部通風(fēng)又有全面通風(fēng)，既有局部排風(fēng)又有局部送風(fēng)等。

在建筑物內(nèi)的不同地點有不同的送、排風(fēng)要求，或建筑空間與面積較大時，則送、排風(fēng)點布置較多。為便于運行管理，一般設(shè)多個送、排風(fēng)系統(tǒng)。系統(tǒng)劃分的原則是：

（1）可劃為同一系統(tǒng)的情況①空氣處理要求相同、室內(nèi)參數(shù)要求相同;②同一生產(chǎn)流程、運行班次和運行時間。系統(tǒng)劃分

(2)

應(yīng)單獨設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)的情況

①兩種或兩種以上有害物質(zhì)混合后能引起燃燒或爆炸；

②兩種或兩種以上有害物質(zhì)混合后能形成毒害更大或有腐蝕性的混合物或化學(xué)物質(zhì)；

③兩種或兩種以