设备管理_建筑通风系统概述

第七章建筑通风 第一节建筑通风系统概述 第一节建筑通风系统概述 改善室内的空气环境 1 满足人体舒适需要 2 保证产品质量 3 促进生产发展 4 防止大气污染 5 建筑通风的意义 第一节建筑通风系统概述 一 建筑通风的任务和内容 改善室内空气温度 湿度和流速 注入新鲜空气 及时排出生产和生活中的废气和有害气体 保证生活和工作环境 用新鲜空气代替室内污染空气 消除对工作人员和生产过程的危害 化害为宝 防止环境污染 防暑降温 排除建筑物内的热湿空气 使建筑物内有一个较舒适的空气环境 发生火灾时 能及时排除火灾场所产生的有毒烟气 第一节建筑通风系统概述 二 通风方式的分类及选择 工作动力 第一节建筑通风系统概述 1 自然通风定义 利用自然风压即室外气流引起的室内 外空气压差 或热压即室内 外空气温度不同而形成的重力压差 使房间内外的空气进行交换 从而改善室内的空气环境 优点 经济 节能 简便易行 无须专人管理 无噪声等 缺点 难以保证用户对进风温度 湿度及洁净度等方面的要求 同时也不能对排出的污浊空气进行净化处理 其次受室外气象条件影响 通风效果不稳定 第一节建筑通风系统概述 分类 有组织的自然通风 具有一定调节风量能力的自然通风 无组织的自然通风 经围护结构缝隙所进行的不可调节风量的自然通风 在高温车间常采用对流和开设天窗的方法 渗透通风 是一种无组织的辅助性通风 即室内 外受自然作用力驱动通过围护结构的缝隙进行交换 第一节建筑通风系统概述 风压作用的自然通风 利用风压和热源的自然通风 有组织的管道式自然通风 热源作用的自然通风 第一节建筑通风系统概述 2 机械通风定义 利用机械手段 风机 风扇等 产生压力差来实现空气流动的方式 优点 可根据需要确定 调节通风量和组织气流 确定通风范围 并对进 排风进行有效处理 缺点 消耗电能 风机和风道等设备占用一定的建筑空间 初投资和运行费用比较高 安装和维护管理比较复杂 第一节建筑通风系统概述 分类 第一节建筑通风系统概述 第一节建筑通风系统概述 第一节建筑通风系统概述 第一节建筑通风系统概述 机械送风系统 第二节自然通风 热压 温差引起的空气密度差导致建筑开口内外的压差 风压 室外气流绕流引起建筑周围压力分布的不同形式开口处的压差 窗口处的内外压差是造成空气流动的主要原因 第二节自然通风 一 热压作用下的自然通风 1 原理 第二节自然通风 1 原理窗口压差为 窗口压差为 则有 第二节自然通风 2 余压定义 室内某点的压力与室外同标高且受扰动的空气压力的差值 特点 当余压为正 窗口排风 当余压为负 窗口进风 中和面 余压为零的界面 中和面上既不排风 也不进风 第二节自然通风 第二节自然通风 二 风压作用下的自然通风 1 原理 1 流动形式描述风力作用下 室外气流受到建筑物的阻挡发生绕流 迎风面气流受到阻碍 动压降低 静压增高 侧面和背面产生局部涡流 静压降低 第二节自然通风 2 相关概念风压 静压增高和降低与周围气压形成的压力差 正压 迎风面静压升高 风压大于周围气压 负压 背风面静压下降 风压小于周围气压 空气动力阴影区 风压为负值的区域 风压下的自然通风 由于正压区室外静压大于室内静压 室外空气就要通过孔洞进入室内 在负压区正相反 室内空气通过孔洞排向室外 从而形成风压作用下的自然通风 第二节自然通风 2 风压计算 风压 Pa 室外空气密度 kg m3 室外空气流速 m s 室外空气动力系数 第二节自然通风 三 热压和风压同时作用下的自然通风 窗口的内外压差 窗口的内外压差 第二节自然通风 结论 热压 风压同时作用下 总压差为二者的叠加 进风和排风量均增大 如在窗口同高度左侧开天窗 则风压为负 热压为正 二者相互抵消 总压差减小 所以不利于排风 当窗口a右侧开天窗 风压的负值比热压大时 发生倒灌 不但不能排风 反而进风 因此 热压 风压同时作用时 迎风面不能开天窗 背风面也不宜开下部侧窗 否则通风效果不好 由于室内风向 风压很不稳定 实际工程中通常不考虑风压 仅按热压作用设计自然通风 第二节自然通风 四 自然通风量的计算1 自然通风的计算步骤 1 计算生产车间的全面通风量 车间的自然通风量 kg s 车间的总余热量 kw 空气质量定压热容 取1 01KJ kg 室外空气温度 车间上部排风温度 第二节自然通风 温度梯度法计算排风温度当厂房高度小于15m 室内散热量比较均匀 且不大于116W m3时 可以采用下式计算排风温度 即 排气孔中心距地面的高度 m 温度梯度 即沿车间高度方向每升高1m温度的增加值 按表取值 室内温度 第二节自然通风 温度梯度值 m 第二节自然通风 有效系数法计算排风温度当车间内散热量大于116W m3 车间高度大于15m时 应采用有效系数法计算天窗的排风温度 即 有效系数 第二节自然通风 2 确定窗孔位置 分配窗孔的进 排风量 3 计算各窗孔的内外压差 分别为窗孔 下 窗孔 上 至中和面的距离 m 室内平均温度下的空气密度 其中 第二节自然通风 4 确定窗孔的面积 孔洞的截面积 m2 窗孔的流量系数 与窗孔的构造有关 一般小于1 窗孔压差 Pa 第二节自然通风 2 例题已知某车间的余热量 650kW 0 5 室外空气温度 32 密度 1 157kg m3 室内工作区温度 35 车间如图所示 如果不考虑风压的作用 求所需的各窗孔面积 第二节自然通风 1 计算生产车间的全面通风量确定排风温度根据图可以知道厂房高度 15m 因此采用有效系数法确定排风温度 即 全面通风量 第二节自然通风 2 确定窗孔位置及分配窗口的进 排风量窗孔位置如图所示 设中和面的位置在的1 3处 则 第二节自然通风 3 计算窗孔的内外压差需确定 由于密度与温度成反比 则有 同理 有 内外压差上部 第二节自然通风 下部 第二节自然通风 4 确定窗孔面积 上部 下部 第二节自然通风 五 加强自然通风的措施1 厂房位置设计应符合的条件 厂房布置东西向 避免西晒 进气口面积不小于排气口面积 克服进气短流问题 采用冷热跨交替布局 解决通风天窗飘雨的问题 第二节自然通风 第二节自然通风 2 热设备的布置原则 热设备布置在天窗下面 散热量大的设备等布置在主导风向的下风向 热源布置在进风孔的两侧 多层车间 热设备布置在顶层 如布置其他层应采取隔热措施 第二节自然通风 3 进 排风窗口的布置原则 进风口布置在主导风向的上风向 夏季进风口的下缘距室内地面不高于1 2m 寒冷地区进风口的下缘距室内地面不宜低于4m 进风口采用门 洞等性能好的窗 窗扇应便于维修和操作 热源靠外墙布置 且无工作点时 进风口应布置在热源间断处 当冷热跨相邻 且冷跨天窗进风 邻近排风的天窗不作进风用 第二节自然通风 天窗排风的厂房下列情况之一 采用避风天窗 a 累年最热月平均温度 的地区 且室内散热量 b 累年最热月平均温度 的地区 且室内散热量 不允许产生倒灌 天窗稳定排风或室外平均流速时 可不设避雨天窗 建筑物一侧与较高建筑物相邻时 避风天窗或风帽不得处在正压区 第二节自然通风 第三节机械通风 一 全面通风定义 对整个建筑物或者整个房间进行机械通风换气的方式 目的 把散发在整个建筑空间内的污浊空气排至室外 同时将新鲜空气从室外送入室内 使室内空气达到卫生标准 组成形式 第三节机械通风 1 机械送风 自然排风工作流程 室外新鲜空气 要求空气 风机 风管 送风口 室内特点 室内空气呈正压 通过门窗或其他缝隙排至室外 此种方式排风气流组织不易控制 住宅中使用较少 第三节机械通风 2 自然进风 机械排风工作流程 室内污浊空气 吸风口 风管 风机 室外特点 室内空气连续排出 室内造成负压状态 可有效地排出室内污浊空气 换气效率高 适用 室内存在热湿空气及大气污染危害物的场所 第三节机械通风 3 机械进风 机械排风工作流程 室外新鲜空气 要求空气 风机 风管 送风口 室内室内污浊空气 吸风口 风管 风机 室外特点 可灵活 合理地进行气流组织 达到全面通风的预期效果 但投资及运行费用高 第三节机械通风 全面通风的气流组织 其形式对通风效果起着重要作用 影响通风效果的因素 选择合理的系统 送排风系统的风口 数量和位置 合理的气流组织等 送排风口的设置 1 送风口设置在工作场所的邻近区域 进风口应远离排风口 单独设置 2 吸风口在污染浓度较高处 根据污染空气密度的不同 吸风口和送风口应进行不同的布置 第三节机械通风 全面通风房间气流组织原则 1 能避免把有害物吹向工作人员操作区 2 能有效地从污染源附近或有害物浓度最大的区域排出污染空气 3 能确保在整个房间内进风气流均匀分布 尽量减少涡流区 第三节机械通风 全面通风房间的气流组织形式 第三节机械通风 全面通风房间的气流组织形式 二 局部通风定义 用局部气流的方法 向建筑物内的工作场所送 排风的通风方式 特点 是一种有效 有针对性的排放方式 而且节省投资 节省能耗 组成 局部送风系统和局部排风系统 第三节机械通风 第三节机械通风 1 局部送风系统设计要求 单独设置 不得将空气污染物或热气流吹向人体 送风气流宜从上而下垂直送风 送到人体上的有效气流宽度采用1m 或散热量小时 采用0 6m 第三节机械通风 组成 进风口 空气处理设备 风机 送风管和送风口组成 设计过程 根据卫生要求 确定工作地点的温度和风速 利用空气自由射流运动规律 按有效宽度求送风口出口风速 送风口尺寸以及送风温度 1 局部送风系统 第三节机械通风 2 局部排风系统 设计依据 大气污染物综合排放标准 GB18297 1996 和 工业企业设计卫生标准 GBZ1 2002 相关规定 有害物浓度超过最高容许值的情况下 结合生产工艺设置局部排风系统 对突然散发有害气体或有爆炸危险气体的生产厂房 应设置事故排风系统 设计要求 以较小的排风量最大限度地排除有害物 合理划分排风系统 正确选用排风设备 满足系统的经济技术要求 对两种或两种以上有害物混合具有爆炸 燃烧及产生毒性物质危险时 应分别设置排风系统 第三节机械通风 组成 吸风罩 风管 空气污染物治理设备 风机 排风道 风帽 吸风罩作用 用最小的局部风量将工作区域产生的其他污染物或热量及时地吸走 形式 伞形罩 密闭式吸风罩 吹吸式吸风罩等 选择要求 考虑散发其他污染物工艺设备的具体情况 尽可能采用密闭式吸风罩 第三节机械通风 第三节机械通风 第四节通风系统的主要设备和构件 一 风机1 风机的分类与构造分为离心式 轴流式和贯流式三种类型 2 通风机的选择根据被输送气体的成分和性质以及阻力损失大小 根据通风量和风道系统的阻力损失计算确定风机型号 第四节通风系统的主要设备和构件 3 通风机的安装轴流式风机安装在风道中间或墙洞中 风机可固定在墙上 柱上或混凝土楼板下的角钢支架上 离心式风机安装在混凝土基础上 原则 使空气吸风口和出风口均匀一致 避免流速的急剧变化 第四节通风系统的主要设备和构件 二 室内送 排风口1 室内送风口是送风系统中风道的末端装置 2 室内排风口是排风系统的始端吸入装置 3 室内送 排风口的位置决定了气流组织形式 4 送风口的形式 风管侧送风口 插板式送风口 第四节通风系统的主要设备和构件 单层百叶风口 双层百叶风口 第四节通风系统的主要设备和构件 5 工业车间送风口的形式为空气分布器 6 室内排风无特殊要求 通常采用单层百叶式排风和水平排风道上开孔的孔口排风形式 空气分布器 第四节通风系统的主要设备和构件 三 风道及阀门1 风道 1 材料 2 布置根据作用范围 结合自身要求进行经济合理的布置 工业建筑 明装 民用建筑和公共建筑多采用暗装 金属 镀锌薄钢板 白铁皮 用于潮湿环境中通风管及配件 部件的制作 非金属 硬聚乙烯板 玻璃钢 砖 砼等 其中玻璃钢风管具有耐酸碱腐蚀性能 且加工方便的特点 第四节通风系统的主要设备和构件 3 安装风管常沿墙 柱 楼板或屋架敷设 安装固定于支 吊架上 支架 风道 吊架 第四节通风系统的主要设备和构件 2 阀门作用 用于启动风机 关闭风道 风口 调节管道内空气量 平衡阻力等 安装 风机出口的风道上 主干风道上 分支风道上或空气分布器之前等位置 类型 插板阀和蝶阀 第四节通风系统的主要设备和构件 第四节通风系统的主要设备和构件 四 进 排风装置1 室外进风装置室外进风口是通风和空调系统采集新鲜空气的入口 类型 竖直风道塔式进风口 墙壁式或屋顶式进风口 位置要求 设置在空气洁净的地点 远离污染源 室外进风口下缘距地坪高度不小于2m 降温的通风系统 室外进风口设在背阴的外墙侧 进风口低于排风口 且在排风口的上风侧 当进 排风水平间距小于20m时 进风