第二章 工业与民用建筑通风

第2章 工业与民用建筑通风,第一讲,很多时候室内的空气不能满足我们的要求，如温度过高，污染物浓度较大等等，我们应该怎么办？最常用的方法：通风。,通风的任务：以通风换气的方法改善室内空气环境。把局部地点或整个房间内的污浊空气排放至室外，把新鲜空气送入室内，前者为排风，后者为送风。按通风动力不同，通风系统可分为自然通风和机械通风；按通风方式可划分为全面通风、局部通风、置换通风等等。,1 局部通风,可分为局部进风和局部排风。局部排风系统：局部排风罩，风管，净化设备，风机，烟囱。局部送风系统：系统式和分散式。（图）,2 全面通风,也成为稀释通风，用清洁空气稀释室内空气中有害物浓度，同时不断将污染空气排至室外，使室内空气中有害物浓度不超过卫生标准规定的最高允许浓度。全面通风的效果与通风量和气流组织有关。（图）,2.1 全面通风量的确定,假设有害物在室内均匀散发，送风气流和室内空气混合瞬间完成，送排风气流等温。,Vf(m3)x (g/s)y1(g/m3)dy(g/m3)=y2-y1,L(m3/s),L(m3/s),y0(g/m3),d,全面通风的基本微分方程式,y(g/m3),d,消除余热消除余湿,换气次数：通风量与通风房间的体积的比值。(次/h),需要注意的是，当通风房间同时存在多种有害物时，如其危害不同，一般情况下，应分别计算，然后取其中的最大值作为房间的全面换气量。但是，当房间内同时散发数种危害相同的有害物时，如各种溶剂（苯及其同系物、醇、醋酸酯类）的蒸气，或数种刺激性气体（三氧化硫、二氧化硫、氯化氢、氟化氢、氮氧化合物）时，由于这些有害物对人体的危害在性质上是相同的，在计算全面通风量时，应把它们看成是一种有害物质，房间所需的全面换气量应当是分别消除每一种有害气体危害所需的全面换气量之和。,【例3.1】 某车间内同时散发苯和甲醇，散发量分别为60mg/s、50 mg/s，求所需的全面通风量。（解） 查相关资料得车间内最高允许浓度为苯=40 Kg/m3，甲醇 =50 mg/m3。送风中采用的是新鲜空气，其中不含有这两种有机溶剂蒸汽，故 取安全系数k=6。则,苯,m3/s=9 m3/s,甲醇,m3/s=6 m3/s,由于苯和甲醇都属于麻醉气体，其危害相同，全面通风量为各自所需之和，即,气流组织,全面通风的效果不仅取决于通风量的大小，而且取决与气流组织。气流组织：合理布置送、排风口位置，分配风量以及选用风口形式，以便用最小的通风量达到最佳的通风效果。,气流组织方式,下进上回上送上回上送下回中间送上下回,送风口与回风口,送风口：孔口，百叶送风口散流器回风口：孔口,全面通风气流组织设计的最基本原则,将新鲜空气送到作业地带或操作人员经常停留的工作地点；避免有害物吹向工作区；有效地从有害源附近或有害物浓度最大的部位排走污染空气。具体设计情况 参照设计规范。,在进行气流组织设计时，应按照以下原则进行设计：清洁空气必须先经过人的呼吸区车间内污染空气必须及时排出车间内气流分布均匀,尽量避免漩涡机械送风系统室外进风口的布置： 选择空气洁净的地方 进风口应低于排风口，并设置在排风口上风处 进风口底部应高出地面2m，在设有绿化带时，不宜低于1m,机械送风系统的送风方式（1）放散热或同时放散热、湿和有害气体的房间，当采用上部或下部同时全面排风时，送风宜送至工作地带。（2）放散粉尘或密度比空气大的蒸汽和气体、而不同时放散热的车间及辅助建筑物，当从下部地带排风时，宜送至上部地带。（3）当固定工作地点靠近有害物质放散源，且不可能安装有效的局部排风装置时，应直接向工作地点送风。,风量的分配 （1）有害物和蒸气的密度比空气轻，或虽比室内空气重，但建筑内散发的显热全年均能形成稳定的上升气流时，宜从房间上部区域排出。 （2）当散发有害气体和蒸气的密度比空气重，建筑物内散发的显热不足以形成稳定的上升气流而沉积在下部区域时，宜从房间上部区域排出总风量的1/3且不小于每小时一次换气量，从下部区域排出总排风量的2/3。 （3）当人员活动区有害气体与空气混合后的浓度未超过卫生标准，且混合后气体的相对密度与空气密度接近时，可只设上部或下部区域排风。 （4）送排风量因建筑物的用途和内部环境的不同而不同。,风量平衡,式中,机械进风量（kg/s）；,自然进风量（kg/s）；,机械排风量（kg/s）；,自然排风量（kg/s）。,表 室内负压引起的危害,热平衡,通风房间的空气热平衡，是指为保持通风房间内温度不变，必须使室内的总得热量等于总失热量。即,（3.24）,式中,总得热量（kw）；,总失热量（kw）。,室内的总得热量包括：生产设备、产品、采暖散热设备、人体、送风、太阳辐射等等的散热量。 室内的总失热量包括：围护结构、冷材料、排风、水分蒸发等等吸收的热量。,【例3.2】 已知某车间有送、排风系统，车间内生产设备散热量为70kw，围护结构的失热量为78 kw，车间上部自然排风量为 ，车间工作区机械排风量为 无组织自然进风为 ，车间自然排风温度为 车间工作地点温度为 ， 试计算（1）机械送风量 ，（2）机械送风温度 ，（3）加热机械送风需要的热量 。 解 列空气平衡和热平衡方式,室外空气温度为,根据空气温度，可分别查得空气密度为：,把有关参数带入上述方程，最后解得,注意事项,室内的温度和压力的稳定，依赖于热平衡和空气平衡。在实际生产中，通风形式比较复杂，通风系统的平衡问题非常复杂，是一个动态平衡过程，室内温度、送风温度、送风量等各种因素都会影响这个平衡。如果上述条件发生变化，可以按照下列方法进行相应的调整： 1.如冬季根据平衡求得送风温度低于规范的规定，可直接将送风温度提高至规定的数值； 2.如冬季根据平衡求得送风温度高于规范的规定，应将送风温度降低至规定的数值，相应提高机械进风量； 3.如夏季根据平衡求得送风温度高于规范的规定，可直接降低送风温度进行送风，使室内温度有所降低。,在满足室内卫生条件的前提下，进行车间通风系统设计时，为节省能量，可采取以下措施： 1.减少排风量 2.机械进风系统在冬季应采用较高的送风温度 3.空气再循环使用 4.采用既有送风又有排风的局部通风装置 5.设置热回收装置,全面通风系统,2.3 事故通风,散发大量有害气体或可能发生爆炸，应设事故排风。事故排风风量应按实际情况确定，如无计算资料时，安8次换气次数确定。排风口设在有害气体或爆炸气体物质散发量可能最大的地点。事故排风机应设在室外。,2.4 置换通风,置换通风是一种新的通风方式。与传统的混合通风方式相比较，可使室内工作区得到较高的空气品质、较高的热舒适性并具有较高的通风效率。 以低速在房间下部送风，气流以类似层流的活塞流的状态缓慢向上移动，到达一定高度受热源和顶板的影响，发生紊流现象，产生紊流区。,置换通风的流态,站立人员产生的上升气流,置换通风一些特点：气流产生热力分层现象，出现两个区域：下部单向流动区和上部混合区。室内温度和污染物浓度分层。室内空气流动速度较低，低于0.15m/s,没有吹风感。密度梯度是造成空气流动的一重要原因。送风与室温温差24。空气湖（air lake）全面通风建筑为本，置换通风以人为本,置换通风适合下列情形： 1).污染物质比环境空气温度高或密度小； 2).供给空气比建筑物环境空气温度低； 3).层高大的房间，例如房间层高大于3m。浮升力作为驱动力的置换通风在下列情形效率较低： 1).天花板的高度低于2.3m 2).房间空气扰动（湍流）强烈； 3).污染物比环境空气冷或密度大。,通过分析，我们得到如下结论：（1）置换通风是一种高舒适性的空调系统。（2）置换通风是一种节能的空调方式。（3）热力分层的产生，存在垂直方向的温度梯度，需要在人员活动区控制温度梯度，一般应保持在3以内，温差太大则降低了舒适性；同时要保证一定的送风量，使热力分层“分界高度”大于人员活动区，保证人员处于清洁区。 （4）置换通风送风温度不能太低的限制，使得送风量增大，输运空气管路增大，输运动力增加，不利于经济性。 （5）置换通风的冷