3章(污染控制的通风空调技术)ppt课件

1、第三章 室内空气污染控制的通风空调技术自然通风控制技术3.1机械通风控制技术3.2通风控制室内污染物的效果分析3.3换气效率与通风效率对室内空气质量的影响3.4特殊建筑空间环境中空气污染控制技术3.5第三章 室内空气污染控制的通风空调技术3.5概述： 室内空气污染物可以用通风空调的方式加以控制，使污染物在室内的浓度低于卫生要求的规范。通风空调的义务就是要向室内提供冷量或热量，稀释并除去室内的污染物，以保证室内具有适宜温馨的条件和良好的空气质量。1. 通风在控制室内空气污染物的任务中的作用：对工业建筑，主要是要消除室内的余热余湿、粉尘、有害气体汽体。对于民用建筑，主要是消除室内厨房的油烟和室内的

2、余热余湿以及新装修的建筑内有害微元。对商业建筑以及高层建筑还有防火排烟等方面的问题，需求用通风方法处理。第三章 室内空气污染控制的通风空调技术2. 空调的作用： 空调有温馨性空调和工艺性空调之分。 温馨性空调主要的控制目的是室内的温度、湿度、干净度和室内空气流动的速度。工艺性空调，不仅要控制上述的“四度，此外，对工业污染物也有严厉的控制取决于工艺过程中的要求。工艺性空调的系统构造与设计方法上都有较大的不同。对室内压力梯度的控制有极其严厉的控制要求。空调系统在设计上与通风系统有较大的不同，其空气处置过程也相应的复杂一些。 第三章 室内空气污染控制的通风空调技术 自然通风依托室外风力呵斥的风压和室

3、内外空气温度差呵斥的热压使空气流动，以到达提供应室内新颖空气和稀释室内气味和污染物,除去余热和余湿的目的。其特点是：简单易行,节约能源,有利于环境维护。3.1.1 热压、风压作用下的自然通风自然通风按任务原理可以分为:热压作用下的自然通风(图3-1)风压作用下的自然通风(图3-2)热压风压共同作用下的自然通风(图3-3)图 3-1 热压作用下的自然通风图 3-2 风压作用下的自然通风 风压、热压值P作用在建筑物的窗孔或门洞上就会使空气产生流动，流过窗孔或门洞的阻力等于P： P =2/2 (3.1) 上式可以改写为：式中： P窗孔两侧的压力差，Pa； 空气流过窗孔时的流速，m/s； 空气的密度,

4、kg/m3； 窗孔的部分阻力系 窗孔的流量系数， ，值的大小与窗孔的构造有关，普通小于1。 经过窗孔的空气量： 热压作用下的自然通风： 热压作用下的自然通风是由于室内外存在温差和进排气口高度差呵斥的。从图3.1 可见，只需室内温度tn 大于室外温度tw ,室外空气柱压力Pa大于室内空气柱压力Pa，同时开启窗孔a 、b ,空气将从窗孔a流入，从窗孔b 流出,直到窗孔a 的进风量等于窗孔b 的排风量时到达平衡。因此，影响热压通风的主要要素是:窗孔位置、两窗孔的高度差h 和室内外的空气密度差(w -n) 。热压值的大小： 为了便于计算，给出余压定义：室内某一点的压力和室外同标高未受建筑或其它物体扰动

5、的空气压力的差值称为该点的余压。当仅有热压作用时，由于窗孔外的空气未受室外风扰动的影响，故此时窗孔内外的压差即为该窗孔的余压，余压为正，那么该窗孔排风；余压为负，该窗孔进风。余压沿车间高度的变化，如图3.4所示。图 3.4 余压沿车间高度的变化 P=gh(w -n) 从窗孔a进风到窗孔b出风，其压力值从负压到正压，那么其间必然存在一个压力为零的面，该面称为中和面。假设以中和面作为基准面，那么窗孔a的余压为： 窗孔b的余压为： 式中： 中和面上的余压， =0 ；、 窗孔a、b至中和面的间隔。 由式3.6可见，某一窗孔余压的绝对值与中和面至该窗孔的间隔有关，中和面以上窗孔余压为正，中和面以下窗孔余

6、压为负。 2. 风压作用下的自然通风： 风压的定义：在自然环境中每一物体的外表接受的静压而被气流所改动时，这一气流就是风压。普通迎风面静压为正，被风面静压为负如图3.2所示。 当室外气流与建筑物相遇时，建筑物外围构造上某一点的风压值 Pa可用下式表示：式中：K 空气动力系数，可正可负；室外空气流速， ； 室外密度， 。 3. 风压、热压同时作用下的自然通风： 建筑物遭到风、热压同时作用时，外围护构造上各窗孔的内外压差就等于各孔的余压和室外风压之差的线性叠加。由于室外风速和风向是经常变化的，因此风压的作用不是一个可靠的要素，在普通工程设计中特别是热车间的自然通风的设计计算中往往只作定性分析而不作

7、定量计算。然而，高层建筑的热负荷计算时需求思索风压热压同时作用下的自然浸透风的影响。如图3.3所示 图 3.3 风压、热压作用下的自然通风 3.1.2 自然通风量计算及其丈量方法 1自然通风的设计计算步骤 在工业消费中往往用自然通风的方式消除车间内大量的余热。在对建 筑物进展冬季热负荷计算时，也需求思索自然浸透风的影响。A.计算方法的几点简化：通风过程是稳定的；影响自然通风的要素不随时间而变化；车间的空气温度取平均空气温度 。式中： 室内任务区温度，； 上部窗孔的排风温度，。 B. 自然通风设计计算步骤如下： 1计算车间的全面换气量： 式中： 车间的总余热量，kJ/s； 车间上部的排风温度，；

8、 车间的进风温度，普通取室外空气温度 ), =; 空气比热，kJ/kg . 2确定窗孔的位置，分配窗孔的进排风量；3计算各窗孔的内外压差和窗孔面积； 计算时，先假定中和面位置或某一窗孔的余压，然后计算其他各窗孔的余压。 该当指出，最初假定的余压值不同，最后计算得出的各窗孔面积分配是不同的。以图3-4为例，在热压作用下，进排风窗孔的面积分别为：进风窗孔:排风窗孔：式中： ， ， ，窗孔 a,b的内外压差，Pa；窗孔a,b 的流量， ； 窗孔a,b的流量系数； 室外空气的密度， ； 上部排风温度下的空气密度， ； 室内平均温度下的空气密度， ； 中和面至窗孔的间隔，m。 根据空气量平衡方程式， =

9、 ，假设近似以为， ， 上述的公式可简化为： 或 可见，进排风窗孔面积之比随中和面位置的变化而变化。中和面向上移，那么排风窗孔面积增大，进风窗孔面积减小；中和面向下移，那么相反。 在热车间都采用上部天窗进展排风，天窗的造价要比侧窗高，因此中和面位置不宜选得太高。2车间排风温度的计算自然通风的排风温度可按下述三种方法计算：1对某些特定的车间可按排风温度与夏季通风计算温度差的允许值确定，对大多数车间而言，要保证 ， 应不超越10-12； 2对于厂房高度不大于15m，室内散热源比较均匀，而且散热量不大于116 时，可用温度梯度法计算排风温度 ： 式中： 温度梯度，/m，h 排风天窗中心距地面高度，m

10、。 3按有效热量系数计算: 式中：m 车间有效热量系数，其值与热源的集中程度和热源布置方式有关，可查阅通风空调设计手册。3. 冬季冷风浸透量的计算A. 对于六层或六层以下的建筑物： 式中: L根据冬季室外平均风速，朝主导风向的每一米缝隙渗入 的空气量m3/h，由表3.2确定 门、窗缝隙计算长度，m ； 室外空气的密度， ； n 各朝向冷空气渗入量修正值，由表3.3确定。 表3.2 每一米门、窗缝隙渗入的空气量 m3/h 门窗类型风 速 (m/s)123456.7单层木窗1.0 2.0 3.1 4.3 5.5 6.7双层木窗0.7 1.4 2.2 3.0 3.9 4.7单层钢窗0.8 1.7 2

11、.0 3.6 4.6 5.6双层钢窗0.5 1.0 1.0 2.2 2.8 3.6门窗类型2.0 1.0 6.2 8.5 11.0 13.4表3.3 各地域各朝向冷空气渗入量修正值n 地 区朝 向北东 北东东南南西南西西北 齐齐哈尔0.90 0.40 0.10 0.15 0.35 0.40 0.70 1.00 哈 尔 滨0.25 0.15 0.15 0.45 0.60 1.00 0.80 0.55 沈 阳1.00 0.90 0.45 0.60 0.75 0.65 0.50 0.80 呼和浩特0.90 0.45 0.35 0.10 0.20 0.30 0.70 1.00 兰 州0.75 1.00

12、 0.95 0.50 0.25 0.25 0.35 0.45 银 川1.00 0.80 0.45 0.35 0.30 0.25 0.30 0.65 西 安0.85 1.00 0.70 0.35 0.65 0.75 0.50 0.30 北 京1.00 0.65 0.20 0.15 0.20 0.25 0.25 0.65B. 对于超越六层的多层或高层建筑物可按下式计算：1风压和热压的综协作用计算：式中： 室外风压与室内热压之差，Pa； c 风压系数， c =0.7； e 热压系数，对住宅，取e =0.2，对办公楼、旅馆等，取 e =0.5； 2风压和热压综协作用下渗入空气量的计算：式中： L每米门

13、、窗缝隙的渗入空气量， ； 与门窗种类和严密程度有关的常数，单层钢窗取 =4.21,双 层钢窗取 =2.60，单层木窗取 =5.00，双层木窗取 =3.56b 常数，取b =1.8。 4.自然通风量的丈量方法一：简易法，在通风口多点均布丈量风速用风速仪，取平均值， 再乘以风口面积，求得风量。但丈量的精度与风口方式有较大的关系。方法二：喷嘴测定法，丈量安装如图3.5所示。图 3-5风口进风量喷嘴测试安装图 单个喷嘴的流量计算公式为：式中： 单个喷嘴的空气流量， ； 喷嘴的喉部面积， ，根据规范喷嘴直径d求取面积； 喷嘴两端的静压差，Pa； 喷嘴喉部的空气密度， ； C 喷嘴流出系数。 对规范喷嘴

14、如图3.6所示，空气的流出系数由下式确定：式中： 喷嘴喉部雷诺数； 喷嘴喉部速度， ； d 喷嘴喉部直径，mm ； 空气运动粘滞系数， 。 该方法特点：丈量精度高，无需标定，测试方便。部分机械通风：1.部分送风 2.部分排风全面机械通风：1.全面送风 2.全面排风3.2.1 部分送、排风控制及其运用 当污染物集中于某处发生时,部分排风是最有效的治理污染物对环境危害的通风方式。污染物定点发生的情况在工业厂房中很多,如电镀槽,清理工件的喷砂和喷丸工艺, 喷漆工艺,砂轮机,盐浴炉,卒火油槽等。 图3.7为一部分机械排风系统的表示图。这系统由排风罩、风机、空气净化设备、风管和排风口组成。部分排风系统的

15、划分应遵照如下原那么:图 3.7 部分排风系统表示图 (1)污染物性质一样或类似,任务时间一样且污染物分发点相距不远时,可合为一个系统。 (2)不同污染物相混可产生熄灭、爆炸或生成新的有毒污染物时,不应合为一个系统,应各自成独立系统。 (3)排除有熄灭、爆炸或腐蚀的污染物时,该当各自单独设立系统,并且系统应有防止熄灭、爆炸或腐蚀的措施。 (4)排除高温、高湿气体时,应单独设置系统,并有防止结露和有排除凝结水的措施。 在一些大型车间中,尤其是有大量余热的高温车间,采用全面通风已无法保证室内一切地方都到达适宜的程度。只得采用部分送风的方法使车间中某些部分地域的环境到达比较适宜的程度,这是比较经济而

16、又实惠的方法。 图3.8为车间部分送风的表示图。空气送到任务点的风速普通根据作业的强度控制在1.5-6m/s。送风宜从人的前侧上方吹向头、颈、胸部,必要时也可以从上向下垂直送风。送风射流送到人体其直径宜为lm。另外应防止将污染物吹向人体。图3.8系统式部分送风系统表示图 3.2.2 全面通风控制 全面通风可分为二种情形： 一是稀释通风,针对工业有害物，用清洁空气稀释室内空气中的有害物浓度,同时不断把污染空气排至室外,使室内空气中有害物浓度不超越卫生规范规定的最高允许浓度。 二是利用空调方式，针对室内温度、湿度、速度、干净度的要求，对空气全面处置及换气从而到达“四度的要求。1.稀释通风换气量确实

17、定A.按浓度平衡方程确定： 为了分析室内空气中有害物浓度与通风量之间的关系, 假设：有害物在室内均匀分发；送风气流和室内空气的混合在瞬间完成；送排风气流是等温的。 在体积为 的房间内，有害物源每秒钟分发的有害物量为x，通风系统开动前室内空气中有害物浓度为y1，那么通风稀释室内空气中的有害物，在任何一个微小的时间间隔 内，室内得到的有害物量即有害物源分发的有害物量和送风窃据带入的有害物量与从室内排出的有害物量排出空气带走的有害物量之差应等于整个房间内添加或减少的有害物量，即浓度平衡方程可表示为：式中， L全面通风量， ； y0 送风空气中有害物浓度， ； x有害物分发量， ； y 在某一时辰室内

18、空气中有害物浓度， ； Vf 房间体积， ； 某一段无限小的时间间隔，s； dy在时间内房间内浓度的增量， 。 上式反映了任何瞬间室内空气中有害物浓度y与全面通风量L之间的关系。 假设在 秒钟内，室内空气有害物浓度从y1变化到y2 ,那么有下式： 对公式3.21进展变换：即： 当 1时，级数 收敛，方程3-23可以用级数展开的近似方法求解。如近似地取级数的前两项，那么：上式称为不稳定形状下的全面通风量计算式。 当通风量L一定时，恣意时辰室内的有害物浓度y2： 假设室内空气中初始的有害物浓度y1=0 ,上式可写成：当 时， ，室内有害物浓度y2趋于稳定，其值为： 由公式3.25或3.26可以画出

19、室内有害物浓度y2随通风时间 变化的曲线，见图3-9。图中的曲线1是 ，曲线2是 ， 曲线3是y1=0。见插图3.9。 图 3.9 室内有害物浓度曲线 从上述分析可以看出：室内有害物浓度按指数规律添加或减少，其增减速度取决于L/Vf。 当室内有害物浓度y2处于平衡形状时，所需的全面通风量为： 为了保证有害物源附近工人呼吸带的有害物浓度控制在允许值以下,实践所需的全面通风量要比上式的计算值大得多。因此,需求引入一个平安系数K。 即：K要思索多方面的要素。普统统风房间，取K=310。 B. 消除余热所需风量：式中: G 全面通风风量， ; Q 室内余热量， ; C 空气的质量比热，其值为 tp 排

20、出空气的温度， t0 进入空气的温度， C. 消除余湿所需风量：式中: G全面通风风量，kg/s； dp排出空气的含湿量， 干空气； W余湿量，g/s；d0进入空气的含湿量， 干空气。D. 按换气次数确定风量： 当散入室内的有害物量无法计算时，全面通风量可按类似房间换气次数的阅历数值进展计算。 图3.10是机械式全面送风系统表示图 。图 3-10 机械送风系统表示图1-百叶窗；2-保温阀；3-过滤器；4-旁通阀；5-空气加热器6-启动阀；7-通风机；8-通风管网；9-出风口；10-调理阀；11-送风室 L=nVf式中： L全面通风量，m3/h; n换气次数，即n=L/Vf次/h; Vf通风房间

21、体积，m3。阐明：根据卫生规范规定，当室内有数种溶剂如苯等或数种刺激性气体如s2o3等在室内同时散放时，它们对人体的作用是叠加的，所以全面通风量应按各种污染允许浓度计算后求取总和为全面通风量； 2. 假设是普通性有害物如co2,余热、余湿等，那么分别计算风量后取其最大值。2.风量平衡和热平衡的计算1风量平衡： 单位时间内进入室内的空气量应和同一时间内排出的空气量坚持相等，这就是空气平衡和风量平衡。风量平衡的数学表达式为： 式中，Gzj 自然进风量，kg/s； Gjj 机械进风量，kg/s； Gzp 自然排风量，kg/s； Gjp 机械排风量，kg/s； 在不设有自然通风的房间中，当机械进、排风

22、量想等Gjj=Gjp时，室内外压差为零。当机械进风量大于机械排风量GJJ Gjp时，室内处于正压形状。反之，室内处于负压形状。我们把渗入出房间的这部分空气量，称为无组织通风。在工程设计中，为了相邻房间不受污染，常有认识的利用无组织进风恶化无组织排风。让清洁度要求高的房间坚持正压，产生有害物的房间坚持负压。冬季房间内的无组织进风量不宜过大，否那么会呵斥不良后果。2)热平衡： 要使通风房间温度坚持不变,必需使室内的总得热量等于总失热量,坚持室内热量平衡。 随房间的设备、产品及通风方式的不同,房间得热量、失热量差别较大。在运用机械通风,又运用再循环空气补偿部分车间热损失的车间中,热平衡方程式的方式为

23、：式中， 围护构造、资料吸热的总失热量,kW; 消费设备、产品及采暖散热设备的总放热量，kW ;Lp 部分和全面排风风量, ; Ljj机械进风量, ; Lzj自然进风量, ; Lhx再循环空气量, ; 室内空气密度, ;窗外空气密度, ; tn室内空气温度， tw室外空气计算温度,在冬季，对于部分排风及稀释有害气体的全面通风，采用冬季采暖室外计算温度。对于消除余热、余湿及稀释低毒性有害物质的全面通风，用冬季通风室外计算温度。冬季通风室外计算温度是指历年最冷月平均温度的平均值； tjj机械进风温度，ts再循环送风温度， c 空气的质量比热，其值为1.01kJ/(kg ) 从上面的分析可以看出,通

24、风房间的风量平衡、热平衡是自然界的客观规律。设计时不一定遵照上述规律,实践运转时,通风系统会在室内形状下到达新的平衡。但此时的室内参数已发生变化,达不到设计预期的要求。 3.有害物质触发量的计算 1消费设备散热量的计算: 普通散热设备散热量的计算方法,在传热学中曾经引见。在消费上,由于工艺设备种类繁多,构造复杂,完全用实际计算的方法确定设备散热量是很困难的,设计计算时可查阅有关文献。消费车间主要散热设备有以下几个方面：工业炉及其热设备的散热量；原资料、废品或半废品冷却的散热量；蒸汽接锤的散热量；燃料熄灭的散热量；电沪、电机的散热量；热水槽麦丽散热量。2散湿量的计算:暴露水面或潮湿外表分发的水蒸

25、汽量；资料或废品的散湿量;.反响过程中分发的水蒸汽量。 3有害气体分发量的计算： 燃料熄灭产生的有害气体; 经过炉子的缝隙漏入室内的烟气; 从消费设备或管道的不严密处,漏入室内的有害气体； 容器中化学品自在外表的蒸发; 物体麦丽涂漆时散入室内的溶剂蒸气; 消费过程中化学反响产生的有害气体。如电解钥时产生的氟化氢,铸件浇注时产生的一氧化碳等。 由于消费过程的复杂性,散湿量和有害气体分发量普通都是经过现场测定和调查研讨.按阅历数据确定。4.事故通风 在消费车间,当消费设备发生偶尔事故或缺点时会忽然分发大量有害气体或有爆炸性的气体时,应设置事故排风系统。 事故排风的风量应根据工艺设计所提供的资料经过

26、计算确定。当工艺设计不能提供有关计算资料时,应按每小时不小子房间全部容积的8次换气量确。 事故排风的室内排风口的设置：应设在有害气体或爆炸危险物质分发量能够最大的地点。事故排风不设进风系统补偿,而且普通不远行净化处置。 事故排风的室外排放口设置：不应布置在人员经常停留或经常通行的地点,而且应高于20m范围内最高建筑物的屋面3m以上。 建筑火灾烟气是呵斥人员伤亡的主要缘由。在烧死的人中多数也因CO中毒晕倒后被烧死的。烟气不仅呵斥人员伤亡，也给消防员扑救带来困难。因此，火灾发生时该当及时对烟气进展控制，并在建筑物内发明无烟或烟气含量极低的程度和垂直的疏散或暂时避难和消防人员及时到达火灾区扑救。我国

27、在防火规范上有GBJ1.6-87和GB50045-95简称“高规。 对于建筑火灾烟气的通风方法、技术要求、控制手段，在上述规范中都有详细的表达，在工程设计时，特别应该留意的是强迫性条款的执行。3.2.3 置换通风控制1.置换通风原理与特性a.通风原理：如图3.11所示 置换通风是将新颖空气直接送入任务区，并在地板上构成一层较薄的由新颖空气分散所构成的空气湖。室内热源产生向上的对流气流，与较凉的新颖空气随对流气流向室内上部流动，从而构成室内空气运动的主导气流。排风口设置在房间的顶部，将污染空气排出。由送风口送入室内新颖空气的温度通常低于室内任务区的温度，较凉的空气由于密度大而下沉到地外表。较凉的

28、新颖空气分散到整个室内地面并构成空气湖。热源引起的热对流气流使室内产生垂直的温度梯度。 图3-11置换通风的流态与稀释通风相比，置换通风是以浮力控制为动力平推出室内污染物；具有较高的空气质量和热温馨性；具有较高的通风效率；室内有着截然不同的温度场、速度场和浓度场。2.置换通风房间室内温度、速度与浓度的分布 由于热源引起的上升气流使热气流浮向房间的顶部，因此房间在垂直方向上构成温度梯度，如图3-12a 中曲线D 所示。 该图中的程度虚线表示离地面1.1 m 的高度。该高度表示人坐姿时呼吸带高度。室内垂直温度梯度构成了脚寒头暖的局面，这种景象有悖于人体的温馨性规律。因此应控制离地面0.1 m(脚踝

29、高度) 至1.1 m 之间的温差不能超越人体所允许的程度。 b. 特性：图 3.12 置换通风的温度、速度和相对浓度分布曲线D表示置换通风曲线M 表示稀释通风相对浓度以房间平均浓度为基准 图3-12a 中曲线M 表示稀释通风时的温度曲线。其出口温度较低，出口空气与周围空气充分混合后温度迅速提高并在垂直方向上坚持几乎相等的温度，即温度梯度极小。 图3-12b 中的曲线D 表示置换通风室内速度分布。可见置换通风出口风速约为0.25 m/s ,而在1.1 m 处的风速仅为0.08 m/s ,而且在距地板0.5m 以上的高度其风速均低于0.08 m/ s。稀释通风的速度分布如曲线M所示。该种方法室内风

30、速均高于置换通风。 图3-12c 中的曲线D表示置换通风室内浓度分布。图中呈现浓度梯度的趋势与温度分布类似。即上部浓度高,下部浓度低,在1.1m以下的任务区其浓度远低于上部的浓度。当通风量一样时,稀释通风室内浓度分布如曲线M所示。由图可见，在1.1m以下任务区，置换通风方式明显优于稀释通风。关于热源引起的上升气流流量如表3.4所列。热源形式有效能量折算（ W）在离地面1. 1 m处的空气流量（m3/ h）在离地面1.8m处的空气流量(m3/ h)人员:坐或站轻度或中度劳动10012080100180210办公设备:台灯计算机/ 传真机投影仪台式复印机/ 打印机落地式复印机散热器60300300

31、4001 0004004010010012020040100200200250400100机器设备:约1 m 直径,1 m 高约1 m 直径,2 m 高约2 m 直径,1 m 高约2 m 直径,2 m 高2 0004 0006 0008 0006008009001000表3.4热源引起的上升气流流量3.置换通风房间的热力分层 在置换通风中，新颖空气qs以极低的流速从通风器流出。通常送风温度低于室温24 ，送风的密度大于室内空气的密度。在重力作用下，送风下沉到地面构成空气湖。空气湖中的新颖空气受热源上升气流的卷吸作用、后续新风的推进作用及排风口的抽吸作用而缓慢上升,构成向上单向流动。如图3.13

32、所示。 因此在顶部构成一个热浊空气层。由延续性原理，在任一个标高平面上的上升气流流量qp等于送风量qs 与回返气流流量qr之和。因此必将在某一个平面上烟羽流量qp 正好等于送风量qs ,在该平面上回返空气量为零。在稳定形状时，这个界面将室内空气在流态上分成两个区域，即上部的紊流混合区和下部的单向流动清洁区。 只需保证分层高度(地面到界面的高度) 在人员任务区以上，就可以保证任务区优良的空气质量。 图 3.13 置换通风的热力分层4.置换通风的设计1置换通风的设计应符合以下条件:污染源与热源共存时；房间高度不小于2.4m；冷负荷小于120W/m2 的建筑物。2置换通风的设计参数应符合以下条件:坐

33、着时,头部与足部温差thf2；站着时,头部与足部温差thf3；吹风风险不称心率的值不大于15%；热温馨不称心率的值不大于15%；置换通风房间内的温度梯度小于2/m。3置换通风器的选型，其面风速应符合以下条件:对工业建筑，取面风速v0.5m/s ；对高级办公室，取面风速v0.2m/s ；普通根据送风量和面风速v=0.20.5m/s 确定置换通风器的数量。4置换通风器的布置应符合以下条件:置换通风器附近不应有大的妨碍物；置换通风器宜靠外墙或外窗；圆柱形置换通风器可布置在房间中部；冷负荷高时,宜布置多个置换通风器；置换通风器布置应与室内空间协调。 置换通风房间内任务区的温度梯度tn 是影响人体温馨的

34、重要要素。在设计时应根据实践情况确定，可参考表3.5和3.6所示。 活动方式散热量（W）tn（）t1.1-t0.1（）静坐轻度劳动中度劳动重劳动120150190270221917152. 02. 53.03.5表3.5 室内温度tn 及任务区温度梯度表3.6 欧洲及国际规范中的温馨性目的舒适指标DIN1946/2(1/1994)SIAV382/1(1992)CIBSE(1990)ISO7730(1990)tn=t1.1-t0.1 /2233t0.1 min /2119205置换通风房间内的温度梯度： 以高度为3 m的办公室为例，当室内采用置换通风时室内的温度梯度由三部分组成：即出风后地表层的

35、温升t0. 1 = t0. 1 - ts ;任务区温度梯度tn = t1. 1 - t0. 1 ;室内上部温升tp = tp - t1. 1 。室内送排风温差t = tp - ts ,任务区温差ts = kt + ct ,K为地面区温升系数、C为停留区温升系数。 置换通风房间内的上述温度梯度如图3.14 所示。图 3.14房间垂直温度梯度6送风温度确实定：送风温度由下式确定:式中: c停留区温升系数， k地面区温升系数， 也可分别见表3-7和表3-8所示。 表3.7 温升系数C值 表3.8 温升系数K值 停留区温升系数c地表面部分的冷负荷比例/%房间用途0.16020天花板附近照明的场合0.2

36、52060办公室0.3360100置换通风场合0.460100高负荷办公室，冷却顶棚、会议室地面区温升系数k房间所谓面积送风量/m3(m2h)-1房间用途及送风情况0.5510仅送最小新风量0.331520使用诱导式置换通风器的房间0.2025会议室 7) 新风量确实定： 按室内人员确定新风量式中： n室内人员数； q每个人所需新风量，q可按房间需求确定，当室内空气质量要求较高时： 室内空气质量要求中等时：室内空气质量要求低时： 根据室内有害物发生量确定新风量式中, G 室内有害物发生量， ； cp 排风的有害物浓度， ； cs 送风的有害物浓度， 。8) 送风量确实定 根据置换通风热力分层实

37、际，界面上的烟羽流量qp与送风流量qs相等，即：表3-4列出了分层高度分别为Z1=1.1m以及Z2=1.8m时的烟羽流量。 9) 送排风温差确实定 在置换通风的房间内，在满足热温馨性要求条件下，送排风温差随着顶棚高度的增高而变大。表3.9列出了送排风温差与房间高度的关系。表3.9 送排风温差与房间高度的关系房间高度/m336699送排风温差/588101012121410) 置换通风末端安装的选择与布置 置换通风的出口风速低、送风温差小的特点导致置换通风系统的送风量大，其末端安装体积相对来说也较大。置换通风末端安装通常有圆柱型、半圆柱型、1/ 4 圆柱型、扁平型4种，如图3.153.18所示。

38、 图3.19是在工业厂房中运用的实例。落地式置换通风末端安装在会议厅的运用如图3.20所示。架空式置换通风器在办公室的运用如图3.21所示。 图3.15 圆柱型置换通风器 图3.16 半圆柱型置换通风器 图3.17 扁平型置换通风器 图3.18 圆柱型置换通风器图 3.19 落地式置换通风在工业厂房的运用图 3.20 通风在上海某会议厅的运用图 3.21 架空式通风器在办公室的运用3.3.1通风规范与卫生规范 通风技术的主要目的是保证良好室内空气质量。制定保证室内环境的要求条件时，首先思索的是人们的安康和平安。 在产品方面，欧洲有一些可参考的规范。 如：ASHRAE Standard 55人居

39、热环境条件规范于1966年公布。以后，根据人们对热温馨的最新认识，平均每10年修订一次。ASHRAE Standard 55最初是为中央空调制定的，并在实际中被广泛采用 。 如今由于通风技术的多元化，作为人居热温馨规范，还应该思索心思顺应性、行为顺应性和生理热顺应性，提高人员的称心度。同时还要思索节约能源。 为了维护工人、居民的平安和安康,必需使工业企业的设计符合卫生要求。我国在总结职业病防治任务阅历、开展消费环境和工人安康情况卫生学调查的根底上,并结合我国技术和经济开展的实践,制定并公布了：(TJ36一79),(GBZ1-2002)等。 新规范GBZ1-2002比旧规范更科学、更全面、更趋于

40、合理,这是工业通风设计和验收的重要根据,对各工业企业车间空气中有害物的最高允许浓度、空气的温度、相对湿度和流速,以及居住区大气中有害物质的最高允许浓度等都作了规定。 3.3.2 通风控制室内污染物的效果分析方法1网络法 网络法是利用伯努利方程和流体网络原理,把每个房间看成网络中的一个节点,把通风口视为部分阻力,再利用公用软件(如NavIAQ 软件) 进展分析计算。其优点是方法简便快捷,特别运用于实践工程计算,缺陷是准确性差,仅对较大的风速有效。2CFD(计算流膂力学:Computational Fluid Dynamics) 方法 利用延续性方程、动量方程、湍能方程、能量方程、组分方程等控制方

41、程对空气流动进展分析,然后利用计算软件进展计算机模拟,得出可视化的直观效果图,其缺陷是计算复杂,计算量大,费用高。3网络法与CFD 相结合 两者结合可对复杂建筑进展求解,用网络法计算各个房间之间的换气量,用CFD 方法求解房间内部的温度分布,两者结合计算快速,分析翔实。4实验方法:利用热线风速仪等设备直接丈量风速,利用所测数据进展分析,这种方法要求呼应时间短,需同时丈量各个方向；根据质量守恒定律,利用色谱分析仪或红外分析仪丈量投向室内的示踪气体SF6 或CH4 不同时辰不同地点的浓度,从而了解室内通风效果。概述： 由于室内的人是停留在任务区内的。任务区的高度普通为2m，而坐姿的任务人员其呼吸带

42、距地面的高度为1.1m。因此，运用卫生学观念评价通风效果，即以接近地面的任务区的空气质量的优劣来衡量。从该根本要求出发引申出的评价方法有换气效率和通风效率。 3.4.1 换气效率换气效率:利用任务区某点空气被更新的有效性作为气流分布的评价目的。 该方法用示踪气体(如SF6,R12,CH4等)来标识室内空气。知标识后的初始浓度为c0。通风房间内新颖空气的送入使示踪气体的浓度随之下降。由此可测得室内示踪气体浓度随通风时间而衰减的变化规律。室内示踪气体浓度衰减曲线,如图3.23所示。图3.23 示踪气体浓度衰减曲线 1.空气的平均年龄(T): 定义空气龄为曲线下面积与初始浓度之比。 可见,对室内某点

43、而言,其空气龄越短,意味着空气滞留在室内的时间越短,即被更新的有效性越好。 2.换气效率: 假定理想的送风方式为“活塞流,送入室内的新颖空气量为L0 ,房间体积为V ,那么该房间换气的名义时间常数为:式中： C0 初始浓度； 瞬间浓度; 空气龄。 思索任务区高度约为房间高度的1/2,那么房间内空气能够的最短空气龄为0/2 ,并以此作为换气效果优劣的比较根底。由此可得出换气效率的定义式为：换气效率:是最短的空气龄与平均空气龄之比。图3.24为4种主要通风方式的换气效率。 图3.24 4种主要通风方式的换气效率3.4.2 通风效率气流分布方式能量利用的有效性,可用通风效率来表示:式中：tp 排风温

44、度； tn 任务区温度； t0 送风温度； cp 排风浓度； cn 任务区浓度； c0 送风浓度。 分析:当tp tn时,1;tp tn时,1;tp =tn时,1。阐明送排风具有短路景象。特殊建筑环境的内容涉及的范围广泛。本节仅对地下车库通风城市轨道交统统风与空调高原列车大客车通风及空调等进展引见。3.5.1 地下车库通风与排烟 近年来，全国各大城市高层建筑与超高层建筑迅速兴建,城市交通中小汽车飞快增长，因此，高层建筑地下车库应运而生。为了防止和减少火灾危害，在地下停车库加强防火排烟设计具有较重要的意义。1.地下车库通风计算 地下汽车库通风的目的是消除或稀释有害气体，使其到达允许浓度，同时还要

45、满足当地法规的规定。 普通汽车排烟中CO含量最高可达4%；丙烯醛含量最高可达0.1%。汽车排烟量可分别采用容积法和分量法来进展计算，并相互校核，取其中一个较大数值，或者取算术平均值。1容积法按空气耗费量计算对不增压的四冲程发动机 式中： L1 一台汽车每小时的排气量， Vs 一台汽车的气缸总排量， n 汽车额定转速，转/分。对增压式四冲程发动机2分量法 按空气与燃料耗费量之和算：式中： qe汽车每小时燃料耗费率,kg/KWh;普通取qe0.33； Ne汽车的额定功率，KW ； 过量空气系数，低速采用1.62.0，高速采用1.21.7，增 压采用1.82.2； L0熄灭一公斤燃料实际需求空气量，

46、采用14.5kg/kg。经过整理得：G(811)Ne (kg/h) 3每台汽车烟气CO的排量普通常用分量法计算：地下汽车库CO发生总量： 式中： Q1车库的CO总发生量， ； te停车库内汽车平均停车时间，普通为2分钟； m 停车库包容车辆数辆 汽车出入频率一小时内进出车辆数与停车台位数之比 q 每辆汽车CO排量， 。4汽车库排风量计算 式中：L 排风量， ； Q1有害气体发生量， ； c1室内允许有害气体浓度；按规范CO允许最大浓度为30 c0室外有害气体浓度，普通在工程设计中可以取c00。2.地下停车库通风系统设计1地下车库排风系统单独布置 2地下车库送风设计 对于地下车库，进展机械排风时

47、应按规定时间应向室内补风，当停车库设在地下一层时，可以利用车库进出车道进展补风。 但目前普通都没设机械送风，由于机械送风系统的设置不仅增大了投资，而且送风机和送风管道要占用建筑空间。有时由于车库梁底比较低，布置送风管很困难。 4诱导式通风在地下车库中的运用 诱导式通风原理：是利用高速喷出的少量气流来诱导及搅拌周围的大量空气,带动车库内空气的流通、稀释、再流通，对特殊环境或空间能发扬较常规通风系统更佳的效果。 1诱导式通风系统 诱导式通风系统由送风机、适当布置的多台诱导风机机组和排风风机组成。如图3-43所示。3机械排风兼排烟系统 目前这种机械排风兼作排烟系统方案设计比较多，它是用同一台风机和同

48、一个管道系统，平常作排风用，火灾时作排烟用。这不仅节省了投资,还节省了建筑空间。但往往排风量与排烟量相差很远。此时，只需采取减少防烟分区面积的方法,来减小防烟分区的排烟量,使最大的一个防烟分区的排烟量与排风系统的排风量相等或相近，才能够使排风系统兼作排烟系统。2诱导式通风的优势：地下车库同时安装有送风机、排风机和诱导风机，由于三者的同时作用，地下停车场内构成了有组织的空气气流，可使地下停车场内的CO在较短时间内被迅速稀释，并排出停车场，大大改善了地下停车场内的通风效果；具有较高的通风换气效率，其处置尖峰负荷的才干远远优于常规系统；不需庞大的风管便可带动大量空气，通风系统的规划及施工建造更优化；

49、从系统设置来讲，降低了出投资费用。诱导通风系统替代常规通风系统的送风管、排风管、各种风口阀门和为抑制这些阻力的压头，从而大大减少了电耗。诱导通风系统构造简单，根本无需维护，且施工费用低且周期短；由于运用小量的高速空气，带动空间内其他的大量空气，设备运转本钱极低；地下室高度可降低300-1000mm，从而减少建筑构造本钱等； 图3-25地下车库诱导通风表示图1 概略 城市轨道交通的内部空气环境，尤其是其地下线路的内部空气环境，对于乘客和任务人员的安康具有至关重要的影响。 城市地下交通空气环境的特点：是一个相对封锁的空间，与外界的空气交换只能经过车站的出入口和有限的隧道风井来进展。地下建筑普通具有

50、冬暖夏凉， 地铁线路内部有显著的内热源和污染源 。仅靠空气的自然流动和分散，难以得到有效的排除污染物，因此，城市轨道交统统风空调系统的重要职责就是为人员提供良好的周围空气环境，满足人员及设备的舒洁性和平安要求。3.5.2 城市轨道交统统风空调系统2 国内城市轨道交统统风空调系统的现状 国内城市轨道交统统风空调系统技术是在北京地铁一、二期工程和上海地铁1号线的根底上逐渐开展起来的，详细可以归纳为以下三种方式： 通风系统方式(含活塞通风和机械通风)：以北京地铁1号线和环线以及天津地铁为代表； 空气调理(车站不设屏蔽门)：以上海地铁2号线、广州地铁l号线、南京地铁1号线等为代表； 空气调理(车站设置

51、屏蔽门)：以上海地铁1号线、广州地铁2号线、深圳地铁1号线等为代表。这些系统具有的特性是： 系统设置构成复杂,控制运转不便；占用面积和空间宏大，地下机房面积普通在1200-2500左右,占到地下车站总而积的12%-30%；系统运转能耗宏大，地铁的电力能源耗费主要在地铁列车的牵援用电和通风空调系统用电两个方面，通风空调系统的耗能曾经到达了地铁总能耗的约50%左右；3 城市轨道交统统风空调系统开展1城市轨道交统统风空调多功能设备集成系统 直接针对传统系统中区间隧道通风系统和车站 通风系调系统部分进展有机整合，经过设备、风道等的共用,将区间间隧道事故通风系统与车站公共区通风空调系统合二为一,将各种工

52、况下的需求一致处置,构呵斥一种方式简单、功能齐全、节约机房占地、造价低廉的新型通风空调系统。 集成系统具有以下的特点：完全满足城市轨道交通地下线路所需的功能，完全到达轨道交通内部空气环境在各种工况下所需到达的各项规范；节省机房的士建面积，降低地下车站的土建规模，从而降低工程建立的投资；采用了风机变频调速技术，实现系统的变风量运转，运转时可节省大量的运转能耗；运转费用要明显低于传统系统，系统设备最少、设备投资最低，运转维护最容易。2空气水空调系统 空气水空调系统在国内外已广泛运用于宾馆、饭店、公寓、医院和办公楼等建筑物中，但在地下空间运用还不是很广泛,尤其是在城市轨道交通的地下车站原有工程实际中

53、还没有运用的先例，主要缘由在于地下车站对于新风补给和处置有严厉的要求，同时对于防水的注重程度极高，空气水空调系统中的主要设备风机盘管的凝结水处置,以及给水和回水的设置都为构造防水带来了很多的不变。 在广州地铁2号线路的通风空调系统设置中改动了传统做法。其根本做法是：将风机盘管布置在车站的非有效利用空间内，空调冷冻水直接送入盘管，新风那么经过公用风管送入车站。 2. 地铁客车空调系统设计参数确实定1车体的传热负荷计算 车体的传热主要是经过车体钢构造及其隔热壁上的构件进展传导 。传导热由与行车速度、构成车辆的各种资料的导热系数有关的传热系数(即K值)及车内外温差、车辆内外几何外表积决议。由于地铁车

54、门窗较多，隔热壁薄及构造特殊国内尚无地铁客车整车K值实验数据，而采用计算的方法很难获得可靠的K值。日本对用于运转在隧道内的近郊车和通勤车做过详细的K值实验和研讨，根据日本资料引见 其近郊车中的普通钢车为3.14 W(K)(2.7 kcal/(h)；不锈钢车为291W/(K)(2.5 kcal(h)；通勤车中的普通钢车为302 W(K)(26 kcal /(h)；铝车为3.13 W(K)(27 kcal(h)；不锈钢车为325 W(K) (28 kcal/h)。 我国目前消费的地铁年主要是钢车，构造与日本通勤车很相近，建议K值按3W(K)。2温湿度目的 由于南北方的温湿度差别有所不同。因此在地铁

55、车辆空调系统中的温湿度目的应按南北方规定。 建议北方以北京为参考，外界温度(洞内)取32，相对湿度取6O%，车内温度取26，相对湿度不大于65%； 南方以上海为代表，外界温度(洞内)取35，相对湿度取65%，车内温度取27，相对湿度以不大于70%为宜。 根据国外在1932的铁路客车上所做的实验可知，温度为25.5时，不称心的乘客为5%其中2.5%的以为太热另外的25%的乘客以为太冷。可以以为曾经到达了设计要求。3 温馨性目的 除温湿度目的外，温馨性还包括：温馨性=f新风、CO2含量、含尘量、微风速、和噪声等。由于地铁车空间小，载客量大，又是在隧道内运转，运转中产生负压，使新颖空气吸入比较困难。

56、其CO2的含量比地面要高。所以，不能照搬地上铁路客车的设计条件。但由于地铁客车作为城市内的交通工具，具有运转区间短，短途乘客多，从始发站到终点站很少超越1h，适当提高CO2含量容积比应该是允许的。 建议新风量取20m3(h人)、CO2含量容积比取0.15%0.2% 。 建议风速0.3m/s，含尘量是地铁客车空调设计中的一项卫生目的，地上铁路客车规定空气含尘量为1mgm3。地铁在隧道内运转，运转中因电刷、闸瓦制动产生的粉末及隧道内灰尘，必然会经过各种渠道进入车内，所以对于地铁客车含尘量的要求应与地面铁路客车有所区别，建议其值 1.5 mgm3为宜。 对于地铁客车上设备的噪声要求比地面铁路客车严厉

57、，为了降低噪声，空调机组通风机应选用低噪声、多叶片离心式风机。冷凝风机应选用低转速、大流量、低噪声的轴流风机。另外，要加强车体的隔音、减振及门窗的密封，还要留意空调机组与车体衔接处的减振及降低排风口处的噪声。4机组选型 由于隧道和线路的缘由，地铁车体高度和长度遭到限制，宜采用车顶单元式机组或超薄型空调机组主机最好选用效率高、体积小的涡旋式制冷紧缩机。机组的优点：构造紧凑、单位体积制冷量、单位分量制冷量及单位功率制冷量都比分装式高。 车体构造有关的设计问题。新风量、排风口、排水方式、送风道等。 新风吸入量与风机选择有直接关系。要在不改动空间安装尺寸的前提下，尽量提高风机的通风量。 车辆空调排风系

58、统的义务：一是要处理废气排出，二是要保证车内正压不能过高。所以，有效的排风直接影响系统的任务。排风效果与排风口的大小、布置有直接关系。地铁车排风口设在车门下部或侧墙下部，对于排风是有利的。这主要是思索处理排风阻力问题。 排水方式：排水主要指蒸发器的冷凝水的排放，因受限界的制约，空调机组普通仅能采用埋入式，因此蒸发器处的冷凝水或者落入冷凝器处的水，只能从车内机组安装座以下部位，向车端或安装的排水管排出车外。5地铁列车空调中几个问题空调设备的选型及其系统的安装遭到窄小的隧道限界的限制；地铁供电方式为直流高压供电(750V，1500 V)，必需转变成为与空调设备相顺应的电源系统；车辆在隧道内运转的活

59、塞效应，前后车及各车之间气流分布的不同以及客室内外压差的变化，给空调系统正常运转带来的困难等。3.地铁通风与排烟设计1排烟风量的计算 普通地铁站厅层、站台层公共区各划为一个防火分区。公共区的面积大多数为2000 3000m2, 最大为4500m2左右。排烟系统每个站均分成左右两个系统,以挡烟垂壁分开。假设一个排烟系统各担任2250m2的排烟义务，按规范第12.4.13条规定, 防烟分区建筑面积不宜超越750m2，也就是说在2250 m2内又需分成3个防烟分区。又根据规范第12.4.15条规定,排烟设备应按同时排除二个防烟分区的烟量配置。那么每个系统的排烟量为: Q = 750260 = 900

60、00 m3/h = 25 m3/s 式中, 60单位防火建筑面积的风量m3/h2排烟系统的设置1设1台双速风机,回风和排烟共用一套系统 双速风机对地铁来说是一种比较节能、运营管理较简单的型式。平常根据排风的需求采用低转速方式运转；一旦发生火灾时，为了满足排烟所需的风量要求，此时将风机调至高转速下运转。图3-26给出了回风和排烟共用一套系统时，风机不同转速运转的特性曲线。这种方式在地铁车站内较适宜。2设l台变频调速风机 地铁空调负荷受室外温度、客流量影响，实践情况是一年中相差很大，一个季节也相差大，就是每天也相差大。客流量变化大，每个季节客流量也相差大。假设整个系统均为定风量控制势必呵斥能源的极