建筑设备章2讲课文档

建筑设备章第1页，共98页。建筑设备章第2页，共98页。③热压风压同时作用的自然通风②风压作用下的自然通风第3页，共98页。⑵机械通风机械通风具有许多特点：A.送入房间内的空气可以首先加热和冷却，加湿或减湿。B.从车间排除的空气，有时需要进行净化除尘，保证工厂附近的空气不被污染。C.按能够满足卫生和生产上所要求造成房间内人为的气象条件。第4页，共98页。①全面通风②局部通风A.密闭式，简称密闭罩B.柜式第5页，共98页。C.外部吸气式D.吹吸式E.接受式第6页，共98页。11.2全面通风⑴全面排风（机械排自然送）全面通风方式⑵全面送风（机械送自然排）送风排风同时进行第7页，共98页。⑶全面送、排风全面通风方式风量的确定⑴稀释有害物质式中

L-全面通风量，m3/s；k-安全系数，3～10；

x-有害物质散发量，kg/s；yp-有害物质允许最高浓度k/m3；ys-送风中有害物浓度，k/m3。第8页，共98页。⑵消除余热式中

G-全面通风量，m3/s；L-全面通风量，m3/s；Q-余热（湿热），kJ/s；C-空气质量热比，1.01kJ/(kg.oC)；

ρ-空气密度，kg/m3；tp-排风温度；ts-送风温度。⑶消除余湿式中L-全面通风量，m3/s；dp-排风含湿量g/kg；ds-送风含湿量。第9页，共98页。11.3自然通风自然通风的作用原理（略）进风窗、避风天窗及风帽⑴避风天窗：采取相应措施后，是通风避免自然风向的影响的天窗①矩形避风天窗：②下沉式天窗：第10页，共98页。③曲折线型天窗：第11页，共98页。⑵避风风帽：气流通过风帽时，在排风口四周形成负压。第12页，共98页。⑶进风窗的布置与选择：①对于单跨厂房进风窗应设在外墙上，在集中供暖的建筑中最好设上下两排。②自然通风的进风窗的标高应根据使用的季节确定，夏季使用设下部进风窗，下缘离地0.3～1.2m；冬季使用设上部进风窗，下缘离地不小于4m。③夏季余热量大，下部进风窗应开大一些。冬季使用的上部面积应小些，采用下悬窗扇，向室内开启。第13页，共98页。11.4通风系统的主要设备和构件

机械排风系统一般由污染物收集设施、净化设备、排风道、风机、排风口及风帽组成；机械送风系统有进风室、风道、空气处理设备、风机、送风口组成。此外还有控制风量的各种控制设备，及各式阀门。通风机⑴离心式通风机：由叶轮、机轴、机壳、吸风口、电机等部分组成。①类型有高压（P＞3000Pa）、中压(3000Pa＞

P＞1000Pa)、低压P＜1000Pa)三类②技术参数：风量（m3/s）、风压(Pa)、轴功率(kW)、有效功率(kW)、效率(%)、转数(r/min)第14页，共98页。第15页，共98页。⑵轴流式通风机：电动机带动叶轮旋转，空气从入口吸入，在风机中沿轴向经叶轮增压，从出风口排出。以500Pa为界，分为低压轴流风机和高压轴流风机。与离心风机比，占空小、风压小、噪声大、调节范围小。多用于无管道的较小通风系统。

第16页，共98页。⑶通风机选择：根据输送气体的成分、所需风压，选择不同用途和类型的风机。用于输送含爆炸、腐蚀气体时，需选用防爆防腐风机；用于输送强酸强碱类气体是，可选用塑料风机。对于一般工厂、仓库、公共民用建筑可选离心式风机；对通风量大且所需压力小以及用于车间散热的通风系统，多选轴流风机。⑷通风机安装：第17页，共98页。矩形、圆形风管及管件风道⑴风道的材料、形状、保温第18页，共98页。⑵风道的布置。风道的布置应在风机、风口、空气处理设备位置确定后进行。并应与其他施工工序相配合，与其他管线综合安排安装位置；避免穿过沉降缝、伸缩缝和防火墙；穿过不同防火分区及重要房间时并做好防火处理；尽量缩短管线，减少分支。第19页，共98页。进、排风装置⑴室外进、排风装置①室外进风装置第20页，共98页。②室外排风装置室外进风口的位置必须满足下列要求：

A.设置在空气比较清洁的地方，远离污染源；

B.室外进风口不宜低于2m，并装设百叶窗，以免吸入地面上的粉尘及雨雪侵入；

C.用于降温的进风口，宜设于阴面的外墙侧；

D.应设于排风口的上风口，其间距小于20m时，进风口比排风口至少低6m；

E.屋顶式进风口比屋顶高出0.5～1m，以免屋顶的灰尘吸入或被积雪埋没。第21页，共98页。⑵室内送、排风口

室内送风口是送风系统的末端装置。由送风道输入的空气通过送风口以一定速度均匀分配到指定空间。室内排风口是排风系统的首端，污染空气经过排风口进入排风管道。①室内送风口的形式：下部送风，侧向送风；可调节的，不可调节的。百叶式分单层、多层及活动、固定之分，双层可调节风向，控制风速。第22页，共98页。②室内排风口的类型：单层百叶式排风口；在送风管道上开孔的孔式排风口第23页，共98页。阀门

主要用于关闭风道、风口、调节风量，平衡阻力。安装于风机出口的风道上、主干风道上、分支风道上或空气分布器之前。有插板阀、蝶阀等。第24页，共98页。11.5民用建筑通风室内空气品质与污染物⑴室内空气品质及其评价丹麦哥本哈根大学提出：空气品质反映了满足人们要求的程度，如果满意就是高品质，反之就是低品质，即衡量空气品质的标准是人的主观感受。

美国供暖制冷空调工程师学会的标准ASHRAE62-1989R提出了可接受的室内空气品质和可感受到的室内空气品质。简单归结为两个方面，即客观指标与主观指标，一是污染物浓度，而是人的感觉。⑵污染物的来源及危害空气中对健康有害或令人讨厌的粒子、气体或蒸汽成为污染物。第25页，共98页。①室内污染物的来源

A.人自身及其进行的活动；

B.建筑材料中的合成材料；

C.生产生活设备；

D.宠物；

E.家具、日用品；

F.室外进入的污染物。②室内污染物的危害

A.毒性；

B.放射性；

C.导致感冒、过敏、皮炎等潜在为因素；

D.产生令人讨厌的气味。第26页，共98页。⑶室内污染物的分类①CO2。产生于动物的呼吸或燃烧。其无毒，浓度高时会是人的呼吸加快、头痛；浓度太高会产生中毒，失去知觉甚至死亡。一般控制在0.5%，世界卫生组织（WHO）建议控制值0.25%。②CO

。产生于炉灶、热水器汽车尾气等不完全燃烧。国产小汽车排放量0.56mg/s，吸烟1.8-17mg/支。其与血红蛋白的亲和力是氧气的250余倍，浓度过高会导致缺氧窒息而死。规定浓度不超过40mg/m3③可吸入的颗粒物

。产生于衣物、鞋、扬尘、烟尘、室外空气中的悬浮粒子。可吸入物又分为可溶性粒子（可进入血液循环运行全身），难溶性粒子（长期沉积入体内，使肺泡及淋巴组织纤维化，形成“尘肺病”）。PM2.5第27页，共98页。⑤挥发性的有机化合物VOC

。空气中已证实的有250余种。主要来源。

A.人体自身自然散发VOC，如丙酮、异戊二烯等；

B.建材、家居释放有机化合物，如甲醛等。

C.绝热保温材料和密封材料。

VOC是室内各种异味的主要根源，影响空气品质。实验显示，各种VOC混合，并与臭氧反应产生对人体诸多严重危害。⑥其他污染物。④吸烟的烟气

。吸烟产生大量有害物质，主动吸烟被动吸烟危害都较大。据统计全世界每年因吸烟死亡300万人以上。每天两包以上的烟民，肺癌患病率14%第28页，共98页。提高室内空气品质的措施⑴污染源的控制①对室外空气进行清洁过滤处理；②选择环保型建材（低挥发）；③消除室内污染源，减少其排放量，或隔离室内污染。⑵系统设计与运行①加强新风回风处理手段，提高通风效率；②合理设计通风管道，避免交叉污染；③及时清扫维护设备，防止微生物污染；据报道澳大利亚墨尔本水族馆，2000年4月空调系统产生军团病菌事件，造成4人死亡，99人生病。⑶设置空气过滤器⑷空气的离子化第29页，共98页。11.6置换通风置换通风的原理特点

置换通风于20世纪70年代从北欧兴起，其很好的解决了空调界空气品质、病态建筑和高耗能问题。置换通风是基于空气密度差而形成热气流上升、冷气流下降的原理，而形成室内近似活塞流的流动状态。图11-41

置换通风送风温度通常低于室内2～3oC，一般以极低速0.25m/s从房间底部送风口送入，热源引起的热对流产生温度梯度，最终使室内空气在流态上形成两个区：上部混合流动的高温空气区，下部单向流动的低温空气区。图11-42

第30页，共98页。中间形成过渡区，因低温区横向流动小，污染物主要被上升气流带到上部非人活动高温区被排风口排出。室内热源有人员、办公设备、机械设备、取暖设备见图11-42、43、44第31页，共98页。第32页，共98页。置换通风的选型与布置⑴置换通风的风速①工业建筑0.5m/s；②高级办公0.2m/s

；③通常根据风量和风速0.2～0.5m/s，确定送风器数量。⑵置换通风末端装置。圆柱型主要有圆柱型、半圆柱形、1/4圆柱型、扁平型。第33页，共98页。第34页，共98页。

布置原则：①置换通风器宜在外墙或外窗布置，圆柱型置换通风器可布置在房间中部；②通风器附近不应有障碍物；③冷负荷较高时，宜布置多个多个置换通风器；④置换通风器应与室内空间协调。⑶安装。安装方式有落地、地坪、架空等三种形式第35页，共98页。12.1概述12.2空调负荷计算与送风量12.3空气处理设备与消声减振12.4空调房间的气流分布12.5空气调节系统第12章空气调节第36页，共98页。12.1概述空调系统的一般组成图4.27两次回风集中式空调系统1.冷却塔；2.冷水机组；3.三通混合阀；4.冷水泵；5.冷却水泵；6.空调箱；7.送风机；8.消声器；9.空调房间；10.回风机第37页，共98页。⑴工作区。冷热量送入的房间（办公、生活房间），离地面2m，离墙0.5m的空间。⑵空气输送或分配设施。送回风机、送回风管、送回风口等设备。⑶空气处理设备。对空气加热、冷却、加湿、减湿、净化等设备。⑷冷热源。供暖锅炉、热泵、冷水机组等。⑸空调水系统。冷热水系统、冷却水系统及冷凝水系统。空调系统分类⑴按空气处理设备的布置情况分类①集中式系统。将所有空气处理设备(包括风机、冷却器、加湿器、空气过滤器等空气处理)都集中设置在一个空调机房内，如图12-1a。②半集中式系统。除了有集中的空调机房外，半集中式系统还设有分散在空调房间的末端空气处理设备。其作用是在空气送入空调房间之前，对来自集中处理设备的空气与室内一部分回风作进一步的补充处理，以适合各空调房间的空气调节的要求。第38页，共98页。典型集中式全空气系统第39页，共98页。第40页，共98页。③全分散式系统。全分散式空调系统又称局部机组系统，它是把冷、热源和空气处理设备及空气输送设备(风机)集中设置在一个箱体内，使之形成一个紧凑的空气调节系统。因此，局部机组空调系统不需要专门的空调机房，可根据需要灵活分散地设置在空调房间内某个比较方便的位置。第41页，共98页。分散式空调示意图第42页，共98页。⑵按负担室内负荷所用介质种类来分①全空气系统。空调房间的空调负荷全部由经过空气处理设备处理的空气来承担的系统称作全空气系统，如图12-2(a)②全水系统。空调房间的空调负荷全部由水作为冷(热)工作介质来承担的系统称作全水空调系统。如图12-2(b)所示。图12-2按负担室内空调负荷所用介质种类对空调系统的分类(a)全空气系统；(b)全水系统；(c)空气—水系统；(d)制冷剂系统第43页，共98页。空调系统（按介质分）全空气系统全水系统空气-水系统冷剂系统第44页，共98页。45全空气系统全水系统第45页，共98页。③空气-水系。空气-水系统是全空气系统与全水系统的综合应用，它既解决了全空气系统因风量大导致风管断面尺寸大而占据较多有效建筑空间的矛盾，也解决了全水空调系统空调房间的新鲜空气供应问题，因此这种空调系统特别适合大型建筑和高层建筑。目前高层建筑中普遍采用的风机盘管加独立的新风系统，就是空气一水系统在工程实际中的应用，如图12-2(c)所示。④制冷剂系统。制冷剂系统是将制冷系统的蒸发器直接放在空调房间内吸收空调房间内的余热、余湿，因为蒸发器是靠低压制冷剂在其中不断蒸发吸收周围空气的热量而达到空气调节的目的，可见室内空调负荷完全是由制冷剂来承担的。如现在的家用分体式空调器，它分为室内机和室外机两部分。其中室内机实际就是制冷系统中的蒸发器，并且在其内设置了噪声极小的贯流风机，迫使室内空气以一定的流速通过蒸发器的换热表面，从而使室内空气的温度降低；室外机就是制冷系统中的压缩机和冷凝器，其内设有一般的轴流风机，迫使室外的空气以一定的流速流过冷凝器的换热表面，让室外空气带走高温高压制冷剂在冷凝器中冷却成高压制冷剂液体放出的热量，如图12-2(d)所示。第46页，共98页。⑶根据集中式系统处理空气来源分①封闭式系统。封闭式空调系统处理的空气全部取自空调房间本身，没有室外新鲜空气补充到系统里来，全部是室内的空气在系统中周而复始地循环。因此，空调房间与空气处理设备由风管连成了一个封闭的循环环路，如图12-3(a)所示。这种系统无论是夏季还是冬季冷热消耗量最省，但空调房间内的卫生条件差，人在其中生活、学习和工作易患空调病。因此，封闭式空调系统多用于战争时期的地下蔽护所或指挥部等战备工程，以及很少有人进出的仓库等。图12-3全空气空调系统的分类(a)封闭式；(b)直流式；(c)混合式(N表示室内空气，W表示室外空气，C表示混合空气，O表示冷却达到送风状态的空气)第47页，共98页。③混合式系统。因为封闭式系统不能满足空调房间的卫生要求，而直流式系统消耗的能量又大，所以封闭式系统和直流式系统只能在特定的情况下才能使用。对大多数有一定卫生要求的场合，往往采用混合式系统。混合式系统综合了封闭式系统和直流式系统的利弊，既能满足空调房间的卫生要求，又比较经济合理，故在工程实际中被广泛采用。图12-3(c)是混合式空调系统的图式。②直流式系统。直流式系统处理的空气全部取自室外，即室外的空气经过处理达到送风状态点后送入各空调房间，送入的空气在空调房间内吸热吸湿后全部排出室外，如图12-3(b)所示。与封闭式系统相比，这种系统消耗的冷(热)量最大，但空调房间内的卫生条件完全能够满足要求，因此这种系统用于不允许采用室内回风的场合，如放射性实验室和散发大量有害物质的车间等。第48页，共98页。空调调节应用

提供满足生产及生活空气（温度、湿度、清洁度）12.2空调负荷计算与送风量（略）第49页，共98页。12.3空气处理设备和消声减振空气处理设备

对空气机型各种热、湿、净化等处理的装置称为空气处理设备⑴喷水室喷水室内有喷水管、喷嘴、挡水板及集水池。其主要对通过喷水室的空气进行喷水。将具有一定温度的水通过水泵、喷水管再经喷嘴喷出雾状水滴与空气接触，使空气达到冷却降温的目的。当水通过喷头喷出细水滴或水雾时，空气与水雾进行湿热交换，这种交换取决于喷水的温度。当喷水的平均水温高于被处理空气的露点温度时，喷嘴喷出的水会迅速蒸发，使空气达到在水温下的饱和状态，从而达到加湿的目的。而空气需进行减湿处理时，喷水水温要低于空气的露点温度，此时空气中的水蒸气部分冷凝成水，使空气得以减湿。所以调节控制水温，可以在喷水室完成加湿及减湿的过程，水温可靠调节装置来控制。第50页，共98页。喷水室构造1.前挡水板；2.后挡水板；3.水泵；4.滤水器；5.溢水盘；6.水池；7.喷水管；8.喷嘴在夏季可对空气进行等湿冷却、去湿冷却处理，冬季对空气进行绝热加湿处理。其优点：夏季冬季共用一套设备，对空气有净化能力，加工简单；其缺点：占地面积大，对水质要求高。第51页，共98页。⑵表面式换热器它是由铜管上缠绕的金属翼片所组成排管状或盘管状的冷却设备，管内通入冷（热）水，空气从管表面侧通过进行热交换冷却（加热）空气。表面换热器有光管式和肋管式两种，主要以肋管式为主。图12-5肋管式换热器第52页，共98页。⑶其他加热加湿器①电加热器第53页，共98页。②加湿器

A.干蒸汽加湿器第54页，共98页。B.电加湿器C.其他加湿器第55页，共98页。⑷其他减湿设备

①冷冻减湿器第56页，共98页。②液体吸湿剂减湿器

第57页，共98页。③固体吸附减湿器（见12-12）第58页，共98页。第59页，共98页。⑸空气过滤器按过滤效率分初（颗粒10～100um）、中（1～10um）、高三类。第60页，共98页。第61页，共98页。⑹空调机组

对空气进行处理的设备，称为空气处理机组，或称空调机组。不带制冷机的空调机组主要有组合式空调机组和整体式空调机组两类。第62页，共98页。第63页，共98页。第64页，共98页。第65页，共98页。消声减振设备（见12-19））第66页，共98页。⑴消声器。控制噪声①阻性消声器。把吸声材料固定在气流流动的管道内壁，或按一定方式在管道内排列起来，消耗声能降低噪声。12-20②膨胀性消声器。有小室与风管组成，利用管内截面的突然变化，使沿风管传播的声波向声源方向反射，起到消声作用。12-21第67页，共98页。③共振消声器。在金属板开许多小孔，金属板后为共振腔，声波传到后，小孔中的气体在声波作用下往复运动，消耗声能。12-22④复合消声器。有阻性与共振性消声器组合而成。12-23⑤其他类消声器。如消声弯头、消声静压箱等第68页，共98页。⑵减振器。空调噪声除了沿空气传播，还可沿建筑结构或基础传播。减少固体声传播的主要方法是在振动设备和它的基础之间设置弹性构件。如弹簧、橡胶、软木等。⑶其他辅助隔振措施。风机出口装帆布软接头，管路装消声器，风机、水泵、压缩机基础防振，进出关路设隔振软管。第69页，共98页。第70页，共98页。12.4空调房间的气流分布送风、回口空气流动规律

空调房间的气流分布是指对送回风口的选择，使送入房间的空气具有合理的流动和分布，从而使空调房间的的温度湿度洁净度满足生产与和生活舒适的需要。

⑴送风口空气流动规律①自由射流。在不受周界表面限制的条件下，形成的等温自由射流。由于射流边界与周围介质间紊流动量交换，使周围空气不断卷入，射流不断扩大，流量沿程不断增加，射流直径加大。射流轴心速度保持不变的一段长度称为起始段，其后为主体段。空调中常用的射流段为主体段。第71页，共98页。式中

ux-风口为原点，射流断面距离为x出的轴心速度，m/s；uo-风口出流的平均速度，m/s。Fx-风口出流面积，m2；m1-系数，m1=1.13,m=0.48/a。x-由风口到计算断面距离，m；a-风口紊流系数；

②受限射流。射流过程中，受墙壁、顶棚以及空间的限制，射流运动规律有所变化。③非等温射流。射流温度与周围空间温度不同。（略）第72页，共98页。送风、回口的形式

⑴送风口的形式第73页，共98页。第74页，共98页。第75页，共98页。第76页，共98页。第77页，共98页。

⑵回风口的形式。常用的有格栅式、单层百叶、金属网等形式第78页，共98页。气流分布形式

⑴上送下回

⑵上送上回第79页，共98页。⑶下送上回⑷中送风第80页，共98页。12.5空气调节系统集中式空调系统集中式空调系统分单风道、双风道、定风量、变风量输送系统。全空气定风量应用广泛，可用于要求恒温、恒湿、净化、消声减振等高级场所；⑴集中式空调系统特点。处理空气品质好，维护方便，全年多工况自动控制，使用寿命长；管道复杂，占空间大，布置困难，灵活性差；各空间风道联通，以互相污染，火灾时通过风道蔓延；设备集中于机房，消声隔振措施好，但机房面积大。⑵典型应用。①商场的空调，大城市商场人员密度为0.7～1.2人/m2，中小城市0.2～0.7人/m2。其特征：第81页，共98页。

A.湿负荷大，热湿比小。湿度很难达到设计要求，一般为70～80%。

B.含尘浓度，浮菌浓度均超标。在机械进排风不运行条件下，实测含尘浓度3mg/m3，为允许值（0.15mg/m3）的20倍；浮菌浓度高出室外7～24倍。

C.新风负荷大。因以上特征，商场多采用中央空调系统。其优势如下：第82页，共98页。

a.集中式空气处理机组中的表冷器一般为2～8排，对空气去湿能力强，而风机盘管一般为2～3排，对空气去湿能力较弱。

b.可通过集中式空气处理器中设初、中效两级过滤器，改善空气品质。而风机盘管无或只设效率很低的空气过滤器，无法保证空气质量。集中式全空气处理系统需空调机房，占地多。可采用吊挂式或柜式空调机组，可减少占地，但性能较差。②恒温恒湿空调。生产工艺中，有些场所对湿度、温度要求很高，称为恒温恒湿空调。要求到达一定温度、湿度基数和空调精度。

A.恒温恒湿空调系统的形式。恒温恒湿空调系统机组（自带制冷机）的全空气系统，和以冷冻水为媒介的全空气系统。

a.恒温恒湿空调机组宜应用于精度△t=±1oC，△φ=±10%空调房间内。

b.以冷冻水做冷却介质的定风量全空气恒温恒湿空调系统均采用再热式系统。第83页，共98页。

B.恒温恒湿空调对送风温差和换气次数的要求。

a.送风温差表12-5。

b.换气次数表12-6。第84页，共98页。③净化空调系统。

A.洁净室标准表12-7，8，9B.洁净室气流分布。洁净室按气流分布状态分为非单向流洁净室、单向流洁净室和辐流洁净室。其流态均属紊流流态。第85页，共98页。第86页，共98页。a.非单向流洁净室。12-34作用原理：当一股洁净气流从送风口送入室内时，迅速向四周扩散、混合。同时排出同样数量的室内空气，把室内污染空气冲淡了。气流扩散的越快、越均匀效果越好。非单向洁净室的原理就是稀释作用。效果：只能达到千级及以下洁净度。第87页，共98页。第88页，共98页。b.单向流洁净室。分为垂直、水平单向流洁净室12-35

作用原理：在洁净室内从送风口到回风口，气流途中断面没什么变化，加上静压箱和高效过滤器的均流作用，使全室断面上流速均匀。洁净室不是靠掺混作用，而是靠推出作用使室内污染空气排出室外，从而达到净化目的。效果：可达百级及其以上洁净度。第89页，共98页。c.辐流流洁净室见12-36第90页，共98页。辐流洁净室的送风形式主要为扇形半球型高效过滤器，从上部侧面送风，对侧下部回风。作用原理：他流线即不单向也不平行，不像非单向靠掺混作用，却像单向靠推出作用。效果：可达百级的洁净度，但造价远低于单向流洁净室。C.洁净室空调系统形式。洁净室一般分为集中式和分散式两种。集中式是将净化空调设备（如加热器、冷却器、加湿器、初中效过滤器、风机等）集中设置在空调机房内，用风管将洁净空气送至洁净室。分散式是在一般空调环境或低级别净化环境中，设置净化