简明通风设计手册

简明通风设计手册1设计基本规定1.1设计依据通风设计应严格执行现行国家及行业标准，主要依据包括：GB50736-2012（2015年版）《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》、GBZ1-2010《工业企业设计卫生标准》、GB50016-2014（2018年版）《建筑设计防火规范》、GB51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》、GB50243-2016《通风与空调工程施工质量验收规范》、GB/T18883-2002《室内空气质量标准》、GBZ2.1-2019《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》、GB19761-2020《通风机能效限定值及能效等级》等。设计前应收集项目所在地气象资料、建筑图纸、工艺参数、有害物特性等基础资料，确保设计适配性。1.2设计参数1.2.1室内设计参数舒适性通风的室内参数应符合下列要求：冬季温度18~24℃、相对湿度30%~60%、风速≤0.2m/s；夏季温度24~28℃、相对湿度40%~70%、风速≤0.3m/s。民用建筑主要场所最小新风量：办公室、会议室、教室、客房不小于30m³/(h·人)，餐厅、宴会厅不小于25m³/(h·人)，商场、超市不小于20m³/(h·人)，体育馆、影剧院不小于20m³/(h·人)，幼儿园、托儿所不小于30m³/(h·人)。工业场所工作区参数应符合GBZ1要求：夏季工作地点温度，当室外通风计算温度≤30℃时，不应高于室外+3℃；室外温度>30℃时，不应高于室外+2℃；室外温度>35℃时，工作地点温度不应超过35℃。有害物浓度应符合GBZ2.1限值要求，8h等效噪声不超过85dB(A)。1.2.2室外设计参数采用项目所在地气象站近30年的统计数据：夏季通风室外计算温度取历年最热月14时的月平均温度的平均值，夏季通风室外计算相对湿度取历年最热月14时的月平均相对湿度的平均值；冬季通风室外计算温度取历年最冷月平均温度，冬季通风室外计算相对湿度取历年最冷月平均相对湿度。无本地气象数据时，可采用国家气象部门发布的典型气象年参数。1.3设计基本原则第一，优先采用自然通风，技术经济合理时可采用机械通风或自然与机械联合通风，降低运行能耗；第二，通风系统应满足室内空气品质、温湿度、噪声要求，同时符合防火、防爆、环保要求，排放废气需达标后排放，不得造成二次污染；第三，有害物控制应遵循“局部排风优先、全面通风补充”的原则，减少有害物扩散范围；第四，系统设计应兼顾节能与运维便利性，优先采用高效设备和可调节控制策略。2自然通风设计2.1适用范围适用于夏热冬冷、夏热冬暖地区的民用建筑，工业建筑中散热量大、有害物散发均匀且浓度较低的车间，过渡季需大量通风降温的场所，无特殊温湿度要求的一般场所。对于有严格温湿度、洁净度要求或有害物浓度较高的场所，不宜单独采用自然通风。2.2作用原理自然通风依靠热压或风压驱动空气流动，热压由室内外空气密度差和进出风口垂直高度差产生，计算公式为ΔPᵣ=g·h·(ρ_w-ρₙ)，其中ΔPᵣ为热压（Pa），g为重力加速度（9.8m/s²），h为进、排风口中心垂直距离（m），ρ_w为室外空气密度（kg/m³），ρₙ为室内空气密度（kg/m³）；标准大气压下空气密度与温度的关系为ρ=353.1/(273+t)，t为空气温度（℃）。风压由室外气流绕经建筑时产生的压力差驱动，计算公式为ΔPբ=K·ρ_w·v_w²/2，其中ΔPբ为风压（Pa），K为风压系数（迎风面取0.6~0.8，背风面取-0.3~-0.5，侧风面取-0.2~-0.4，复杂体型建筑应通过风洞试验或CFD模拟确定），v_w为室外风速（m/s）。当热压与风压同时作用时，应取两者的有利组合进行计算，不利工况下需校核通风效果。2.3通风量计算自然通风量应按消除室内余热、余湿或有害物所需的最小风量确定，取三者中的最大值。（1）消除余热所需风量：Gᵣ=Q/[c·ρₚ·(tₚ-t_w)]，其中Gᵣ为通风量（kg/s），Q为室内余热量（W），c为空气定压比热（1.01kJ/(kg·℃)），ρₚ为排风温度下的空气密度（kg/m³），tₚ为排风温度（℃），t_w为夏季通风室外计算温度（℃）。（2）消除余湿所需风量：Gₛ=W/[ρₚ·(dₚ-d_w)]，其中Gₛ为通风量（kg/s），W为室内余湿量（g/s），dₚ为排风含湿量（g/kg），d_w为室外通风计算含湿量（g/kg）。（3）稀释有害物所需风量：Gₕ=X/(yₚ-y_w)，其中Gₕ为通风量（m³/s），X为室内有害物散发量（mg/s），yₚ为排风有害物浓度（mg/m³，应符合国家排放标准要求），y_w为室外空气中有害物本底浓度（mg/m³）。当同时散发数种有害物时，若有害物存在联合毒性作用（如苯系物、刺激性气体），总通风量为各有害物单独计算风量之和；无联合毒性作用时，取单种有害物所需风量的最大值。2.4构造设计要求（1）进风口设计：夏季自然通风进风口宜布置在夏季主导风向的迎风侧，下缘距室内地面高度宜为0.3~1.2m，便于新鲜空气直接进入工作区；冬季进风口下缘距室内地面不宜低于4m，低于4m时应设置导流板等防止冷风吹向人员活动区的措施。进风口应避开室外污染源（如排风口、垃圾站、油烟排放口），与污染源的水平距离不应小于10m，且应位于污染源的上风侧。（2）排风口设计：自然通风排风口宜设置在建筑屋顶或上部外墙，可采用天窗、气楼、通风井道等形式。散热量大的工业车间宜采用避风天窗，挡风板高度应高出天窗檐口0.2~0.3m，挡风板与天窗洞口的水平距离宜为天窗洞口高度的1.5~2.0倍，确保排风口处于负压区，避免倒灌。民用建筑的上部可开启外窗宜设置可开启的上悬窗或中悬窗，开启角度不宜小于30°，保证有效通风面积。（3）建筑进深要求：采用单侧自然通风的房间，进深不宜超过15m；采用双侧对向通风的房间，进深不宜超过30m。当建筑进深超过上述限值时，应设置通风中庭、通风井道或贯通式空间辅助通风，中庭的可开启通风开口面积不应小于中庭地面面积的5%，通风井道的截面积应按计算风量确定，且井内风速不宜大于2m/s。（4）可开启外窗面积要求：居住建筑的卧室、起居室（厅），可开启外窗面积不应小于房间地面面积的1/20；公共建筑的房间，可开启外窗面积不应小于房间地面面积的1/30；厨房的可开启外窗面积不应小于房间地面面积的1/10，且不应小于0.6m²。2.5设计校核夏季自然通风的室内计算温度应满足卫生标准要求：一般民用建筑室内温度不应高于夏季通风室外计算温度+2℃；工业建筑中，当室内散热量小于23W/m³时，室内温度不应高于室外+3℃；散热量为23~116W/m³时，不应高于室外+5℃；散热量大于116W/m³时，不应高于室外+7℃。当自然通风不能满足室内温度或有害物浓度要求时，应增设机械通风或局部通风设施。3机械通风设计3.1系统分类按作用分为送风系统、排风系统、事故通风系统；按作用范围分为全面通风系统、局部通风系统；按空气处理方式分为直流式系统、循环式系统（循环空气需符合卫生及安全要求）。3.2全面通风设计3.2.1适用条件有害物源不固定、散发范围大，局部通风无法有效控制有害物扩散的场所；无固定有害物源，需整体改善室内空气品质的场所；自然通风无法满足要求的地下空间、无窗房间。3.2.2通风量计算计算方法同自然通风风量计算，但需考虑系统漏风附加，设计风量应为计算风量的1.1~1.15倍（低压系统取1.1，中高压系统取1.15）。对于有人员停留的场所，通风量还应满足最小新风量要求，且人员所需新风量应优先保证。3.2.3气流组织要求（1）送风应直接送入人员工作区，保证工作区空气新鲜、流速均匀；排风应靠近有害物源或浓度较高的区域，便于快速排出有害物。（2）当有害物密度大于空气（分子量大于29）且无明显余热时，排风口应设置在房间下部，下缘距地面0.3~0.5m，送风口设置在上部，距顶棚0.3~0.5m；当有害物密度小于空气或存在余热时，排风口应设置在房间上部，上缘距顶棚0.3~0.5m，送风口设置在下部，距地面1.0~1.5m。（3）工作区风速应符合要求：舒适性通风夏季0.2~0.3m/s，冬季0.15~0.2m/s；工业通风轻劳动0.2~0.5m/s，中劳动0.3~0.6m/s，重劳动0.4~0.7m/s。（4）通风系统应保持室内合理的压力梯度：有洁净要求的房间保持正压（5~10Pa），有有害物的房间保持负压（-5~-10Pa），防止有害物扩散。3.3局部通风设计3.3.1局部送风适用于高温作业岗位的降温，分为岗位送风、喷雾送风两类。（1）岗位送风参数：工作地点的控制风速，轻劳动2~3m/s，中劳动3~5m/s，重劳动5~7m/s；送风温度，轻劳动不低于26℃，中劳动不低于23℃，重劳动不低于20℃。（2）送风风口宜采用可调角度的射流风口，风口距工作地点的距离不宜超过5m，送风气流应直接吹向人员操作区域。喷雾送风仅适用于高温、强热辐射且不会对产品质量、人员健康造成影响的场所，雾滴直径宜控制在10~60μm，工作地点的相对湿度不应超过80%。3.3.2局部排风应优先采用局部排风控制有害物扩散，排风罩的选型应符合以下要求：（1）密闭罩：适用于有害物源固定、可密闭的场所（如破碎设备、筛分设备），罩内负压宜保持在5~10Pa，操作孔的控制风速宜为0.4~0.6m/s，排风量按罩体缝隙面积和控制风速计算，安全系数取1.1~1.2。（2）柜式排风罩（通风柜）：适用于实验操作、小批量喷涂等场所，工作口的控制风速，一般有害物取0.4~0.6m/s，剧毒或放射性有害物取0.6~1.0m/s；排风量计算公式为L=3600·v·F·β，其中v为工作口控制风速（m/s），F为工作口面积（m²），β为安全系数（1.1~1.2）。（3）外部吸气罩：适用于无法密闭的有害物源，无边吸气罩的排风量计算公式为L=3600·vₓ·(10x²+F)，有边吸气罩为L=3600·vₓ·(5x²+F)，其中vₓ为控制点控制风速（m/s），x为吸气口至控制点的距离（m），F为吸气口面积（m²）。控制风速取值：室内无气流扰动时0.25~0.5m/s，有轻微扰动时0.5~1.0m/s，有较大扰动时1.0~2.0m/s。（4）槽边排风罩：适用于电镀、酸洗、清洗等槽类作业场所，槽宽≤0.7m时采用单侧槽边罩，槽宽0.7~1.5m时采用双侧槽边罩，槽宽>1.5m时采用吹吸式槽边罩。排风量按槽长计算：单侧槽边罩1500~2500m³/(h·m)，双侧槽边罩2500~4000m³/(h·m)，吹吸式槽边罩排风量2000~3000m³/(h·m)，吹风量为排风量的1/3~1/2。控制风速根据槽液温度确定：槽温≤40℃时取0.25~0.3m/s，40~70℃时取0.3~0.5m/s，>70℃时取0.5~0.7m/s。（5）排风系统的风管风速：排除一般有害物时，干管风速4~10m/s，支管2~6m/s；排除粉尘时，干管8~14m/s，支管6~12m/s，防止粉尘沉积；排除易燃易爆粉尘或气体时，风速不应小于10m/s，且风管应采用不产生火花的金属材料制作，接地电阻不大于30Ω。3.4事故通风设计（1）适用范围：生产过程中可能突然散发大量有害气体、易燃易爆气体的场所，必须设置独立的事故通风系统，不得与正常通风系统共用。（2）风量要求：事故通风量应按工艺要求计算确定，且换气次数不应小于12次/h；当房间高度大于6m时，换气次数按6m高度计算。（3）系统要求：事故通风系统应采用防爆型风机，风机的控制开关应分别设置在室内外便于操作的位置，并与可燃气体探测器、有害气体探测器联动，当气体浓度达到爆炸下限或职业接触限值的50%时，自动启动事故通风机。（4）排风口要求：事故通风排风口应避开人员经常停留的区域，且应高出周围200m半径范围内最高建筑的屋顶3m以上；与进风口的水平距离不应小于20m，水平距离不足时，排风口应高出进风口6m以上。3.5防火防爆设计要求（1）通风管道应采用不燃材料制作，接触腐蚀性介质的风管可采用难燃材料，但耐火极限不应低于0.5h。（2）通风管道不宜穿过防火墙、变形缝，确需穿过时，应在穿墙处设置70℃动作的防火阀，防火阀两侧各2m范围内的风管及保温材料应采用不燃材料，穿墙缝隙应采用防火封堵材料严密封堵。（3）甲、乙类厂房的通风系统应采用防爆型设备，且不应采用循环空气；当空气中有害物浓度低于爆炸下限的25%且符合卫生标准时，可循环使用。（4）排除有爆炸危险粉尘、气体的排风系统，应设置阻火器、泄爆装置，干式除尘器应布置在厂房外的独立建筑内，且与所属厂房的防火间距不应小于10m。（5）通风机房应采用耐火极限不低于2.0h的防火隔墙和1.5h的楼板与其他部位分隔，机房门应采用甲级防火门。3.6消声减振基本要求（1）通风系统的室内噪声应符合现行国家标准要求：办公室、客房白天≤40dB(A)，夜间≤30dB(A)；教室、会议室≤45dB(A)；商场、餐厅≤55dB(A)；工业车间8h等效声级≤85dB(A)。（2）风机进出口应设置消声器，消声器的消声量应根据室内噪声限值和风机噪声级计算确定，消声器的阻力不宜超过50Pa。（3）风机、水泵等动力设备应设置减振基础或减振吊架，设备与风管、水管的连接应采用柔性软接头，软接头长度宜为150~300mm。（4）风管内风速不宜过大，防止产生二次噪声：有严格噪声要求的场所风管风速≤3m/s，一般公共建筑≤5m/s，工业建筑≤8m/s。4系统部件选型4.1风机选型（1）类型选择：离心风机风压高、效率高，适用于管路长、阻力大的通风、除尘系统；轴流风机风量大、风压低，适用于直排式全面通风、局部排风系统；混流风机风压、风量介于两者之间，适用于中等阻力的通风系统；斜流风机适用于管道式加压通风。（2）参数计算：风机选型风量应为系统设计风量的1.05~1.1倍（已计入风管漏风附加的取1.05，未计入的取1.1）；风机选型风压应为系统计算阻力的1.1~1.2倍，其中离心风机取1.1，轴流风机取1.2。（3）效率要求：应优先选用GB19761-2020规定的1级能效风机，风机的工作点应位于最高效率点的90%以上区间，避免在低效区运行。（4）防爆要求：输送易燃易爆气体或粉尘的风机，应采用防爆型风机，电机防爆等级应符合场所爆炸危险区域划分要求（如ExdⅡBT4适用于多数有机溶剂蒸汽场所）。4.2风管设计与选型（1）材质选择：镀锌钢板风管适用于一般通风、空调系统，是目前应用最广泛的材质；不锈钢板风管适用于有腐蚀性介质的排风系统；铝板风管适用于有爆炸危险的粉尘排风系统；玻璃钢风管适用于腐蚀性强的通风系统；复合风管适用于空调送风系统，重量轻、保温性能好。（2）尺寸选型：风管尺寸应优先采用标准系列，矩形风管边长系列为120、160、200、250、320、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500mm；圆形风管直径系列为100、120、140、160、180、200、250、320、400、500、630、800、1000、1250、1600mm。（3）风速控制：一般通风系统干管3~8m/s，支管2~5m/s；排风系统干管4~10m/s，支管2~6m/s；除尘系统干管8~14m/s，支管6~12m/s；防爆排风系统干管≥10m/s，支管≥8m/s。（4）阻力计算：风管总阻力为沿程阻力与局部阻力之和，沿程阻力ΔPₘ=Rₘ·L，其中Rₘ为比摩阻（Pa/m，可通过比摩阻线算图查询），L为风管长度（m）；局部阻力ΔPⱼ=Σζ·ρ·v²/2，其中ζ为局部阻力系数，可查阅《实用供热空调设计手册》局部阻力系数表。通风系统的比摩阻宜控制在0.8~1.5Pa/m，除尘系统宜控制在1~3Pa/m。4.3风口选型（1）送风口：双层百叶风口适用于一般办公室、教室的送风，出口风速2~5m/s，射程2~3m；方形、圆形散流器适用于空调送风，出口风速2~4m/s，射程3~5m，气流分布均匀；旋流风口适用于大空间（体育馆、候车厅）送风，出口风速5~8m/s，射程5~8m；喷口适用于高大厂房、机场等大空间送风，出口风速8~15m/s，射程10~30m。（2）排风口：单层百叶风口、格栅风口适用于室内排风，出口风速1.5~3m/s；风帽适用于室外屋面排风，避风风帽适用于自然通风排风出口，可防止倒灌；防爆排风出口应采用防爆风帽，避免产生火花。（3）风口布置：送风口应均匀布置，保证工作区气流均匀，无死角；排风口应靠近有害物源或浓度高的区域，提高排风效率。4.4空气净化设备选型（1）送风净化：初效过滤器（G4级，对5μm颗粒过滤效率≥90%）适用于一般通风系统，保护后续设备；中效过滤器（F8级，对1μm颗粒过滤效率≥90%）适用于对空气质量要求较高的场所（医院、电子厂房）；高效过滤器（H13级，对0.3μm颗粒过滤效率≥99.97%）适用于洁净室、生物安全实验室。（2）粉尘净化：袋式除尘器除尘效率≥99%，适用于粒径≥0.1μm的干性粉尘，是目前应用最广的除尘设备；静电除尘器除尘效率≥99%，适用于大风量、高温烟气的粉尘处理；湿式除尘器适用于亲水性、爆炸性粉尘的处理，同时可去除部分有害气体。（3）有害气体净化：活性炭吸附装置对有机废气、异味的净化效率≥80%，适用于低浓度、大风量的废气处理；喷淋塔对酸碱性废气的净化效率≥90%，适用于腐蚀性废气处理；光催化氧化装置对低浓度有机废气的净化效率≥70%，适用于异味、VOCs处理。净化后的废气应符合GB16297《大气污染物综合排放标准》或行业排放标准的要求。4.5消声减振装置选型（1）消声器：阻性消声器适用于中高频噪声，消声量10~20dB/m，常用于通风、空调系统；抗性消声器适用于中低频噪声，消声量5~15dB/m，常用于风机、空压机的排气消声；阻抗复合消声器适用于宽频带噪声，消声量15~30dB/m，适用于噪声要求较高的场所。消声器的流速不宜超过8m/s，防止产生二次噪声。（2）减振装置：橡胶减振垫适用于转速≥1500r/min的高速设备，减振效率60%~80%，造价低；弹簧减振器适用于转速<1500r/min的低速设备，减振效率80%~95%，适用于对减振要求高的场所；橡胶减振器介于两者之间，适用范围广。风管支吊架应设置减振垫，防止固体传声，隔声要求高的场所风管应包裹隔声层，隔声量≥20dB。5典型场所设计要点5.1民用建筑5.1.1居住建筑（1）卧室、起居室（厅）应优先采用自然通风，可开启外窗面积不应小于房间地面面积的1/20，当自然通风不能满足要求时，可设置机械新风系统或排气扇。（2）厨房应设置独立的机械排风系统，排风量不应小于300m³/h（采用排油烟机时不应小于10m³/min），并应设置自然补风或机械补风，补风量宜为排风量的70%~80%；厨房与餐厅之间的风管应设置防油烟倒灌的止回阀。（3）卫生间应设置机械排风，排风量不应小于80m³/h，或按换气次数5~10次/h计算；排风口应设在卫生间顶部，进风口可设在门下部的百叶或缝隙处，有效进风面积不应小于0.02m²。（4）住宅的新风系统宜采用带热回收的装置，热回收效率不应低于60%，降低新风能耗。5.1.2公共建筑（1）办公室、会议室：新风量不小于30m³/(h·人)，人员密度按2~4m²/人计算；优先采用自然通风加局部排风的方式，人员密集的大办公室宜设置机械新风系统，可根据室内CO₂浓度自动调节风量，CO₂浓度控制在1000ppm以内。（2）学校教室：新风量不小于30m³/(h·人)，普通教室人数按小学45人、中学50人计算；可开启外窗面积不应小于教室地面面积的1/30，且应设置上悬气窗或顶窗，便于热压通风；教室的排风宜设置在走廊侧，新风从教室外窗进入，形成穿堂风。（3）餐厅：新风量不小于25m³/(h·人)，人员密度按1.5~2m²/人计算；餐厅应保持正压（5~10Pa），厨房应保持负压，防止厨房油烟串入餐厅；餐厅的排风宜设置在餐厅下部，新风从上部送入，保证呼吸区空气新鲜。（4）地下室、无窗房间：必须设置机械通风系统，换气次数不应小于6次/h，新风应直接从室外引入，排风应排至室外，不得排入其他房间。5.1.3地下汽车库（1）通风量应按稀释CO浓度计算，且排风换气次数不应小于6次/h，送风换气次数不应小于5次/h；当车库内CO浓度满足8h时间加权平均容许浓度30mg/m³的要求时，可采用自然通风或诱导风机通风。（2）气流组织：送风口宜设置在车库上部，排风口宜设置在车库下部，距地面高度不大于0.5m，便于排出汽车尾气。（3）诱导风机通风系统适用于车流量不大的地下车库，诱导风机的间距宜为5~8m，射程10~15m，沿行车方向布置，引导气流向排风口流动，系统总排风量仍应满足换气次数要求。（4）地下汽车库的排风口应高出地面2.5m以上，避开人员经常停留的区域，防止尾气污染。5.2工业建筑5.2.1高温热加工车间（1）优先采用自然通风，充分利用热压作用，车间进风口应设在夏季主导风向的迎风侧，排风口采用避风天窗或通风气楼，进出风口的垂直距离不宜小于5m。（2）自然通风不能满足工作地点温度要求时，应设置局部岗位送风，工作地点的温度夏季不应超过35℃，当室外通风计算温度高于35℃时，工作地点温度不应高于室外温度+2℃。（3）车间的余热量应包括设备散热量、人员散热量、围护结构传热量等，其中设备散热量应按工艺设备的实际功率乘以同时使用系数和散热系数（一般0.3~0.7，依设备类型而定）计算。5.2.2粉尘作业车间（1）应优先采用局部排风系统，将粉尘控制在密闭罩或局部范围内，粉尘排放浓度应符合GB16297的要求，室内粉尘浓度应符合GBZ2.1-2019的要求（如矽尘总尘1mg/m³、呼尘0.7mg/m³，煤尘总尘4mg/m³、呼尘2.5mg/m³）。（2）除尘系统应采用干式除尘器，当粉尘具有爆炸性时，除尘器应设置泄爆装置，风管应采用金属材质，且接地电阻不大于30Ω。（3）除尘系统的风管应避免水平敷设，确需水平敷设时，风速不应小于12m/s，且应设置清灰口，定期清理积尘，防止粉尘堆积引发爆炸。5.2.3爆炸危险场所（1）甲、乙类生产车间的通风系统应采用防爆型设备，正常通风换气次数不应小于6次/h，事故通风换气次数不应小于12次/h。（2）通风系统的风管应采用不燃材料制作，且不应穿过防火墙，如必须穿过时应设置防火阀和阻火器。（3）排风系统的废气应直接排至室外安全地点，不得