《建筑设备》教案.ppt

1、建筑设备,主讲人：方应国652830),绪 论,一、建筑设备是房屋建筑不可缺少的组成部分,二、掌握建筑设备的基本知识的必要性,三、建筑设备工程中新技术的采用与研究,1、新材料、新品种的快速发展，引起技术改革。,2、新型设备的不断出现，使建筑设备向更加节能和高效发展。,3、新能源的利用和电子技术的应用，使建筑设备技术不断更新。,4、建筑工业化施工技术的发展，促进了预制设备系统的应用。,四、本课程学习的内容：,3、建筑电气照明,1、建筑给水排水工程,2、热水供应、建筑通风和空气调节,五、传热原理,1、导热（热传导）,温度不同的物体直接接触时，或物体内部温度不同的相邻部分之

2、间，热由高温侧向低温侧传递的现象。,平壁导热公式：,在气体中，热传导依靠原子、分子的热运动；在液体中，依靠弹性波的作用；在固体中依靠晶格振动和自由电子的运动。,多层平壁：,对于n层平壁导热，则直接写出：,2、热对流和对流换热,指流体在移动的同时所进行的热交换现象,对流换热：流体流过与其温度不同的固体壁面时流体与壁面之间的热量交换。是热对流和导热的综合过程。,对流换热的方程式：,辐射传热的公式：,4、传热过程,当壁面面积为F时，总的传热量为,式中K为传热系数，,投射到物体上的能量，一部分可能被吸收，一部分可能被反射，其余部分可能穿透物体。,3、热辐射及辐射换热,物体表面向外发射热射线（电磁波）,

3、四、气体射流,气体自孔口、管嘴或条缝向外喷射所形成的流动，称为气体淹没射流。当出口速度较大，流动呈紊流状态时，叫紊流射流。,分为无限空间射流和有限空间射流。,1、无限空间淹没紊流射流的特征,BOE为过流断面或转折断面,特征：刚喷出的射流速度是均匀的。沿流动方向，射流不断带入周围介质，使边界扩张，而且主体的速度逐渐降低。,AOD为射流核心，其余部分（ABC、DEF）为边界层。,2、平面射流,3、温差或浓差射流,在采暖空调工程中，采用冷风降温，热风采暖，就用温差射流，将有害气体及灰尘浓度降低用浓差射流。,4、有限空间射流,-断面为第一临界断面，与自由射流一样。,-第二临界断面，从-到-为有限扩张段

4、。,从-至-为收缩段。射流主体流量减少至零。,扩散角,射流结构与喷嘴安装的位置有关。若安装高度与房高h0.7H旋涡中心时，射流出现贴附现象，称为贴附射流。,第二章 建筑给水排水工程,第一节 建筑给水工程,一、城镇给水,1、给水系统的组成,取水工程：包括水源和取水构筑物，水源分地面和地下水源。,净水工程：包括沉淀、过滤和消毒等设备及其构筑物。,输配水工程：包括输水管、配水管网以及泵站、水塔与水池。,2、城镇给水系统,统一给水系统 生活、生产、消防等用水按生活用水标准。,分质给水系统 生产用水低于生活用水标准，且用水量大。,混凝池,沉淀池,过滤池,加药器,一泵站送水,澄清池,消毒器,清水池,二泵站

5、送水,地面水制备生活水净化流程,当原水中有蓝澡等胶体物质时，需加混凝剂有硫酸亚铁（或同时加氯气）,加入氯气作消毒,原水,分压给水系统 对于地形高差大或各区域用水压力相差大时。,循环和循序给水系统 主要针对工业用水。循环给水是指部分废水经冷却降温或简单处理后再送回车间循环使用。循序给水是按各生产对水质和水温的高低进行顺序供水的系统。,3、给水管管网的布置形式,输水管 连接水厂与配水管网的管道。,配水管网 分枝状管网和环状管网。,二、建筑给水系统以及给水方式,1、建筑给水系统的分类,分类：生活给水系统；生产给水系统；消防给水系统。,组成：引入管（进户管）；水表节点；给水管网；给水附件；增压和储水设

6、备；室内消防设备。,2、建筑给水系统的给水方式,直接给水方式,设水泵和水箱的给水方式,它又分为单设水箱、单设水泵、设水泵和水箱的给水方式。,设气压给水设备的给水方式,分区给水方式,竖向分区有并联、串联及减压分区等。,3、室内给水系统的管路图式,下行上给式 指水平干管敷设在底层。,上行下给式 设屋顶水箱的供水方式。,两种兼用的管路布置,管材及附件,1、管材,钢管 有焊接钢管和无缝钢管，焊接钢管又分为镀锌钢管（白铁管）和非镀锌钢管（黑铁管）两种。适用于内压力较大。,铸铁管 分低压管(0.45MPa)、普压管(0.75MPa)和高压管(1MPa),塑料管 硬聚氯乙烯（UPVC）、聚丙烯（PPR）、聚

7、乙烯（PE）管。,石棉水泥管 重量轻、耐腐蚀、表面光滑，用于排污管。,陶土管 分涂釉和不涂釉两种。用于含酸、碱等废水的排水管。,混凝土及钢筋混凝土 耐腐蚀使用寿命长，用作室外排水管。,铝塑复合管 管内外壁为聚氯乙烯，中间以铝合金为骨架。耐压强度好，输送阻力小等优点，分给水管、热水管、煤气管等。,2、管件,给水管件 有弯头、三通、四通、管箍、大小头、活接头等。,排水管件 有90顺水弯头、45顺水弯头、 90顺水三通等。,3、附件,配水附件 装在卫生器具及用水点的各式水龙头等。,控制附件 截止阀、闸阀、止回阀、浮球阀、安全阀、减压阀等。,4、水泵及风机,水泵有叶片式水泵(离心泵、轴流泵)、容积式水

8、泵等。,风机 常用的风机有离心式和轴流式两种。,孔网钢带复合塑料管 冷轧带钢和热塑性塑料为原料，钢管为增强体，内外层为双面复合热塑料的一种新型复合压力管材。,离心泵的工作原理,壳内灌满液体启动叶轮旋转液体旋转产生离心力抛向外缘外缘液体静压强提高，流速增大，一般可达1525m/s。 液体进入泵壳流道渐宽流速渐低部分动能转变为静压能排出口液体压强提高进入排出管路,输送至所需的场所。 液体从叶轮中心被抛向外缘时，在中心处形成低压区.使贮槽液面压强泵吸入口处的压强，致使液体被吸进叶轮中心。因此,只要叶轮不断地转动，液体便不断地被吸入和排出。 离心泵主要是依靠高速旋转的叶轮，使液体的静压能和动能均有所提

9、高。,离心泵的基本工作参数有:,流量（Q）,单位时间内水通过水泵的体积，用L/s或m3/h,扬程（H）,单位重量的水，通过水泵时所获得的能量，用mH2O或kPa表示。,轴功率（N）,水泵从电动机处所得到的全部功率，单位为kW,效率（）,水泵工作时，本身产生能量损失，因此水泵真正得到的能量即为有效功率Nu， = Nu/N,转速（）,允许吸上真空高度（Hs）,叶轮进口处的压力低于水的饱和蒸汽压时，水出现汽化，形成汽泡，严重时产生“气蚀现象”。须对真空高度限制，单位为mH2O或kPa,离心泵的选择：,有水箱，可按最大小时流量确定，无水箱时，以满足系统高峰用水要求的最大瞬时流量按设计秒流量确定。,水泵

10、房,水泵机组设置在水泵房，供水量大时，将水泵并联工作。当供水量大于200m3/h时，泵房有1015m2的修理间和面积为5m2的库房。有排水措施，光线和通风好，不结冻，还需设防振。,机组布置原则：管线最短，弯头最少，尽量减少平面尺寸。,机组基础侧面与墙面及相邻距离不小于0.7m，端头到墙壁或相邻间距比轴的长度多出0.5m，机组与配电箱间通道不得小于1.5 m。设独立的基础，不得与建筑物基础相连，高出地面0.1m。,泵房高度：无吊车起重设备时，应不小于3.2m。,三、室内给水水压、水量以及加压和储存,1、室内给水所需的压力,管网所需水压为：,式中：H1引入管起点至最不利（最远）配水点的高差；,H2

11、计算管路的沿程与局部水头损失之和；,H3水流经水表时的水头损失（局部损失）；,H4最不利配水点的龙头或用水设备所需的流出水头。,2、室内给水所需水量,生产用水量 比较均匀，可根据消耗在设备上的水量计算。,生活用水量 受气候、生活习惯、卫生器具和用水设备及水价等多种因素影响。,也可估算室内管网压力，一层100kPa，第二层120 kPa。,最高日用水量：,最大小时用水量：,3、室内给水系统的加压和储存,（1）储水池,或,生活储水池应远离化粪池、厕所、厨房等卫生环境不良的房间，可设在室外靠近泵房，也可设在地下室。,当生活、消防共用水池应在消防水位面上设有小孔，确保消防储备水量不被动用。,（2）水泵

12、,给水系统中主要的增压设备，多采用离心泵和管道泵。,水泵的流量 无水箱，其流量按最大瞬时流量来确定。,水泵的扬程,1）直接从配水管中吸水时，水泵所需总扬程：,2）水泵从储水池抽水时，水泵所需总扬程：,（3）水箱,水箱的设置条件,水箱的形状和材料 形状有圆形、方形和矩形，圆形省材，占地大，布置不方便。材料 采用金属（用钢板焊制，但需防腐）。也可用不锈钢板或非金属。有效深度一般为0.72.5m 。,水箱的配管,水箱上设有下列配管,出水管距离水箱内底应不小于50mm。,水箱的容积 根据调节水量、生活和消防储备水量确定。消防水量一般取10min的消防用量，一类公共建筑不小于18m3。,水箱的设置高度,

13、（4）气压给水设备,利用密封储灌内空气可压缩性进行储存、调节和加压送水量的装置。,具有应用较灵活方便，建设快，投资省，供水水质好，消除水锤作用等优点。,气压分类装置,按输出压力稳定性分为变压式和定压式。,四、室内给水的配管方法,1、设计秒流量及管径,根据不同建筑物，卫生设备情况，生活习惯，其用水量不同。,1）按卫生器具同时作用确定流量（如公共浴室、公共食堂等）,2）住宅、集体宿舍等建筑生活给水流量,3）确定管径,生产、生活用水管道水流速度不宜大于2.0m/s ，干管一般采用1.22m/s，支管0.81.2m/s 。,消防消火栓不大于2.5m/s ，自动喷水不大于5m/s。,4）给水管网水头损失

14、的计算,沿程水头损失,局部水头损失：,局部损失可按管道的沿程损失估算：,生活为2530%；生产20%；消防10%；生产、消防共用15%。,五、高层建筑给水系统,1、减压给水方式,先由水泵将水升到最高处水箱，再逐级向下一区的高位水箱给水，形成减压水箱串联给水系统。也可用减压阀代替水箱。,2、并联给水方式,将各区水泵集中设于地下室，各水泵从储水池向各供水区的水箱送水，再由水箱向本区管网供水。,高层建筑给水也可采用气压给水及变频供水等方式。,六、消防给水,1、建筑消防给水类别、组成及设置,按登高设备的工作高度和消防车的供水能力分低层建 筑消防给水系统和高层给水系统。,按消防救火方式分消火栓系统和自动

15、喷水灭火系统。,消火栓水枪充实水柱不小于7mH2O。,消火栓栓口静压不超过80mH2O。,消火栓系统的组成：,由水枪、水龙带、消火栓、消防管道和水源组成。,设置：,高层工业建筑与低层民用建筑,高层建筑,人防建筑,停车库、修车库,作为超市或商场使用面积超过300m2时。,2、自动喷水消防给水系统的设置及组成和分类,自动喷水系统 如剧院、大商场及宾馆等；,水幕 大型剧院、防火卷帘、防火幕上部等；,雨淋洒水系统 严重危险品的生产厂家等。,自动喷水消防给水系统的分类和组成,1）湿式喷水灭火系统,由闭式喷头、湿式报警阀、报警装置、管道系统和供水设施等组成。喷头受热自动打开喷水。适于室温470 的场所。,

16、2）干式喷水灭火系统,由闭式喷头、干式报警阀、报警装置、管道系统、充气设备和供水设施等组成。平时在报警阀前安装喷头的配管内,充有压气体。适于室温70 的场所。,3）预作用系统,由火灾探测系统、闭式喷头、预作用阀、报警装置、管道系统和供水设施组成。具有湿式和干式的长处，适用于不许误喷。,4）雨淋系统,由火灾探测系统、开式喷头、雨淋阀、报警装置、管道系统和供水设施等组成。适用于火灾危险性大，火势蔓延快的场所。,5）水幕系统,由开式水幕喷头、控制阀、管道系统、供水设施及火灾探测和报警系统等组成。不能直接灭火，起冷却和防火、阻火作用。适于建筑内需要保护和防火隔断的部位。,6）水喷雾系统,由喷雾喷头、雨

17、淋阀、管道系统、供水设施及火灾探测和报警系统等组成。 喷出的水雾对燃烧物起冷却窒息作用。对油类及水溶性液体起乳化和稀释，适于存放易燃体和电器场所。,2、建筑消防给水方式及配管方法,（1）建筑消防给水方式,无加压泵和水箱的室内消火栓给水系统,设有水箱的室内消火栓给水系统,设置消防泵和水箱的室内消火栓给水系统,不分区的室内消火栓给水系统,分区的室内消火栓给水系统,（2）消火栓给水系统的布置,（3）消防管道配管方式,要求一股水柱到达室内任何角落且消火栓双排布置时，布置间距：,第二节 建筑排水工程,一、城镇排水系统的体制、组成与管网,分流制,排水体制,合流制,直泄合流制,截流式合流制,排水系统的组成,

18、城市污水排水系统,工业废水排水系统,雨水排水系统,排水管网的布置,污水、废水、雨水采用两个或两个以上的管渠,先回收利用，再排至水体或城市排水系统。如铬的处理,1、支管、干管、主干管的布置要顺直，水流不要绕弯。,2、充分利用地形地势，最大可能采用重力流形式，避免提升。,3、在起伏较大的地区，宜将高区与低区分离，高区不宜随便跌水，应直接利用重力流入污水厂，并尽量减少管道埋深。,4、尽量减少中途加压站的数目。如遇高山可用隧道输送。,5、管道在坡度改变、管径变化、转弯、接入支管处以及直线段中隔适当距离应设排水检查井，作检查、清通之用。（D700mm间距50m、 D=7001500mm间距 90m、 D

19、2000mm间距 120m）,二、室内排水系统的分类及污水排放条件,生活废水排水系统,雨水排水系统,工业废水排水系统,生活污水排水系统,粪便污水,生产废水和冷却废水,污水与雨水管道分开，有完善的污水处理厂,城市有污水处理厂，市政只有合流管道,城市无污水处理厂，或污水厂满负荷，有雨水管,无污水处理厂，有雨水管道，有建污水厂的规划,2、排水系统的选择,3、污水排放条件,温度不应高于40 ；,要求污水基本上呈中性（pH值为69）；,污水中不应含有大量的固体杂质；,污水中不允许含有大量汽油或油脂等易燃液体；,污水中不能含有毒物；,对伤寒、痢疾、炭疽、结核、肝火等病原体，必须严格消毒； 对含有放射性物质

20、的污水，按有关规定执行。,排入水体的污水应符合工业企业设计卫生标准的要求。,三、室内排水系统的组成,室内排水系统,专用通气管,铅丝网罩,检查井,排出管,清扫口,由卫生器具、横支管、立管、排出管、通气管、清通设备及某些特殊设备等组成。,1、卫生器具,2、横支管,3、立管,汇集各卫生器具的污水排至立管，有一定坡度。,收集各横支管流来的污水，送至排出管，管径不小于50mm。,可埋设在地下，楼层间可明装于地板或悬吊在楼板下，也可设在吊顶管沟、管槽内，但必须考虑安装与检修方便。不宜过长，长度不超过10m，并尽量减少转弯。,布置在墙角明装，亦可在外墙上，避免穿越卧室等，可在管槽内或管井内暗装。避免布置在温

21、度大于60的热源设备附近。,4、排出管（出户管）,室内排出立管与室外检查井间的连接管，管径不得小于与其连接的最大立管管径。连接几根排出管时，要作水力计算。,排出管与立管宜采用两个45弯头连接，对生活水箱的泄水管等排水，不得直接排入污水管，需设有水封的存水弯式空气隔断。,可埋在地面以下或悬吊地下室的顶板下面，其长度取决于检查井的位置，检查井中心距外墙面为23m，不宜大于10m。,作用：a）将排水管中的臭气和有害气体能排到大气中去。,c）减轻管道内废气对管道的锈蚀。,5、通气管,b）向排水管内补给空气，减小管道内的气压变化幅度，防止卫生器具水封被破坏。,管径一般与立管管径相同或小一级，伸出屋面不小

22、于0.3m，且大于积最大积雪厚度。,6、清通设备,检查口 设在立管及较长的水平管段上，为一带螺栓盖板的短管。,清扫口 横管上有两个及以上的大便器等时，设在横管的起端。,检查井 在管道转弯、变管径和坡度改变及连接支管处。,7、特殊设备,（1）水封及地漏,2）污水抽升设备 对于地下室、人防地道和地下铁道等地下建筑物中，污水、废水不能自流排至室外。常用离心式污水泵。,（3）污水局部处理设备,有沉淀池、除油池、化粪池、中和池等。,化粪池 使粪便沉淀并发酵腐化，污水停留一定时间后排走，沉淀在池底的粪便经消化后定期清掏。,水封有P形、U形和S形。,四、排水管道的配管,1、排水量标准,2、设计秒流量,（1）

23、住宅、集体宿舍、办公楼、学校等建筑设计排水量,计算管段上的排水当量总数；,a 根据建筑物用途而定的系数，如住宅等取1.5；集 体宿舍、旅馆等取2.02.5。,（2）工业企业生活间、公共浴室、公共食堂等建筑,q0管段上同类型的一个卫生器具排水量； n器具数；,b卫生器具的同时排水百分数。,生活排水量标准和小时变化系数与给水相同,3、管道水力计算,（1）污水立管管径的确定 按表5-3(a)、(b)、(c)、(d)确定。立管上连接大便器最小管径 100mm。排出管最小管径 50mm，多层住宅厨房的立管75mm。,公共食堂排污管，管径不宜过小，干管管径 100mm，支管管径 75mm。,医院污水洗涤盆

24、或污水盆的排水管径 75mm。,小便槽或连接3个及3个以上小便器，其污水管径 75mm。,浴池的泄水管宜采用100mm的管径。,（2）确定横管管径（包括排出管和横支管）,管道充满度 管道内水深与管径的比值,管道坡度 按表5-4确定,管道流速 防止杂质沉淀在管底，水流必须保 证最小流速，如管径小于150mm时，为0.6m/s。,计算公式,式中 R水力半径，i水力坡度，C流速系数，n管道的粗糙系数，如钢管：0.012；铸铁管：0.013。,4、化粪池的选用,容积及尺寸，根据使用人数、每人每日的排水量标准、污水在池中停留时间和污泥的清掏周期等因素来决定。见表5-7。,实际使用人数与总人数的百分比，根

25、据建筑物的性质规定如下：,（1）医院、疗养院、幼儿园等一类建筑，百分比为100%；,（2）住宅、集体宿舍、旅馆等一类建筑中，人员逗留时间约为16h，采用70%；,（3）办公楼、教学楼等工作场所，工作时间为8h，采用40%；,（4）公共食堂、影剧院、体育场等，采用10%。,五、屋面雨水排放,排水方式有外排水和内排水两种。,1、外排水系统, 檐沟外排水, 长天沟外排水,内排水系统的组成：,系统的布置和安装,悬吊管 固定在厂房的桁架上，方便维修清理，需有0.003的坡度，坡向立管。,由雨水斗、悬吊管、立管、地下雨水沟管及清通设备等。,雨水斗 迅速排除屋面雨雪水，并能将粗大杂物拦阻下来。,2、内排水系

26、统,立管 沿墙壁或柱子明装，上设检查口（距地面m处）。,地下雨水管道 接纳各立管流来的雨水及生产废水。,3、雨水排水系统的水力计算,（1）屋面雨水流量,B汇水面的宽度， 汇水面的长度。,（2）雨水外排水系统水力计算,已知屋面泄水量及天沟坡度，确定天沟断面积、雨水斗和立管的管径。,水流速度采用满宁公式,天沟过水断面积,天沟坡度；选择雨水斗型式和直径；确定立管的管径。,（3）雨水内排水系统计算,或,雨水斗的泄流量,连接管与雨水斗出口相同,若为单斗系统悬吊管、立管、排出管管径均与雨水斗出口直径相同。,六、建筑中水工程简介,水质介于生活饮用水标准与生活排放污废水水质之间。,中水水源 一般为生活污水、冷

27、却水、雨水等。医院污水不宜作为中水水源。水源优先选用优质杂排水。选择顺序：冷却水淋浴排水盥洗排水洗衣排水厨房排水厕所排水。,中水水质要求： 无有害物质；外观无不快；不引起腐蚀。,按中水供水范围划分，中水系统的类型可分为3种：,特点：规模大，投资大，处理水量大，工艺复杂。,适用于严重缺水城市，无法开辟地面和地下水资源时。,特点：规模较大，水质较复杂，管道复杂，但处理费用低。,适用于缺水城市的小区集中的新建住宅小区和高层建筑群。,特点处理方便，流程简单投资省，占地小,适用于大型公共建筑、公寓和旅馆、办公楼等。,原水集流管以重力流选用管径，管材选用塑料管,设置中水贮水池或水箱,不得把生活用给水管和中

28、水管直接连接,中水管道宜明装并在管外壁刷浅绿色防腐剂，对水箱、阀门、水表等设中水标志,1、中水处理流程,水质处理由预处理、主处理和后处理三段组成。预处理主要采用格栅、调节池等设施，主处理按水质优劣采用不同的工艺，对不含粪便和厨房污水的原水，以物化处理或生物和物化相结合的工艺。后处理采用过滤、消毒等工艺。,2、中水系统设计和安全防护,中水系统设计 原水为中水用量的110%115%，污水量按给水量的80%90%估算，当供需不足时，可用建筑给水调节水源。,生物处理法；物理化学处理法（活性炭）；膜处理,第三章 热水供应、建筑通风空气调节,第一节 热水供应,一、热水供应系统、管网布置,1、热水供应系统,

29、（1）热水用水量定额,室内热水供应，是水的加热、储存和输配的总称。,供应系统指供给生产、生活用户洗涤及盥洗用热水。,热水用水量定额有两种：按用水单位消耗的热水量及水温而定；按卫生器具一次或一小时所用热水量及水温而定。,（2）热水供应系统,组成：加热设备锅炉、炉灶、太阳能热水器、热交换器；,热媒管网蒸汽管或过热水管、凝结水管等；,热水储存水箱开式或闭式水箱；,其他设备和附件水泵、各种器材和仪表、管道伸缩器等。,生活用热水水温一般为2560 ，一般不高于75。,生产用热水用水量及水温，按生产工艺要求来确定。,热水水质要求：冷水的碳酸盐硬度不宜超过5.47.2mg/L。,按热水供应范围的大小，分为局

30、部、集中及区域性供应系统。,（3）热水供应系统方式,局部热水供应系统,如利用炉灶炉膛余热、太阳能热水器供应热水等。,集中热水供应系统,下行上给式全循环管网,上行下给式全循环管网,按管网的布置形式有下行上给式、上行下给式；,按有无循环管分全循环、半循环及无循环供应系统。,下行上给式半循环管网,上行下给式管网,2、管网布置及保温,管网布置： 热水管上应装止回阀，在上行式配水管中应设置排气装置，如自动放气阀、集气罐、排气管或膨胀水箱。,保温材料选用导热系数小、不燃、耐腐、易施工及价廉的材料，常用的有泡沫混凝土、膨胀珍珠岩、硅藻土等。,二、建筑热水管网计算,确定配水干管、立管及支管的直径 与给水管道计

31、算方法相同。,循环管道的直径 按对应的配水管管径小1号来确定。,三、饮水供应,饮水定额 可按表7-3确定。,开水的流量,四、燃气供应,（1）燃气的种类及特性,天燃气 分四种：从气井开采出来的称纯天然气；含石油轻质馏分的凝析气田气；从井下煤层抽出的煤矿矿井气；石油伴生气。,纯天然气以甲烷为主，发热值在3349441868kJ/m3之间。可作为原料气（如合成氨、乙炔），也可作为城市气源（加入乙硫醇C2H5SH或四氢噻吩C4H8S）。,人工煤气 将煤、重油通过热加工得到的。干馏煤气（焦炉煤气）和重油裂解气。水煤气（气化煤气）热值10000kJ/m3。,人工煤气具有强烈的气味及毒性，含有硫化氢、萘、苯

32、、氨、焦油等杂质，容易腐蚀及堵塞管道。热值最低在14654kJ/m3以上。,液化石油气 开采和炼制石油过程中得到的副产品。主要成分丙烷、丙烯等。发热值为83736113044kJ/m3 。,沼气 各种有机物如蛋白质、纤维素、脂肪、淀粉等在隔绝空气条件下发酵，并在微生物作用下产生。组分为甲烷。,（2）城市燃气的供应方式,天然气、人工煤气的管道输送,城市燃气管网输送压力，我国对城镇煤气管道压力分为四级。,煤气管网大都布置成环状，边缘地区才采用枝状管网。,液化石油气瓶装供应,钢瓶内液态石油气的饱和压力一般为70800 kPa，经过减压阀减压到2.8 0.5 kPa。,（3）室内燃气管道,管道系统,用

33、户燃气管由引入管进入房间后，到燃气具前为室内燃气管。管道内为低压。管道采用丝扣连接。,从庭院燃气管上接引入管，一定要从管顶接出，通过三通连接，可减少煤气中杂质和凝液进入用户并便于清通。应有0.005坡度坡向引入端。穿墙壁或地板时应设套管。立管不允许穿越起居室，布置位置在厨房、楼梯间墙角处。,燃气表,按工作原理分有容积式、流速式两种；按形式分有干式、湿式两种。低压输气常用容积式干式皮囊或湿式罗茨流量计。,安装位置：一般挂在室内墙壁上，表底距地面1.61.8m，燃气表到燃气具的水平距离不得小于0.81.0m。,室内燃气管道计算,确定燃气用量,确定管道计算流量、直径和管道压力损失,接管方法：,生活用

34、燃气具压力不宜超过80100mmH2O，也不应低于60mmH2O。,（4）燃气用具,厨房燃气灶 常用的是双火眼燃气灶。,燃气热水器,按其构造分为容积式和直流式两种。,容积式能贮存一定容积热水的自动加热器。其工作原理：利用调温器、电磁阀和热电偶联合工作，使燃气点燃和熄灭。,燃气燃烧后排出的废气中含有一氧化碳（CO），当容积浓度超过0.16%时，人在2h内死亡。,设有燃气用具的房间，都应有良好的通风措施，换气次数应大于3次/h。燃气热水器不宜装在浴室内，可装在厨房或其它房间。房间体积不应小于12m3（装在浴室时）。,第二节 通风,一、建筑通风概述,1、建筑空间空气的卫生条件,（1）空气温度、湿度和

35、流速,氧气是人生存之本，必须向建筑提供新鲜空气来保证人们的身体健康。特别有污染的厂房、工用、民用建筑。,供氧量,温度,在建筑通风设计中应根据当地气候条件、建筑类型、服务对象来选取适宜的室内计算温度。,相对湿度,人体在气温较高时需要更多的水分蒸发。相对湿度的设计极限应该从人体生理需求和承受能力来确定。生产车间设计中，还要考工艺要求。,空气流动速度,空气流速影响人体散热和水分蒸发。,空气洁净度,主要在医药、食品加工以及电子产品生产企业中有严格要求。,（2）空气中有害物质浓度、卫生标准和排放标准,浓度指单位容积空气中所含有害物质的质量或体积，前者称为质量浓度，以mg/（m3空气）计量；后者称为体积浓

36、度mL/（m3空气）计量，粉尘含量也用同样的表示方法。,2、建筑通风的任务与内容,任务：改善室内空气温、湿度和流速，保证人们的健康以及生活和工作的环境条件下，使新鲜空气进入建筑物内，排出废气。,多数情况下，利用门窗换气，利用穿堂风降温就能满足要求。在这些方法不能满足时，可用人工方法向建筑物送风，这就是建筑建筑通风的形式。,对空气参数有严格要求的建筑，除新鲜空气量外，还需对送入的空气进行冷却、加热、减湿、加湿、洁净等处理。,工业通风：除了用新鲜空气替代室内空气外，还要对污染物进行回收，化害为宝，一般必须采用机械的手段才能进行。,3、通风方式的分类与选择,（1）自然通风,利用自然风压即室外气流（风

37、力）引起的室内、外空气压差，或热压即室内外空气温度不同形成的重力差，对建筑进行通风。,按建筑构造分有组织的和无组织的自然通风。,有组织通风指具有一定程度调节风量能力的自然通风。,无组织通风指不能进行风量调节，如渗透通风。,自然通风具有经济、节能、简便易行、不需专人管理、无噪声等优点，应优先采用。,（2）机械通风,依靠通风机产生的作用力强制室内外空气交换流动。,机械通风包括机械送风和机械排风。,与自然通风相比优点：作用压力可根据设计计算结果而确定；对排风可进行处理；也可通过管道输送等。初投资和管理费用远大于自然通风。,根据通风作用范围分为全面通风（稀释通风）和局部通风。,（3）局部通风,局部送风

38、,将符合要求的空气输送、分配给局部工作区。适用于产生有毒有害物质的厂房。,分有系统式送风和分散式送风两种。分散式使用轴流风机增加工作地点的风速或降温；系统式将空气进行预处理。,局部排风,对室内某一局部区域进行排风，将室内有害物质在未与工作人员接触之前捕集、排除，以防止有害物质扩散到整个房间。,由局部排风罩、风管、净化设备和风机等组成。,排风罩用于捕收有害物的装置，在确定排风罩的形式、形状之前，必须了解和掌握车间内有害物的特性及其散发规律。,局部排风罩有以下几种：,柜式（通风柜）：密闭罩的特殊形式，一侧可启闭的操作孔和观察孔。排风口的位置可在不同的位置。,密闭式（密闭罩）：将有害污染物密闭起来，

39、在排风罩内形成负压 ，不受周围气流的干扰，所需风量小，排风好。但检修不便。,外部吸气式：对生产设备不能封闭的车间，把排风罩直接安置在有害物产生地点，在入口处造成负压，将有害物吸入排风系统。,吹吸式：喷射气流的射流原理，有害气体形成气幕与周围空气隔离。,接受式：污染物以一定方向排出时采用，排风罩置于气流上方。,二、全面通风量的确定,消除余热、余湿的全面通风量按下式计算：,1、消除室内余热所需的全面通风量的计算式：,体积流量的形式：,消除余湿所需的全面通风量：,Q室内余热 量，k,当有害物无法具体计量时，上式无法应用，按房间的换气次数确定。,全面通风气流组织：,上送下排,下送上排,中间送上下排,2

40、、减少室内有害物浓度所需全面通风量计算式：,三、自然通风,1、自然通风作用原理,空气通过窗孔产生的局部阻力损失可认为等于两侧压差：,也可写成：,窗孔流量系数,体积流量L：,质量流量G：,提高自然通风效果：,增加窗孔两侧压差 p或加大窗孔面积F,（1）热压作用下的自然通风,pa和pb表示a、b内外压差,tntw，nw,关闭上窗孔b，下窗孔a开启：,下窗孔a两侧空气在pa作用下流动，最终pa=pa。此时上窗孔b两侧存在压力差pb。,当pa=0时，则,若室内外存在温差（ tntw ）时，则一开窗b就会向外排风。,随着空气向外流动，室内静压逐渐降低，使得papa，pa0。室外空气由下窗孔a进入室内，直

41、到窗孔a进风量和窗孔b排风量相等为止，形成正常的自然通风。,（2）风压作用下的自然通风,迎风面：动压转化为静压，产生正压,侧面和背风面：产生局部涡流，形成负压区。,建筑物的风压分布,室外风向,建筑物的几何造型,风向一定时，风压表达式：,K空气动力系数。由模型实验得到，K值为正，说明风压为正，该处的窗孔为进风窗；若K为负，为排风窗。,开启窗a而关闭窗b时， px逐渐增大，直到px= pfa。,同时开户窗a和b ，pfa = pxpfb，空气从b流出，室内余压下降，再次出现 pfa px。,室外空气从a进风，从b排出，两者风量相等室内余压保持不变，形成pfa pxpfb。,（3）风压、热压同时作用

42、下的自然通风,外围结构上各窗孔内外空气压力p，为各窗孔的余压与室外风压之差。,由于风速及风向的不确定性，在进行自然通风设计计算时，风压的作用仅作定性分析，不予计算；对热压作定量计算。,2、建筑设计与自然通风,（1）厂房的总平面布置,方位的确定：厂房纵轴尽量布置成东、西向。,厂房进风面，与夏季主导风向成6090，不宜小于45，厂房迎风面一侧不宜布置过多的高大建筑物。,对于低矮建筑物与较高建筑物相邻接时，为了避免建筑物风压影响，各建筑物之间应保持适当的比例关系。,（2）建筑形式的选择,热加工厂房的平面布置：,以自然通风为主的热车间，尽量采用单跨厂房。,余热量较大的厂房尽量采用单层建筑，与四周建筑毗

43、邻时，建在夏季主导风向的迎风面。,对于多跨厂房，应将冷、热跨间隔布置，避免热跨相邻。,若车间内无高大障碍物阻挡，也不释放有害气体和大量粉尘时，尽可能采用穿堂风。,（3）车间内工艺设备的布置与自然通风,厂房设有天窗时，应将散热设备布置在天窗下部；,在多层建筑厂房中，应将散热设备尽量放置最高层；,高温热源布置在室外时，应布置在下风侧；在室内时，采取隔热措施，尽量靠厂房外侧，在进风口两侧。,3、进风窗、避风天窗与风帽,（1）避风天窗,在任何风向情况下均处于负压状态的天窗,矩形天窗,下沉式天窗,折线型天窗,（2）避风风帽,避风风帽的构造,四、通风系统的主要设备,1、通风机,有离心式、轴流式和贯流式三种

44、类型。,2、风道,（1）风道的材料、形状及保温,常用材料有薄钢板、塑料、钢筋混凝土、砖、石棉水泥、矿渣石膏板等。常用的有白铁皮风管、玻璃钢风管、混凝土烟道等。,（2）风道的布置,风口的布置应在进风口、送风口、排风口、空气处理设备、风机的位置确定后进行，要与土建、生产工艺和给排水等协调。,保温材料有泡沫塑料、玻璃纤维等（输送温度恒定的空气时）。,3、进、排风装置,进风装置安装位置的要求：,屋顶式应高于屋面0.51.0m。,一般由屋面排出，也可从侧墙排出，排风口高于屋面。设在屋面以上1m的位置，出口处设置风帽或百叶窗。,（1）室外进、排风装置,设置在室外空气较为洁净的地点；,进风口下缘距室外地坪的

45、高度不宜小于2m，须装百叶窗；,对于降温的通风系统设有背阴的外墙侧；,进风口的标高应低于排风口，设在排风口的上风侧；,室外排风装置：,（2）室内送、排风口,排风口没有特殊要求，通常采用单层百叶式排风口。,4、阀门,用于启动风机，关闭风道、风口，调节空气量，平衡阻力等。有插板阀、蝶阀。,送风口主要有百叶式、条缝等，百叶式有单、双层和活动式、固定式之分，双层式既可调节风向，也可控制送风速度。,对于工业车间为避免吹风感，采用空气分布器。,第三节 采暖,一、采暖方式及系统分类,采暖是使室内获得热量并保持一定的温度，以保证人们在室内的正常生活和工作，也称供暖。由热媒制备（热源）、热媒输送和热媒利用（散热

46、设备）组成。,1、采暖方式及其选择,采暖方式,集中采暖与分散采暖,全面采暖与局部采暖,值班采暖,2、采暖方式的选择,连续采暖与间歇采暖,室温为5,根据当地气象条件、能源状况、环保等要求确定。,2、采暖系统的分类,按采暖系统中使用热媒不同分为热水采暖和蒸汽采暖系统。,按采暖系统中使用的散热设备分：散热器采暖和热风采暖。,按采暖系统中散热方式不同分：对流采暖和辐射采暖。,集中供热的热源有热电厂、区域锅炉房和分散小锅炉房。,二、采暖系统的设计热负荷,1、采暖室内、外空气计算参数,室内空气计算温度,民用建筑：采用16 22。,工业建筑：根据工作强度确定，如轻 作业18 21，中作业1618。辅助建筑，

47、如浴室25，办公室18。,室内空气流速,民用建筑及企业辅助建筑，不大于0.3m/s。,工业建筑：室内散热量小于23W/m2时，不大于0.3m/s；大于或等于23W/m2 ，不大于0.5m/s。,室外空气计算温度：,采用历年不保证5天的日平均温度。具体参数可从采暖通风与空气调节设计规范中查找。,2、采暖系统设计热负荷的计算,设计负荷指为了达到要求的室温，需要向建筑物供给的热量。,理论计算：根据建筑物得、失热量确定,包括：最小负荷班的工艺设备散热量Q7；热管道及其他热表面的散热量Q8 ；热物料的散热量Q9 ；太阳辐射进入室内的热量Q10。,设计负荷的估算：,三、热水供暖系统,按热媒参数分：低温热水

48、供暖系统（水温100 ）；高温供暖系统（水温100 ）。目前我国供水温度为95，115，130 ，回水温度为70，80。,按系统循环动力分：自然循环（重力循环）和机械循环系统。,按散热器的接管根数分：单管和双管系统。,按系统的管道敷设方式分：垂直式和水平式。,对于没有机械通风系统的建筑物，设计负荷可用下式计算：,1、自然循环热水供暖系统,依靠锅炉加热和散热器散热冷却造成供、回水温度差而形成水的密度差，维持系统中的水循环。,对于经过第一层散热器的循环环路：,A-A右侧的水柱压力：,一层,二层,A-A左侧的水柱压力：,该环路的自然压头：,经过第二层散热器的循环环路：,A-A右侧的水柱压力：,A-A

49、左侧的水柱压力：,该环路的自然压头：,考虑因管壁散热水温沿途降低而附加的自然压头p2,立管第一层散热器循环的自然压头：,立管第二层散热器循环的自然压头：,当一、二层热负荷相同，管径相同时，pp，流过上层散热器热水量多，下层少，造成上热下冷。,垂直失调,自然循环中干管v0.2m/s；立管v =0.25m/s。所需管径较大，由于自然压头很小，其作用半径（总立管到最远立管沿供水干管走向的水平距离）不宜超过50 m的三层。,2、机械循环热水供暖系统,依靠水泵循环的水体。为防止水泵抽空和系统的水汽化并保持压力恒定，膨胀水箱的膨胀管接在水泵吸入口。,与自然循环相比,系统的作用压力大得多，管内水流速度大，管

50、径小。,管内空气与水同方向流动，需设集气罐，排空气。,供暖半径增大，系统可采用多种供水形式。,机械循环双管上供下回式热水供暖系统,单管顺流式和单管跨越式。,双管供暖：,每组散热器热媒进、出管分别与供、回水管并联，流入的热量可用调节阀或温控阀控制。,存在垂直失调现象（上热下冷）。,（1）单管和双管供暖系统,单管供暖：,同程式系统,异程式系统,（2）垂直式供暖系统,根据供、回水干管所在位置不同分上供下回式、下供下回式和中供下回式。,下供下回式系统,中供下回式系统,单双管混合式系统,主要应用于高层建筑。避免双管系统的垂直失调现象。,单双管混合式：,分层式热水供暖系统,对于高层建筑，水静压力大，将垂直

51、方向分成若干个系统，如下层一般与室外热网直接连接，上层与室外热网间接连接。,分层式（分区式）：,供暖房间无连接立管，较为美观，可用于多层建筑和大面积公共建筑中。分顺流式和跨越式。,水平式：,四、蒸汽供暖系统,依靠水蒸汽在散热器中凝结放出热量，因此散热量（汽化潜热）比热水温降大得多。传热系统大，减少散热器面积。,采用间歇调节来满足负荷的变动，系统的加热和冷却过程都很快，适合人员迅速集散的建筑，如剧院等。温度波动大，并且管道时而充满蒸汽，时而充满空气，管壁腐蚀大。,按供汽压力分为高压蒸汽供暖（高于70kPa）、低压（等于或低于70kPa）、真空蒸汽供暖系统（压力低于大气压）。,按回水动力不同分重力

52、回水和机械回水两类。,（1）低压蒸汽供暖：若采用机械回水，须装凝水箱。,阻止蒸汽通过，只允许凝水和不凝性气体（如空气）及时排往凝水管的装置。,（2）高压蒸汽供暖：,供暖蒸汽常和生产工艺用汽合用汽源，需装设减压阀减压才能使用。,蒸汽供暖亦有上供下回、下供下回、双管、单管等形式。,五、热风供暖系统,直接对空气集中加热后送往室内或工作地点，空气可以是室内再循环空气，也可以是室外新鲜空气、或二者的混合体。,加热空气的热源可以是热水、蒸汽、电加热或工业余热产生的废气、烟气等。加热空气设备称为暖风机或空气加热器。,直接加热室内再循环空气：,适合于工业厂房、商场等商业性公共建筑。,集中加热室外新鲜空气：,对

53、产生有害物质的工业厂房，既需要通风换气又需要供暖的建筑物。,六、各种供暖系统的比较和选用：,1、蒸汽供暖的散热器表面温度高，比热水节省设备和管材，投资低，占地小。但其表面温度过高，易发生烫伤，有异味。,5、真空蒸汽供暖压力低于大气压，对系统的严密性要求高，应用于特殊场所。,2、蒸汽供暖中热媒的容重小，产生的静压力小，不必进行竖向分区。,3、热惰性很小，加热和冷却速度都很快。间歇运行时，房间温度变化大。,4、疏水器容易漏气、凝结回水产生二次蒸汽损坏管件，热损失大。,6、热风供暖的热惰性小、升温迅速、设备简单、投资省，但噪声大。,七、辐射采暖系统,分类,低温采暖：,表面温度小于80，加热管埋入建筑

54、物内。,中温采暖：,采暖温度为80200，钢板或钢管制成矩形块状或带状散热板。,高温采暖：,表面温度高于500，燃气或电红外辐射器等。,热媒：,热水、蒸汽、空气、电和可燃气体或液体。,低温辐射采暖,按其安装位置分为顶棚式、地板式、墙壁式，踢脚板式。,2）,按其构造分为埋管式、风道式或组合式。,1、低温热水地板辐射采暖,具有舒适性强、节能、方便实施的优点，可利用太阳能、地下热水、热泵型空调机组及工业余热等低温热源。,低温热水地板采暖构造,以低温热水（60 ）为热媒，将塑料管预埋在地面不小于30mm混凝土垫层内。,构造：结构层（楼板或土壤）、绝热层、填充层、防水层、防潮层和地面层（如大理石、瓷砖等

55、）组成。,绝热层的材料采用聚苯乙烯泡沫塑料板；填充层采用豆石混凝土；管材采用PE-X塑料管，早期采用钢管或铜管。,低温热水地板辐射采暖地面做法示意图,设置,户内加设分、集水器，当热媒温度超过允许温度时，可设换热站或加热交换器。,分、集水器安装示意图,一般以房间2030m2为一个环路，若设多个环路，每个环路盘管长度尽量接近，一般为6080m，最长不超过120m。,卫生间采用散热器采暖。若采用地暖，要避开管道、地漏等。,2、低温辐射电热膜采暖,以电热膜为发热体，由可导电的特制油墨、金属载流条经印刷、热压在两层绝缘聚酯薄膜之间制成的。,3、低温发热电缆采暖,通电后发热的电缆，由实芯电阻线、绝缘层、接

56、地导线、金属屏蔽层及保护套构成。,八、散热设备,1、散热器分类及其特性,有金属与非金属材料之分，金属分为铸铁、钢、铝、钢（铜）铝复合散热器等；非金属的有塑料、陶瓷散热器等。,铸铁散热器：结构简单、防腐性好使用寿命长及热稳定性好；但金属耗量大，承压能力低，不宜用于高层。有四柱型等。,钢制散热器：易被腐蚀，使用寿命短；外形美观，重量轻，承压高，可应于高层建筑。有柱式、板式等。,铝制及钢（铜）铝钢复合散热器：重量轻，造型美观，承压高，氧化后形成氧化铝膜。可用于开式系统及卫生间、浴室等潮湿场所。,2、散热器选择,从热工性能、经济、机械性能、卫生、美观、使用寿命等方面考虑。,3、布置,（1）散热器宜安装

57、在外墙的窗台下。,（2）双层门的外室及门斗不应设散热器，防止冻裂。,（3）楼梯、扶梯等贯通的空间，散热器布置在底层。,（4）散热器应尽量明装。,第四节 空气调节,一、空气调节系统分类、负荷计算,1、空气调节系统分类,空气调节内容：,调节建筑物内（房间）的温度、湿度、气流速度、洁净度等参数。,根据空调使用环境、服务对象分：,舒适性空调,工艺性空调（工业空调）,超净空调或洁净室空调,空气调节的基本参数,以人为服务对象，创造舒适环境而设置,保护生产设备或益于产品精度为主,对空气尘埃浓度有要求，如机房等,空调基数（空调基准温湿度）：根据生产工艺或人体舒适性要求所指定的空气温度（ t ）和相对湿度（%）

58、。,空调精度：空调区域内生产工艺和人体舒适要求所允许的温湿度偏差值。如 。恒温恒湿空调。,对于舒适性空调系统室内计算参数可参考下表：,空调系统的组成：,空气处理设备、空气输送管道、空气分配装置、自动控制系统及冷、热源。,空调系统的分类,（1）根据空调系统空气处理设备的设置位置分,集中式空调系统：,各种空气处理设备及风机设置在机房内。,集中布置、集中调节和控制，水系统简单，使用寿命长，可以严格控制室内的空气的温度和湿度。适用温度、湿度、洁净度、噪声等要求严格的建筑物空调。,半集中式空调系统：,除有集中的空调机房外，还有分散在各空调房间内的二次处理设备（末端设备）,优点：没有大风道，只有水管和较小

59、的新风管，布置安装方便、占用建筑空间小、单独调节好等，设较小的机房。,缺点：送回风管复杂、截面大，占据的吊顶空间大，需要较大的集中机房。,广泛应用于温、湿度要求不高、房间较多、房间较小，需用单独控制的空调中，如办公楼、宾馆等。,分散式空调系统：,又称局部空调系统或房间空调机组。将冷源、热源、空气处理等装在一个箱体内，直接处理房间内空气的一种局部空调设备。,（2）根据负担室内热（冷）、湿负荷所用的介质分,特点：机组结构紧凑、体积小、安装方便、使用灵活且不需专人管理，不需集中机房。,全空气系统：,房间的热（冷）湿负荷全部由经过处理的空气来负担。,空气的比热小，需要用较多的空气量才能消除余热、余湿。,全水系统：,室内负荷全部由集中处理过的一定温度的水来负担。,水的比热比空气大得多，在相同的条件下只需较小的水量，管道所占的空间小许多。但不带新风，故不单独使用。,空气-水系统：,由处理过的空气和水共同负担室内负荷。,制冷剂系统：,又称直接蒸发式系统。通过制冷系统蒸发器或冷凝器直接吸收房间热量或放出热量。,（3）根据集中式空调处理的空气来源不同分,封闭式系统（全回风）：,处理的空气全部为房间再循环空气。,直流式系统（全新风）：,处理的空气全部来自室外，经处理的空气进入室内，回风全部排出室外。,混合式系