通风与空调工程2.ppt

1、通风与空调工程,第二章 民用建筑通风,第二章 民用建筑通风,通风,排风：把室内的污浊空气直接或 经净化后排至室外。,送风：把新鲜空气补充进来，从 而保持室内的空气条件，以保证 卫生标准和满足生产工艺的要求。,按通风系统动力的不同，可分为自然通风与机械通风两类； 按通风系统作用范围的不同，可分为全面通风与局部通风； 按通风系统特征的不同，可分为送风与排风。,2.1 通风的分类,定义：是依靠室外风力造成的风压和室内外空气温度差所造成的热压使空气流动，以达到交换室内外空气的目的。,热源,(1)热压作用下的自然通风,(2)风压作用下的自然通风,1.自然通风,一、自然通风与机械通风,一般来说，热压作用的

2、变化较小，风压作用的变化较大。,优点：简单、经济。 缺点：通风量受到多种因素的影响，如室内外温差，室外风速、风向，门窗的面积、形式和位置等。因此通风效果不稳定。,热源,(3)热压和风压同时作用下的 自然通风,1.自然通风,1、定义：依靠通风机产生的动力来迫使室内外空气进行交换。图1.4。,一、自然通风与机械通风,2.机械通风,3、缺点：消耗电能，占用空间，工程设备费和维护费较大，安装管理较为复杂。 4、分类：全面通风、局部通风。,2、优点：可组织室内气流，可对进排风进行各种处理，可调节通风量和稳定通风效果。,定义：全面通风是在房间内全面进行通风换气的一种通风方式。 思考：什么时候应使用全面通风

3、？ 答：在有条件限制、污染源分散或不确定、室内人员较多且较分散、房间面积较大，采用局部通风方式难以保证卫生标准时，应采用全面通风。,二、全面通风与局部通风,1.全面通风,全面通风,全面送风,全面排风,（按系统特征不同）,全面送、排风,全面通风,稀释通风（混合通风）,（按作用机理不同）,置换通风,二、全面通风与局部通风,1.全面通风,定义：局部通风就是利用局部气流，使局部地点不受有害物的污染，造成良好的空气环境。,二、全面通风与局部通风,2.局部通风,局部送风,局部排风,局部通风,1送风 向房间内送入新鲜空气或经过净化处理的空气。 2排风 将房间内的污浊空气直接排出或经过处理达到排放标准后排出。

4、,三、送风与排风,如果建筑物外墙上的门窗孔洞由于热压和风压造成压力差，则压力较高一侧的空气必定会通过窗孔流到压力较低的一侧。,2.2 自然通风,一、自然通风的作用原理,自然通风量的确定,通过窗孔的空气量为： 1.当已知窗孔两侧的压力差、窗孔面积和窗的构造时，即可求出通过该窗孔的流量。 2.实现自然通风的条件是窗孔两侧存在压差，它是影响自然通风量大小的主要因素。 3.tntw,下进上排；tntw,上进下排。,1、下进上排房间的自然通风 Pb+(-Pa)=Pb+|Pa|=gh(w- pj) 可见，进风窗孔和排风窗孔两侧压差的绝对值之和与室内外空气的密度差及两窗孔的中心距成正比。 2、热压： gh(

5、w- pj)， 是流动的动力。,(一)热压作用下的自然通风,窗孔a： Pa= P0-h1g(w- pj)=-h1g (w- pj)Pa 窗孔b： Pb= P0-h2g(w- pj)=h2g (w- pj)Pa,3、余压 定义：室内某一点的压力和室外同标高未受建筑或其他物体扰动的空气压力的差值称为该点的余压。对仅有热压作用的自然通风，窗孔内外的压差即为该窗孔的余压。 中和面:余压为0的平面称为中和面,此面上没有空气流动。,图2-6 余压沿高度的变化,1、风压：由于风的作用所造成的静压的升高或降低。 迎风面静压升高，风压为正，形成正压；侧面和背面静压降低，风压为负，形成负压。 风压为负值的区域称为

6、空气动力阴影区。,(二)风压作用下的自然通风,2、风压分布 与该建筑物的几何形状以及室外的风向有关。 3、风压值的计算,图2-7 建筑物四周的风压分布,当热压、风压同时作用于某一窗孔时，窗孔的总压差则为热压差和风压差的代数和，即窗孔的余压和室外风压之和。 Pz=Py+Pf,(三)风压和热压同时作用下的自然通风,1、已知条件 余热量Q、有效热量系数m、室内工作区设计温度tn、室外空气温度tw、房间内热源的几何尺寸及分布情况。 2、任务 根据已确定的工艺条件和要求的工作区温度，计算所必需达到的通风换气量，确定进排风窗口的位置和面积。,2.2 自然通风,二、自然通风的设计计算,（1）计算消除余热所需

7、的全面通风量,二、自然通风的设计计算,3、设计计算步骤,Q车间总余热量，kW； c空气比热，c1.01 kJ/(kg) tp车间的排风温度 ，； tw车间的进风温度，。 m有效热量系数。,（2）确定窗孔位置及中和面位置。 中和面不宜选得太高，宜取在上下窗孔中心距离的1/3左右。 （3）查取物性参数，如空气密度、窗孔流量系数等。其中空气密度还可以根据温度进行估算： （4）计算各窗孔的内外压差。 各窗孔内外压差用式（2-7）和式（2-8）来计算。,二、自然通风的设计计算,3、设计计算步骤,（5）分配各窗孔的进、排风量，计算各窗孔的面积。 进风窗孔 排风窗孔,二、自然通风的设计计算,3、设计计算步骤

8、,【例2-1】已知某房间的余热量Q300 kW，m0.6，室外空气温度tw30，室内工作区温度tn38。房间如图2-9。130.5，240.55，若不考虑风压作用，计算所需的各窗孔面积。,二、自然通风的设计计算,例 题,1自然通风系统的应用,2.2 自然通风,三、自然通风系统的应用与设计,图2-10 上海辛庄生态示范办公楼全景,图2-11 上海辛庄生态示范办公楼自然通风烟囱,2自然通风系统的设计,2.2 自然通风,三、自然通风系统的应用与设计,图2-12 进深小于6m的自然通风,图2-14 进深大于15m的自然通风,图2-13 进深大于6m、小于15m时的自然通风,图2-15 季节组合式通风,

9、图2-16 空间组合式通风,冬季,夏季,3自然通风系统应用的限制性条件 （1）室内得热量的限制。 （2）建筑环境的限制。 （3）建筑条件的限制。 （4）室外空气湿度的限制。,2.2 自然通风,三、自然通风系统的应用与设计,1.定义 局部排风就是在局部地点把不符合卫生标准的污浊空气经过处理达到排放标准后排至室外，以改善局部空间的空气环境。 2.组成部分 （1）局部排风装置 （2）风管 （3）风机 （4）排风口 （5）净化设备,2.3 局部通风,一、局部排风,1.定义 局部送风就是把新鲜空气经过净化、冷却或加热等处理后送入室内指定地点，以改善局部空间的空气环境。 2.分类 （1）系统式局部送风 （

10、2）分布式局部送风,2.3 局部通风,二、局部送风,（1）系统式局部送风： 空气淋浴,2.3 局部通风,二、局部送风,送出的空气预先经过冷却、净化等处理，然后经过一个特制的“喷头”将空气以一定速度送到室内人员身体上部，在高温区造成一个范围不大的凉爽区域。,（2）分布式局部送风 1）普通风扇 适用范围：适用于辐射强度小，空气温度tn35的房间。 种类：吊扇、台扇、落地式风扇、墙壁式风扇等。 特点：构造简单、价格便宜、调节控制方便。 2）空气幕 原理：利用特制的空气分布器喷出一定温度和速度的幕状气流，用来封堵门洞。 适用范围：主要用于经常出入的商场、剧院等公共建筑需经常开启的大门。,2.3 局部通

11、风,二、局部送风,按送出气流温度的不同,空气幕,热空气幕,等温空气幕,冷空气幕,按风机形式不同,贯流式空气幕,离心式空气幕,轴流式空气幕,按吹风方向不同,侧送式,下送式,上送式,按吹风方向不同,单吹式,吹吸式,图2-22 侧送式空气幕,图2-23 上送式空气幕,图2-24 下送式空气幕,图2-25 立式风幕 1风机 2盘管 3条缝喷口,图2-26 卧式风幕,全面通风也称稀释通风，它主要是对整个房间进行通风换气。,2.4 全面通风,图2-28 气流组织方案比较,注 意,要使全面通风达到良好的通风效果，不仅需要有足够的通风量，而且还要对气流进行合理的组织。,比较下图中的两个个方案，哪个更好些？为什

12、么？,思考,2.4 全面通风,一、全面通风的气流组织,气流组织,1.定义：气流组织就是合理地选择和布置送、排风口的形式、数量和位置，合理地分配各风口的风量，使送风和排风能以最短的流程进入工作区或排出，从而以最小的风量获得最佳的效果。,2.形式：上送下排、上送上排、下送下排、中间送上下排等。,2.4 全面通风,一、全面通风的气流组织,3.设计原则： （1）送风口应尽量靠近操作地点。 （2）排风口应尽量靠近有害物源或有害物浓度高的地区。 （3）进风系统气流分布均匀，避免在房间局部地区出现涡流，使有害物聚积。 （4）合理布置机械送风系统室外进风口。 （5）正确选用机械送风系统的送风方式。 （6）合理

13、分配风量。,2.4 全面通风,二、全面通风量的确定,定义：是指为了使房间内的空气环境符合规范允许的卫生标准，用于稀释通风房间的有害物浓度或排除房间内的余热、余湿所需的通风换气量。,1为稀释有害物所需的通风量,2为消除余热所需的通风量,3.为消除余湿所需的通风量,2.4 全面通风,二、全面通风量的确定,全面通风量包括消除有害物、余热、余湿所需的通风量，取其中最大值。,当房间内同时散发数种溶剂(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、氮氧化合物及一氧化碳)时，全面通风量按分别所需空气量总和计算。,计算原则,当通风房间有多种有害物时，应分别计算，取其

14、中最大值。,换气次数n：是指通风量L(m3/h)与通风房间体积V(m3)的比值，即： n=L/V (次/h) 因此全面通风量为：L=nV (m3/h) 思考题：某车间面积为500m2，层高5m，取n12次/h，求全面通风量。,2.4 全面通风,二、全面通风量的确定,换气次数法,2.4 全面通风,二、全面通风量的确定,例 题,【例2-2】某居住区房间内同时散发苯和甲醛，散发量分别为5 mg/s、0.6 mg/s，求所需的全面通风量。,【例2-3】已知某房间散发的余热量为120 kW，一氧化碳散发量为12 mg/s，苯散发量为8 mg/s，当地通风室外计算温度为31。如果要求室内温度不超过35，试

15、确定该房间所需要的全面通风量。,2.4 全面通风,三、热平衡与空气平衡,热平衡指室内的总得热量和总失热量相等。 Qd=Qs，单位：kW,1热平衡,对于某一具体房间 ，热平衡方程式为：,三、热平衡与空气平衡,民用建筑热平衡计算的几点说明： （1）tn应根据有关规范或卫生标准确定，若无明确规定，对人员长期停留的房间，tn18；对人员短暂停留的房间，5 tn12。 （2）tw一般可取冬季采暖室外计算温度，比较重要的房间可取冬季空调室外计算温度，对于一些人员停留时间短暂的房间可取冬季通风室外计算温度。 （3）室内的人员、灯光的散热随机性大，可不计算，只有存在稳定的热源时，其散热量才予以考虑。如某些房间

16、的人员、灯光的启闭是非常稳定的，应予以考虑。,1热平衡,三、热平衡与空气平衡,空气平衡是指在不论采用哪种通风方式的车间内，单位时间进入室内的空气质量等于同一时间排出的空气质量。 Gzj+Gjj=Gzp+Gjp 若不组织自然通风，当Gjj=Gjp，室内外压差为零；当GjjGjp，室内处于正压；当GjjGjp，室内处于负压。处于正压时会有无组织排风，处于负压时会有无组织进风。,2空气平衡,三、热平衡与空气平衡,（1）保持正压所需的风量 缝隙法,2空气平衡, 换气次数法：对有窗的房间换气次数可取11.5次/h。,（2）保持负压的渗入风量 其计算方法与正压风量计算法相同。对厕所和卫生间应在门上或墙上装

17、设百叶风口，风口面积按下式确定：,三、热平衡与空气平衡,【例2-4】已知某房间内的设备散热量为Q170 kW，围护结构失热量Q278 kW，房间上部天窗排风量Lzp2.4 m3/s，局部机械排风量Ljp3.2 m3/s，自然进风量Lzj1 m3/s，房间工作区温度为22，自然通风排风温度为25，外界空气温度tw12，上部天窗中心高16 m（图2-29）。求：（1）机械进风量Gjj；（2）机械送风温度tjj；（3）加热机械进风所需的热量Q3。,例 题,在实际情况中，通风系统的平衡问题可以进行调整： （1）如冬季根据平衡求得送风温度低于规范的规定，可直接提高送风温度到规范规定的数值，进行送风。 （

18、2）如冬季根据平衡求得送风温度高于规范的规定，应降低送风温度到规定的范围，相应调节机械进风量。 （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。 （4）如夏季根据平衡求得送风温度低于规范的规定，应提高送风温度，增大机械进风量。,三、热平衡与空气平衡,通风系统设计的节能措施： （1）计算局部排风系统风量时，在保证效果的前提下，尽量减少局部排风量，以减少房间的进风量和排风热损失。 （2）机械进风系统在冬季应采用较高的送风温度。 （3）净化后的空气再循环使用。 （4）室外空气直接送到局部排风罩或排风罩的排风口附近，补充局部排风系统排出的风量。 （5）在可能的条件下应设置热回收装置。,三、热平衡与空气平衡,1.原理 置换通风是空气由于密度差而造成的热气流上升，冷气流下降的原理，在室内形成类似活塞流的流动状态。 2