第八章--+建筑通风

1、第八章 建筑通风,(一)空气与人体生理相关的参数 人类在室内生活和生产过程中都希望其所在建筑物不但能挡风避雨，而且舒适、卫生。影响环境条件的因素很多，其中空气卫生条件中有下列几种空气参数与人体生理有密切关系。,1.供氧量 人们从清洁、新鲜、富氧的空气中吸入氧气，然后由呼吸道输送到肺部，在肺表面上形成微小的气泡通过薄膜被血液吸收，交换出CO2，并被分配到身体各组织，身体各组织用氧气来分解养料而形成热能和机械能。因此说，氧气是人生存的基本要素。所以必须向建筑物内提供人们所需的新鲜空气，对于有污染的工业厂房和民用、公共建筑均需送入足够的氧气。,2.温度 人体需要消耗能量，能量来源于养料的氧化过程。能

2、量的一部分以热能形式释放出来，从而使人体的血液保持固有的温度;能量的另一部分储蓄在人体中;还有一部分直接用于新陈代谢。 人体与周围环境之间存在着热量传递，这是一个复杂的过程，它与人体的表面温度、环境温度、空气流动速度、人的衣着厚度和劳动强度及姿势等因素有关。因此，在建筑通风设计计算中应根据当地气候条件、建筑物的类型、服务对象等条件选取适宜的室内温度。,3.相对湿度 人体在气温较高时需要蒸发更多的水分，这时相对湿度便十分重要。据国外有关研究表明，当气温高于2 2时相对湿度不宜超过50%。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。在某些生产车间设计中，相对湿度除厂考虑人体舒适的需求外，

3、还应兼顾到生产工艺的特殊要求。,4.空气流动速度 人体周围空气的流动速度是影响人体对流散热和水分蒸发的主要因素之一，因此舒适条件对室内空气流动速度也有所要求。气流流速过大会引起吹风感，尤其是冷空气流速偏大时。若冷刺激超过一定限度将引起血管收缩，人体表面温度失调，使人产生不舒适的感觉;而气流流速过小则会产生闷气、呼吸不畅的感觉。气流流速的大小还直接影响到人体皮肤与外界环境的对流换热效果，流速增大对流换热速度也加快;气流流速减慢对流换热速度也减小。,(二)空气中有害物浓度、卫生标准和排放标准 空气中有害物对人体的危害取决于这些有害物的物理化学性质和它们在空气中的含量。衡量有害物在空气中含量的多少一

4、般是以质量浓度或体积分数来表示的。有害物的质量浓度是指单位体积空气中所含有害物质的质量( kg/m3);体积分数是指单位体积空气中所含有害物质的体积(mL/m3)。计量含尘空气的粉尘含量也用同样的表示方法。,我国颁布的卫生标准，对室内空气中有害物质的最高容许浓度及居民区大气中有害物质的最高容许浓度作厂规定。其中有害物质的最高容许浓度的取值，是基于工人在此浓度下长期从事生产劳动而不至于引起职业病的原则而制订的。,第一节 建筑通风概述,根据室内空气状态要求分为,1一般民用建筑通风：要求室内空气新鲜，空气参数无具体要求，厨房卫生间的通风换气。 2工业生产车间用工业通风：生产过程产生的粉尘，有害气体等

5、有害物必须净化处理后即时排除，控制有害物对室内外环境的影响。 3地下建筑的通风换气地下停车场，地铁、隧道等。,二、通风方式,1按气流作用范围： 全面通风 局部通风,2按通风系统的动力,自然通风 空气流动利用室外“风压”“热压” 机械通风 空气流动靠通风机,3按通风系统的作用：,正常通风 事故通风：防止意外事故发生,4按室内气流方向：,送风系统：向室内送入新鲜空气 排风系统：向室外排除污染空气,第二节 自然通风,对于一幢建筑或者一间房间，如果它有两个开口（门或窗等），而且空气在每个开口的两侧压力不相同，那么在压差的作用下，空气在每个开口处形成流动,一、自然通风的原理 1风压作用下的自然通风 室外

6、气流与建筑物相遇时发生绕流，迎风面速度下降，静压升高大于室内气压，背风面，静压下降低于室内气压，此压差风压,在迎风面与背风面开窗时形成自然通风，即有 “穿堂风”效果，风压大小： Vw 风速，w室外空气密度,2热压作用下的自然通风,室外空气密度,热压大小： h上、下窗口之间的距离。,二、自然通风方式,1有组织的自然通风： 根据设计计算得到所需空气流量，风压、热压等设计门，窗孔口的面积，并调节开启面积的大小调节风量。 民用建筑充分利用风压下的自然通风 高温生产车间充分利用热压作用下的自然通风,2无组织的自然通风：,在风压和热压下，室外空气通过围护 结构的缝隙进入或排出房间。,风压:定性 热压:定量

7、,三、建筑设计与自然通风的配合,1合理设计进风窗和避风天窗 进风窗：为便于直接送风至操作人员处，下窗缘距车间地面1m，不高于1.2m。在寒冷地区，进气窗设计成上、下两排。下排面积大，供夏季进风用，夏季进风量大。上排面积小，供冬季进风用，冷空气不能直接进入操作区。,1合理设计进风窗和避风天窗,避风天窗 防止在风压作用下，天窗处出现倒灌现象，为保 证在任何风向作用，天窗能起排风作用，可设挡 风板或女儿墙。,2增大自然通风效果的工业建筑设计,车间设计尽量利用“穿堂风”，迎风面与背风面贯通，外墙开孔率25%。 车间尽量设计为南北朝向，长边成东西向，避免西晒。 以自然通风为主的车间要设计成单层结构，增大

8、进风窗面积。 车间的迎风面不宜布置附属建筑物。,自然通风,不耗动力节省能源，但通风效果受自然 条件限制，可作辅助通风。,第三节 通风系统的主要设备和管线,二、风管,1. 形式：圆形和矩形,目前最常用的管材是普通薄钢板和镀锌薄钢板，有板材和卷材。对洁净要求高或有特殊要求的工程，可采用铝板或不锈钢板制作。对于有防腐要求的工程，可采用塑料或玻璃钢制作。采用建筑风道时，宜用钢筋混凝土制作。选用风管材料和保温材料时，应优先选用不燃烧材料。对有防火要求的场合，可以选用耐火风管。 此外，螺旋风管和柔性风管也是值得推荐的新型风管。螺旋风管由钢带螺旋绕制而成。柔性风管用薄铝带缠绕而成。,三、局部构件,1. 风管

9、支架,1) 作用：防震、承重,活动支吊架,固定支架,固定吊架,3. 三通,1) 合流三通,2) 分流三通,4. 变径管,1) 突然扩大和缩小：风量改变。（见左图）,2) 渐变管：风量改变。（见右图）,5. 风管阀门,1) 调节风量、打开或关断风系统： 蝶阀、对开多叶调节阀、三通调节阀,2) 防火阀：当火灾发生时，切断气流通路，防止火势沿风管蔓延,3) 止回阀：防止风机停止后气流倒转,闸板阀,蝶阀,防火阀,进、排风装置,进风装置的作用是从室外采集洁净空气，供给室内送风系统使用；而排风装置的作用则是将排风系统汇集的污浊空气排放至室外。 进风装置可以是单独的进风塔，也可以是设在外墙上的进风窗口，见下

10、图，进风装置有时也可以设在屋顶上。进风口上一般都装有百叶风格，防止雨、雪、树叶、纸片和砂土等杂质被吸入。在百叶格里面还装有保温门，作为冬季关闭进风口之用。,进风装置 (a)进风窗口；(b)进风塔,排风装置即排风道的出口，经常做成风塔形式装在屋顶上，这时要求排风口高出屋面1m以上，以免污染附近空气环境，如下图。,屋面上的排风塔,同样，为防止雨、雪或风砂等倒灌入排风口中，在出口处应设有百叶格或风帽。机械排风时可直接在外墙上开口作为排风口，如下图所示。,外墙上的排风口,室内送风口是送风系统中的风道末端装置，其任务是将各送风口所要求的风量，按一定的方向、一定的流速均匀地送入室内。 在民用建筑中常用活动

11、百叶送风口，如图所示，这种送风百叶格是由固定的栏护风格1、垂直活动页片2、小框3和把手4所组成。把手4是用来改变活动叶片的位置，以便调节通过百叶格的空气量。当通风管道布置在隔墙内或暗装时，通常采用这种送风口，安装时把它直接嵌在墙面上。,活动百叶格送风口,在工业厂房中，一般通风量都很大，而且风道多采用明装，因此常采用空气分布器作为送风口。如图所示，图中的几种分布器是用于垂直分支管道上的送风口。,空气分布器 (a)分开的送风口；(b)连续送风口,用于水平风道上的送风口常采用图所示的形式，这种送风口大都直接开在风道的侧面或下面。风口可以是分开的，也可以是连续的。,水平风道上的送风口 (a)分开的送风

12、口；(b)连续送风口,散流器是一种由上向下送风的送风口，一般明装或暗装在顶棚处的通风管道的端头，如图所示。,散流器 (a)盘式；(b)流线型,室内排风口是全面排风系统的一个组成部分，室内被污染的空气经由排风口进入排风道。排风口的种类较少，通常做成百叶式。此外，图所示的送风口，也可以用于排风系统，当作排风口使用。,水平风道上的送风口 (a)分开的送风口；(b)连续送风口,四、风管系统设计中的注意事项,1. 风管布置,风管的布置应力求顺直，避免复杂的局部构件，弯头、三通等构件要安排得当，与风管连接要合理，以减少阻力和噪声。风管上应该设置必要的调节和测量装置或预留安排测量装置的接口。调节和测量装置应

13、设在便于操作和观察的地点。,风道布置原则,风道布置应整齐、美观、便于检修和测试。并应考虑其他管道的布置要求和各种管道的装拆方便。 要尽量减少局部阻力。弯头的中心曲率半径要不小于其冈管直径或边长，常可用1.25倍直径或边长。对大断面风管，应作流线型导流叶片，三通或四通，圆风管的夹角宜小于45，方风管应有与弯头相同的曲率半径，且在其后加设有45个当量直径的直管，再接支管，或者三通四通带导流叶片。,应考虑风管旋工方便，又应保证严密不漏，既要保证使用功能，又应力求投资和运行费用最低。 风道形状和布置应密切结合建筑空间，并应利用建筑空间兼作风道。如排烟竖井、正压送风竖井等。 布置风道应将噪音控制在允许范

14、围内，并应设置必要的消声装置。,送回风口布置,送回风口布置取决于气流组织方式，常见的气流组织方式有侧送、孔板送风、散流器送风、条缝送风、喷口送风等。 侧送方式 如图所示，其送风口一般布置在房间较窄一边。若房间很长，则宜双侧布置。布置时应考虑工艺设备布置、局部热源和工艺要求等因素，且在送风前方应无阻障物，如顶棚有梁，可使风口与梁平行布置。,侧送几种方式,散流器送风布置 如图，一般按对称位置或梅花形布置，圆形或方形散流器相应送风面积的长宽比宜小于11.5。散流器之间的间距，距墙距离，应保证有足够射程和良好的射流扩散。,散流器送风,喷口送风布置 如图，喷口的位置应按具体工程要求而定，在一般高大公共建

15、筑中，宜距地610m。喷口直径在200800mm，喷口风量、喷口角度能调节。常用于建筑高度在6m以上的公共建筑中。,喷口送风,条缝型送风口 如图4.27，风口宽长比大于120，可由单条缝，双条缝或多条缝组成，且风口与采光带相互配合布置，使室内更显整洁美观。在民用建筑舒适性空调系统中应用广泛。,条缝送风,回风口布置 回风口不应在射流区内布置，除高大空间或大面积有较高区域温差要求空调房间外，常可在一侧集中布置，而厂房上部有余热时，应在上部设置;侧送方式一般与送风口同侧下方，孔板和散流器送风应在下侧布置；有内走廊的多间空调房间，可在走廊尽头集中设回风口，而各空调房间与走廊隔墙下侧可设可调百叶栅口。,

16、风管敷设,风管形状有圆形和矩形两种，圆形风管适用于工业通风和防排烟系统中，宜于明装；矩形风管利于与建筑协调，可明装或暗装于吊顶内，空调系统中多采用矩形。 风管多用钢板制作，其尺寸应尽量按全国通用风管计算表规定的尺寸选用，以利机械加工风管和法兰，也便于配置标准阀门和配件。,矩形风管大边边长大于1m且风管较长时，一般应隔9001000mm设置加固框。风管法兰间应放有弹性垫片，以防漏风，不宜用石棉绳做垫片，接管应密实。 一般应设在隔墙内。如墙体较薄，可在外墙设贴附风道，见图。各楼层内性质相同的一些房间的竖井风道，可在顶部汇合在一起，并要符合防火规范的要求。,贴附风道,工业建筑的风道布置敷设以不影响采

17、光和工艺为前提，与建筑结构密切结合，如图为钢筋混凝土风道。地下敷设风道，应避免与工艺设备及建筑物基础相冲突，并设置必要的检查口。,与建筑结构结合的钢筋混凝土风道,2. 风管断面形状,在相同面积下，圆形管阻力比矩形管小。矩形风管设计时，长短边比例在3.0以下。,3.风管的防腐与保温,(1)风管防腐 钢板风管内表面和需要保温风管外表面应刷防锈漆二遍，不保温风管外表面应刷一遍防锈底漆和二度调和漆，镀锌钢板可不刷漆，但交口损坏处应刷漆，施工时发现锈蚀处应刷漆。 (2)风管保温 不在空调房间布置的回、送风管，外表面结露的新风管，风管太长易引起室内参数波动的均应保温。,保温材料种类多，应因地制宜、就地取材

18、，应选用保温性能好，易于施工，耐用，价廉物广的材料。并应符合下列要求：吸湿性小、存水性弱，对管壁无腐蚀作用；属非燃和难燃材料，并符合建筑防火规范规定；保温后应具有一定的抗压强度，最好采用板状、毡状、管状等成型材料。,排烟柜式风机,2) 轴流风机,轴流风机的构造如图所示。叶轮由轮毅和铆在其上的叶片组成，叶片与轮毅平面安 装成定的角度。叶片的型式有机翼型扭曲叶片或直叶片；等 厚板型扭曲叶片或直叶片等。,占地面积小、便于维修、风压较低、风量较大，多用于阻力较小的大风量系统。,轴流风机构造示意图,3) 混流风机,集中了离心风机的高压和轴流的大风量的特点。,4) 常见的建筑用风机,高温消防排烟风机：高温

19、消防排烟风机在正常情况下可用于日常的通风换气。遭遇火险时，抽排室内高温烟气，增强室内空气流通。具有耐高温的特点。适用于高层建筑、烘箱、车库、隧道、地铁、地下商场等场合的通风换气和消防排烟。,斜流风机：该系列风机分为单速和双速两种。具有结构紧凑、体积小、维修方便等优点。可以根据不同的使用场合，采用改变安装角度、改变叶片数、改变转速、改变机号等方法达到多方面的使用要求。,第四节 全面通风系统,一、全面通风系统的特点 通过机械进，排风及自然进，排风对车间进行全面通风换气，例如 机械排风+自然进风系统 机械送风+自然排风系统 图5-14,全面通风又称稀释通风,一面将室外新鲜空气送入室内，稀释室内有害物

20、的浓度以达到工业企业设计的卫生标准，一面将室内污染空气直接排至室外。 全面通风效果与室内气流组织（进、排风口的位置）合理性有关,二、全面通风量的确定,1为消除余热所需的通风量 Q室内余热kJ/skw tp排风温度 ts进风温度 C空气比热1.01kJ/kg 空气密度 kg/m3,2为排除余湿所需的通风量,kg/s W余湿量g/s dp、ds分别为排风、送风空气中的含湿量 g/kg干空气,3稀释有害物所需的排气量,L排气量m3/s X散发入车间的某种有害物的量，mg/s Yp排风中有害物允许的浓度卫生标准规定值，mg/m3 Ys送风中有害物浓度，mg/m3 K安全系数610,说明：,同时散发数种

21、有害物，应分别计算所需通风量，再求其和 同时排除余热，余湿、有害物时，分别计算取最大值 按换气次数n确定风量,次/h 每小时室内换气次数 m3/h 房间的体积m3,4通风时的空气量和热量平衡,空气量平衡 、 自然进、排风量kg/s 、 Gjp机械进、排风量,热量平衡,或,全面通风送风口和排风口的位置,在设计全面通风系统时应遵守一个基本原则：应将干净空气直接送至工作人员所在地或污染物农度低的地方。,常用的送、排风方式有上送上排、下送上排及中间送、上下排等多种形式。具体应用时，应根据下列原则选择：,进风口应位于排风口上风侧 送风口应接近工作人员所在地点，或者污染物 浓度低的地带 排风口应设在污染物

22、浓度高的地方 在整个控制空间内，尽量使室内气流均匀，减 少涡流的存在，从而避免污染物在局部地区,风口位置,1) 设在室外空气洁净的地点。,2) 为防止把排风吸回本系统，进风口应该设在排风 口的上风侧并低于排风口。,3) 进风口下面距室外地面一般不要低于2cm，以免吸 入地面灰尘。,4) 降温系统的进风口宜设在背阳的外墙上。,进风口是通风空调系统采集室外新风的入口，其位置应满足以下要求：,第五节 局部通风系统,一、局部通风概述 1分类： 局部送风系统 由过滤器、送风机、风管、送风口等组成 局部排风系统 由吸气罩、风管、净化设备（除尘器、气体吸收吸附器）、风机组成,2优点：,风量小风机功率小、运行

23、费少 风管尺寸小、通风系统的投资少 优先选用局部通风系统,二、局部排风系统,1系统的组成 局部排风罩：收集有害物、防止其扩散、靠近污染源 型式：密闭式、吸气罩、高温接受罩、吹吸式排风罩 见图5-19图5-22,风管：连接系统各部件、圆形、矩形 净化设备：排入大气的空气有害物浓度符合“三废”排放标准 粉尘除尘器 有害气体吸收塔、吸附设备 风机：离心式及轴流式 性能参数、风量、风压、功率、转速、效率,2局部排风系统的应用,主要用于发电厂除尘、钢铁企业除尘、化工厂除尘及有害气体净化,图8-1利用风压和热压的自然通风,返回,图8-2局部机械排风系统,1工艺设备;2局部排风罩;3排风柜4风道 5风机;6

24、排风帽;7排风处理装置,返回,图8-3局部机械供风系统,返回,图8-4全面机械供风系统,1百叶窗;2保温阀;3过滤器; 4空气加热器5旁通阀; 6起动阀;7风机;8风道;9风口;10调节阀,返回,图8-5全面机械排风系统,返回,表8-1居住及公共建筑的换气次数,返回,图8-6全面通风气流组织示意图,返回,图8-7热压作用下的自然通风工作原理,返回,图8-8建筑物四周的空气分布,返回,图8-9风压和热压同时作用下的自然通风,返回,图8-10各建筑物之间僻风天窗的比例关系,返回,图8-11各建筑物之间风帽的有关尺寸,返回,表8-2排风天窗或风帽与相邻较高建筑物外墙的最小间距,返回,图8-12多跨车

25、间的自然通风,返回,图8-13穿堂风通风原理图,返回,图8-14穿堂风通风形式,返回,图8-15热源在车间内的布置,返回,图8-16僻风风帽的构造,返回,图8-17旋风除尘器,返回,图8-18电除尘器,返回,图8-19塔式室外进风装置,返回,图8-20墙壁式和屋顶式进风口,(a)墙壁式;(b)屋顶式,返回,图8-21室外排风口,返回,图8-22两种最简单的供风口,(a)风管侧伏风口;(b)插板式送、吸风口,返回,图8-23贴附风道,返回,图8-24离心式通风机构造示意图,1叶轮;2风机轴;3机壳;4导流器;5排风口,返回,铀流式通风机简图,返回,第六节 高层建筑的防火与排烟系统,一、概述 为防

26、止火灾发生时，人被烟气窒息或 中毒，并能安全疏散、高层建筑必须设有防排烟系统,1使用范围：,一类高层建筑（19层及以上）,H32m的二类高层建筑（1018层） H24m的公共建筑,2部位：,上述建筑的内走道（L20m）、面积100m2可燃物较多房间 防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室 封闭避难层（间） 有较多易燃物的地下室、中庭、人经常地位置。,建筑设计的防火分区和防烟分区,3防排烟分区,为防止火灾蔓延和扩散，用防火墙、防火帘等将建筑物划分为若干单元，每个防火区面积 一类建筑 1000 m2 二类建筑 1500 m2 地下室 500 m2,二、自然排烟,利用外窗、阳台、凹廊或专用排烟口、竖井等将

27、烟气排走或稀释烟气的浓度 多层楼房可共同一个排烟竖井,三、机械防烟,机械加压送风系统,1作用：火灾发生时，将室外新鲜空气加压送入防烟楼梯间及前室或消防电梯间及前室，这里处正压状态，烟气不能进入防烟楼梯间，给人们提供安全疏散通道。优点：系统简单、可靠性高等。,2送风方式,3送风量的确定压差法,门窗两侧的压差 F 门窗缝隙的计算漏风面积，m2 b=1.62.0 K=1.25附加系数,四、机械排烟系统,将楼内烟气尽快排走，室内形成负压，让室外空气进入室内烯释烟气浓度，有时与加压送风联合使用。 走道与房间机械排系统,排烟量的计算,1.走道、房间 2.中庭,第七节 地下建筑的通风和防火排烟 地下停车场，

28、防空洞，地下商场等地下建筑必须设置通风及排烟系统。,一、地下停车场的通风和防火排烟,1地下停车场的送、排风量汽车在地下停车场行驶或启动过程会排出大量CO，NO2等有害气体，采用全面通风方式送风、排风以稀释有害气体浓度达到卫生标准，也可按换气次数估算，排风量 ，送风量 (m3/h),2地下停车场的排烟量,面积2000m2的地下汽车库要设置机械排烟系统，每个防烟分区的建筑面积2000m2，并设各自的排烟口。机械排烟系统的排烟量按 ，换气次数不小于6次/h。,3地下停车场的通风与排烟系统设计, 通风系统与排烟系统合而为一，平时起排风作用，火灾时作排烟用，通风系统要设防火阀； 通风系统的风机要采用耐高温的离心或轴流式风机，驱动电动机选用防爆电机，保证系统在t280时连续运行30分钟； 送风系统的设计，当停车场面积不大，车道短且较直时，尽可能采用自然进风，车道截面风速小