建筑设备-建筑通风与空调系统

任务7建筑通风与空调系统的组成项目教学目标•通过本项目的学习了解建筑通风系统的组成•通过本项目的学习了解建筑空调系统的组成•掌握各类空调系统的特点和适用场合•时间2003年•香港淘大花园，400多人感染，死亡40多人•建筑设计通风缺陷是主要杀手之一，2米宽的内天井，厨房、卫生间进排风相互干挠“一家抄辣椒，全楼打喷嚏”。给SARS病毒交叉感染机会。【建筑通风缺陷造成疾病传染】通风和空调的任务在人类生活在空气的环境中，创造良好的空气环境条件（温度、湿度、洁净度等）。人体舒适温度为18-23°C人体舒适识读为45%-65%•保障人们的健康。•提高劳动生产率，保证产品质量。通风系统从室内排出污浊的空气——称为排风向室内补充新鲜空气——称为送风。为了实现排风和送风，所采取的一系列设备、装置的总体称为通风系统。通风的任务——把室内被污染的空气直接或经处理后排至室外，把新鲜空气补充进来，保持室内环境符合卫生标准或生产工艺的需要。通风系统分类按建筑物按范围按动力工业建筑通风民用建筑通风全面通风局部通风机械通风自然通风通风系统的分类自然通风自然通风是由室内和室外空气的温度差、密度差，以及向建筑物吹来的风压的作用，使房间或生产车间内的空气和室外的空气得到交换。根据自然压差形成的机理，可分为热压作用下的自然通风和风压作用下的自然通风。•自然通风是一种具有很大潜力的通风方式，它具有节能、改善室内热舒适性和提高室内空气品质的优点，是人类历史上长期赖以调节室内环境的原始手段。•自然通风在实现原理上有利用风压、利用热压、风压与热压相结合以及机械辅助通风等几种形式。自然通风旧式建筑楼高较高，房门有设置气窗。如果都没有气窗，表示当你关起门时，就算开窗，空气也不会对流。此类窗户是否理想？为保留大面积的景观窗，侧边通风用的推射窗可开启角度又不足，易造成通风不良外推90度的窗扇两边都有空间让风吹进来，侧向风打在垂直窗扇上都可以灌进室内。窗户上方以有气窗为佳，两扇对开的横拉窗，保证至少能有一半的通风面积。90度外推的型式，使通风面积几乎是整个开口，外推后窗面开口分成两半，垂直的窗扇则成为导风板，将风导入室内，通风效果更好。1、热压作用下的自然通风：室内热源加热空气，密度降低，热空气自然上浮，房间上部空气压力比房间外部的大气压力大，导致室内空气向外流动。在房间下部，室外空气不断流入，补充因上部空气流出所引起的下部负压空间。热压作用下的自然通风室内热源2、风压作用下的自然通风：建筑物的迎风面受空气的推动作用形成正压区，推动空气从该侧沿建筑物的开孔部分进入房间。建筑物的背风面，受空气的挠流影响形成负压区，吸引建筑物内的空气从该侧的孔口流出。风压作用下的自然通风风压作用下的自然通风热压作用下的自然通风室内热源3、自然通风在建筑设计中的使用条件：（1）自然通风节能，但室内空气温度、湿度受室外空气参数影响。（2）自然通风在高大的工业建筑中使用，有利于改善工作区的劳动条件（3）民用建筑采用开启外窗、门进行自然通风：住宅的卧室、起居室、卫生间通风开口面积大于房间面积1/20，厨房开口面积大于房间面积的1/10，并不小于0.6平方米。4、自然通风在建筑形状设计中的应用（1）建筑宽度小于10米，可以采用单侧自然通风。建筑宽度小于15米，可以采用双侧自然通风；（2）自然通风的进风口，应位于建筑物的主导风向；（3）进风侧外墙的窗墙比兼顾采光和日射得热因素，取30％～50％面积。（4）建筑结构为重型或中型时，考虑结构本身的蓄热能力，可结合晚间通风加强自然通风效果。5、自然通风在建筑内部设计中的应用（1）层高大的建筑可以利用内部的热压，改善自然通风。（2）建筑内部的分隔，直接影响自然通风的风量和气流组织状况（穿堂风）；（3）利用竖直通道产生的烟囱效应有效组织自然通风（中厅的利用）；（4）利用门窗的开口高度和位置改善自然通风效果；（5）可在屋顶上架设通风空间，带走大部分太阳辐射热，提高屋顶的隔热效果，（温度比实体屋顶内表面低4～6℃）。热通道幕墙－－双层结构的新型幕墙。高层建筑窗际自然通风方式说明天窗外加外遮阳及通风装置如果屋顶面有利用天窗采光的设计，其朝向须避开太阳直射，并提供外部反光遮阳，且有从装置上部排走热量的通风口。双屋顶构造利用上层构造来遮蔽直接日射，中间为开放的空气层，利用风力或浮力通风的原理来散热，外层采用浅色轻质材料，用以遮挡太阳的热进入内层屋顶。屋顶通风塔或排气装置在非空调空间，设置屋顶通风塔（风力通风）或屋顶排气装置（浮力通风）来减低室内环境的热负荷。机械通风依靠机械的动力（风机的压力）进行通风换气的过程。机械通风按照通风的范围分为全面通风（全面送风、全面排风）局部通风（局部送风、局部排风）（机械通风可以和自然通风共同存在）1、局部通风：在有人员活动或污染物产生的局部地点进行通风换气，改善局部地点的工作环境或防止局部地点产生的污染物扩散。局部机械排风、自然进风局部机械送风、自然排风2、全面通风：对整个控制空间通风换气，降低控制空间的污染物浓度。事故通风：解决生产偶然事故时，排放有害气体或爆炸性气体（属于全面通风）全面机械送风、自然排风全面机械排风、自然进风排风扇送风口加热器过滤器室外空气全面送排风全面通风的气流组织方案1方案2方案3“X”表示有害物源，“O”表示人员的工作位置，箭头表示进、排风方向。方案1合理，2与3不合理机械通风优点•(1)进入生产车间或工作房间内的空气，可以预先进行预热或冷却、加湿或减湿。使它的温度和湿度能符合通风房间的卫生要求和技术要求。•(2)从车间排出来的空气，可以进行净化除尘。既可以在工业废气中回收许多贵重的原料和工业品，还可以清除空气中的有害气体、蒸汽和其他粉尘，以保证工厂附近的空气不被污染。•(3)能够在通风房间内造成人为的气象条件，做到冬暖夏凉，四季如春。•(4)可以将送入空气，按照工作需要或工艺布置的特点，输送到工作或生产车间的各个特定地点去，并且能按照需要分配空气量；同时，还能将废旧空气或生产过程中所产生的有害物，从各产生地点直接排出到室外去。•(5)通风量在一年四季中可保持平衡，不受季节性的限制和外界气象条件的影响。在任何地点和任何时候，都可以按照人们的意志，根据工作房间和生产车间的需要，来调节所需的通风量。机械通风优点送排风的方式•通风房间气流组织的主要方式有：•上送上排•上送下排•下送上排•中间送上下排等•在设计时具体采用哪种方式，则根据操作人员位置、有害物源分布情况、有害物性质及其浓度分布、有害物运动趋向等因素综合考虑。送排风原则•送风口应尽量接近操作地点。送入通风房间的清洁空气，要先经过操作地点，再经污染区排至室外。•排风口尽量靠近有害物源或有害物浓度高的区域，以利于把有害物迅速从室内排出。•在整个通风房间内，尽量使进风气流均匀分布，减少涡流，避免有害物在局部地区积聚。(a)(b)(c)(d)(e)(f)(a)，(b)，(c)所示的气流组织方式通风效果差，而(d)，(e)，(f)所示的气流组织方式通风效果好气流组织•对同时散发有害气体、余热、余湿的车间，一般采用下送上排的送排风方式清洁空气从车间下部进入，在工作区散开，然后带着有害气体或吸收的余热、余湿流至车间上部，由设在上部的排风口排出。热车间气流组织热源气流组织•上述气流组织的特点是：•(1)新鲜空气沿最短的路线迅速到达作业地带，途中受污染的可能较小。•(2)绝大部分在车间下部作业地带操作的工人首先接触清洁空气。•(3)符合热车间内有害气体和热量的分布规律，一般上部的空气温度或有害物浓度高。通风系统的主要设备一、机械送风系统的组成室外采风口风管送风机空气处理装置室内送风口风管二、机械排风系统的组成室内排风口风道排风机空气处理装置室外排风口风道卫生间通风设备风道•风道，也称风管，其作用是输送空气。•常用的风道材料有金属和非金属两类。•金属材料包括：镀锌钢板、普通薄钢板、铝及铝合金板、不锈钢板；•非金属材料有：砖、混凝土、钢筋混凝土、矿渣水泥、硬聚氯乙烯塑料板、玻璃钢板、陶瓷等。•采用金属和硬聚氯乙烯塑料板(PE板）等制作时常称为风管，采用非金属砖和混凝土制作时常称为风道。风管材料风管外形风道•风道的形状一般有圆形和矩形两种断面。•在同样断面面积下，圆形风道周长最短，最为经济。•矩形风道四角存在局部涡流，在同样风量下，矩形风道的压力损失要比圆形风道大。•在一般情况下（特别是除尘风道）都采用圆形风道，只是有时为了便于和建筑配合才采用矩形断面。酚醛铝箔复合直接风管无机玻璃钢风管复合玻镁风管板材复合玻纤板风管圆形螺旋风管矩形风管圆形金属软管风管风口风阀风机处理装置百叶风口、侧送风漩流风口、上下部送风散流器、顶送风百叶风口格栅风口网格风口送风口回风口常用设备和附件将一定量的空气，按一定速度送到室内——送风口散流器自垂百叶可调式风口圆型散流器圆型可调风口球形喷口自平衡窗式进风口室外风口与建筑环境的协调香港会展中心（97回归交接仪式）室内排风口•室内排风口是全面排风系统的一个组成部分，室内被污染的空气由排风口排入排风管道，排风管道的种类较少，通常做成百叶式。风管风口风阀风机处理装置常用设备和附件风机启动阀调节阀止回阀防火阀排烟防火阀风阀•对系统中的风量进行调整，使其满足所要求的工况。•调节原理是增加系统的阻力，以消耗风机提供的多余压头，达到减少流量的目的。因此这些调节阀的调节作用是以消耗风机运行能耗为代价的。•常用的风阀大多是采用铸铁、镀锌钢板等材料制作。多采用法兰连接。常用的阀门有插板阀。插板阀电动调节阀手动调节阀防火阀70℃止回阀消声器蝶阀防火阀•阀内有一套信号、联锁装置及易熔片。•易熔片的熔点温度为72℃，发生火灾时能切断气流，防止火焰曼延。当管道内温度达到熔点温度时，易熔片熔断，阀门关闭，风机停止运转并发出信号。•根据通风的场所有动作温度在90℃(一般用)和120℃(厨房等用火的房间)两种。防火阀安装时应顺气流方向设置，并应紧靠防火墙设置。通风机分类按风机构造按功能离心风机混流风机普通风机防爆风机斜流风机轴流风机排烟风机人防风机通风机风机主要性能参数风量立方米小时风压Pa轴功率KW噪声dB效率有效功率/轴功率家用新风换气机人防风机消声减震装置空气调节工程（AirConditioner）空气调节是通风的高级形式，任务是在任何自然环境下，采用人工的方法，创造和保持一定的温度、湿度、气流速度及一定的室内空气洁净度，满足生产工艺和人体的舒适要求。•对空气控制的内容主要包括温度、湿度、空气流速、压力、洁净度以及噪声等参数。空调系统•工艺性空调：为生产或科学实验过程服务的空调系统，电子，医院手术，考古研究（防止氧化的保护气体空调）•舒适性空调：为保证人体舒适的空调系统称为•工艺性空调往往同时需要满足工作人员的舒适性要求，所以二者又是相互关联、统一的。空调系统•舒适性空调主要应用于公共和民用建筑中，对空气的要求除了保证一定的温、湿度以外，还要求保证足够的新鲜空气、适当的空气成分，以及一定的洁净度、一定范围的空气流速。•工艺性空调对于现代化生产来说，是必不可少的。工艺性空调一般来说对新鲜空气量没有特殊要求，而主要是对温、湿度、洁净度的要求比舒适空调要高。空气调节系统控制的参数1）控制的参数：2）空调基数：空调温度、相对湿度基数，空调区域内按设计规定所需保持的空气基准温度与基准相对湿度；3）空调精度：指室内温度和相对湿度允许波动范围。例如：对舒适性空调的室内参数总的规定：1．冬季：t=18～22℃，φ=40～60%，υ=0.2m/s2．夏季：t=24～28℃，φ=40～65%，υ=0.3m/s新风量：10～100m3/h·人如办公室30m3/h·人商场10m3/h·人•空调系统的组成：房间：即空调房间，被调的空间可以是封闭式的，也可以是敞开式的，可以由一个房间或多个房间组，也可以是一个房间的一部分。空气处理设备：室内空气与室外新鲜空气被送到这里进行热湿交换与净化，达到要求的温湿度与洁净度，然后送到室内。能量输配系统：包括空气和水的能量输配系统。空气部分是空气进入空气