建筑设备概论-建筑通风

第七章建筑通风第一节建筑通风系统概述排风：室内排除污浊空气送风：向室内补充新鲜空气建筑通风通风系统设备第一节建筑通风系统概述改善室内的空气环境1满足人体舒适需要2保证产品质量3促进生产发展4防止大气污染5建筑通风的意义第一节建筑通风系统概述一、建筑通风的任务和内容改善室内空气温度、湿度和流速，注入新鲜空气；及时排出生产和生活中的废气和有害气体，保证生活和工作环境；用新鲜空气代替室内污染空气，消除对工作人员和生产过程的危害，化害为宝，防止环境污染；防暑降温，排除建筑物内的热湿空气，使建筑物内有一个较舒适的空气环境；发生火灾时，能及时排除火灾场所产生的有毒烟气。第一节建筑通风系统概述二、通风方式的分类及选择建筑通风工作动力自然通风机械通风第一节建筑通风系统概述1、自然通风定义：利用自然风压即室外气流引起的室内、外空气压差，或热压即室内、外空气温度不同而形成的重力压差，使房间内外的空气进行交换，从而改善室内的空气环境。优点：经济、节能、简便易行、无须专人管理、无噪声等。缺点：难以保证用户对进风温度、湿度及洁净度等方面的要求，同时也不能对排出的污浊空气进行净化处理，其次受室外气象条件影响，通风效果不稳定。第一节建筑通风系统概述分类①有组织的自然通风，具有一定调节风量能力的自然通风；②无组织的自然通风，经围护结构缝隙所进行的不可调节风量的自然通风；③在高温车间常采用对流和开设天窗的方法；④渗透通风，是一种无组织的辅助性通风，即室内、外受自然作用力驱动通过围护结构的缝隙进行交换。第一节建筑通风系统概述风压作用的自然通风利用风压和热源的自然通风有组织的管道式自然通风热源作用的自然通风第一节建筑通风系统概述2、机械通风定义：利用机械手段（风机、风扇等）产生压力差来实现空气流动的方式。优点：可根据需要确定、调节通风量和组织气流，确定通风范围，并对进、排风进行有效处理。缺点：消耗电能，风机和风道等设备占用一定的建筑空间，初投资和运行费用比较高，安装和维护管理比较复杂。第一节建筑通风系统概述分类：全面通风也称稀释通风，即用清洁空气稀释室内空气有害物浓度，同时不断把污染空气排至室外，使之满足卫生标准要求。局部通风利用局部气流，使工作地点不受有害物的污染，造成良好的空气环境。第一节建筑通风系统概述局部送风适用：面积大、操作人员少，产生有毒有害物质的厂房。分类系统式：由管道送风系统向局部工作地点送风。分散式：使用轴流风扇或喷雾风扇循环室内空气。局部排风定义：将室内有害物质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。组成：局部排风罩、风管、净化设备、风机。作用：控制局部空气污染物扩散。第一节建筑通风系统概述局部排风系统式局部送风第一节建筑通风系统概述第一节建筑通风系统概述机械送风系统第二节自然通风热压：温差引起的空气密度差导致建筑开口内外的压差；风压：室外气流绕流引起建筑周围压力分布的不同形式开口处的压差。•室外•室内窗口窗口处的内外压差是造成空气流动的主要原因第二节自然通风一、热压作用下的自然通风ahbapbp'bp'apwtntwn1、原理,nwnwttabwppgh''abnppgh第二节自然通风1、原理窗口压差为，窗口压差为，则有apbpab''aaabnbwbwnppppghpghpghbawnppgh0bp0ap进风，排风bawnppghA进风口与排风口内外压差之和与室内外空气密度差和两孔高差有关B室内外温差越大（密度差越大），进出口高差越大，则窗孔内外压差也越大。第二节自然通风2、余压定义：室内某点的压力与室外同标高且受扰动的空气压力的差值。特点：当余压为正，窗口排风；当余压为负，窗口进风。中和面：余压为零的界面，中和面上既不排风，也不进风。第二节自然通风ahbapbp'bp'apwtntwn-+中和面1h2h12abphhp第二节自然通风二、风压作用下的自然通风1、原理（1）流动形式描述风力作用下，室外气流受到建筑物的阻挡发生绕流，迎风面气流受到阻碍，动压降低，静压增高，侧面和背面产生局部涡流，静压降低。第二节自然通风（2）相关概念风压：静压增高和降低与周围气压形成的压力差。正压：迎风面静压升高，风压大于周围气压。负压：背风面静压下降，风压小于周围气压。空气动力阴影区：风压为负值的区域。风压下的自然通风：由于正压区室外静压大于室内静压，室外空气就要通过孔洞进入室内，在负压区正相反，室内空气通过孔洞排向室外，从而形成风压作用下的自然通风。第二节自然通风2、风压计算22vpKp-风压，Pa；-室外空气密度，kg/m3；v-室外空气流速，m/s；K-室外空气动力系数。迎风面风压2/2fpKv背风面风压2/2bpKv压力变化为2/2fbpKKv第二节自然通风三、热压和风压同时作用下的自然通风ahbxapxbpwtntwnbKaKwv窗口的内外压差a窗口的内外压差b2/2axaawwppKv2/2bxbbwwppKv2/2xawnbwwpghKv第二节自然通风结论：热压、风压同时作用下，总压差为二者的叠加，进风和排风量均增大。如在窗口同高度左侧开天窗，则风压为负，热压为正，二者相互抵消，总压差减小，所以不利于排风；当窗口a右侧开天窗，风压的负值比热压大时，发生倒灌，不但不能排风，反而进风；因此，热压、风压同时作用时，迎风面不能开天窗，背风面也不宜开下部侧窗，否则通风效果不好。由于室内风向、风压很不稳定，实际工程中通常不考虑风压，仅按热压作用设计自然通风。b第二节自然通风四、自然通风量的计算1、自然通风的计算步骤（1）计算生产车间的全面通风量pwQGCttG-车间的自然通风量，kg/s；Q-车间的总余热量，kw；C-空气质量定压热容，取1.01KJ/(kg·℃)；wt-室外空气温度，℃；pt-车间上部排风温度，℃；第二节自然通风温度梯度法计算排风温度当厂房高度小于15m，室内散热量比较均匀，且不大于116W/m3时，可以采用下式计算排风温度，即2pntttHH-排气孔中心距地面的高度，m；t-温度梯度，即沿车间高度方向每升高1m温度的增加值，按表取值；nt-室内温度，℃。第二节自然通风温度梯度值（℃/m）t室内散热量(W/m3)厂房高度（m）5678910111213141512~231.00.90.80.70.60.50.40.40.40.30.224~471.21.20.90.80.70.60.50.50.50.40.448~701.51.51.21.10.90.80.80.80.80.80.571~93—1.51.51.31.21.21.21.21.11.00.994~116———1.51.51.51.51.51.51.41.3第二节自然通风有效系数法计算排风温度当车间内散热量大于116W/m3，车间高度大于15m时，应采用有效系数法计算天窗的排风温度，即nwpwttttmm-有效系数。第二节自然通风（2）确定窗孔位置，分配窗孔的进、排风量；（3）计算各窗孔的内外压差1awnjpgh2bwnjpgh12,hh-分别为窗孔（下）、窗孔（上）至中和面的距离，m；abnj-室内平均温度下的空气密度，其中。njt0.5njnpttt第二节自然通风（4）确定窗孔的面积2GFpF-孔洞的截面积，m2;-窗孔的流量系数，与窗孔的构造有关，一般小于1;p-窗孔压差，Pa。第二节自然通风2、例题已知某车间的余热量=650kW，=0.5，室外空气温度=32℃，密度=1.157kg/m3,室内工作区温度=35℃。车间如图所示，，如果不考虑风压的作用，求所需的各窗孔面积。Qmwtwnt12340.5,0.6115m432第二节自然通风（1）计算生产车间的全面通风量确定排风温度根据图可以知道厂房高度15m，因此采用有效系数法确定排风温度，即353232380.5nwpwttttm全面通风量650107.26kg/s1.013832pwQGCtt排风温度第二节自然通风1155m33hh2115510mhhh（2）确定窗孔位置及分配窗口的进、排风量窗孔位置如图所示，设中和面的位置在的1/3处，则h第二节自然通风（3）计算窗孔的内外压差需确定nj0.50.53835njnpttt由于密度与温度成反比，则有wwnjnjTT31.157322731.140kg/m36.5273wwnjnjTT同理，有31.135kg/mwwppTT内外压差上部第二节自然通风2101.1571.149.81.666Pabwnjpgh下部151.1571.149.80.833Paawnjpgh平均密度第二节自然通风（4）确定窗孔面积上部2343/2107.26/245.96m0.621.6661.1352bpGFFp下部2121/2107.26/277.26m0.520.8331.1572awGFFp排风密度室外密度第二节自然通风五、加强自然通风的措施1、厂房位置设计应符合的条件：厂房布置东西向，避免西晒；进气口面积不小于排气口面积；克服进气短流问题；采用冷热跨交替布局；解决通风天窗飘雨的问题。第二节自然通风悬墙挡雨板第二节自然通风2、热设备的布置原则：热设备布置在天窗下面；散热量大的设备等布置在主导风向的下风向；热源布置在进风孔的两侧；多层车间，热设备布置在顶层，如布置其他层应采取隔热措施。第二节自然通风3、进、排风窗口的布置原则：进风口布置在主导风向的上风向；夏季进风口的下缘距室内地面不高于1.2m，寒冷地区进风口的下缘距室内地面不宜低于4m；进风口采用门、洞等性能好的窗；窗扇应便于维修和操作；热源靠外墙布置，且无工作点时，进风口应布置在热源间断处；当冷热跨相邻，且冷跨天窗进风，邻近排风的天窗不作进风用；第二节自然通风天窗排风的厂房下列情况之一，采用避风天窗：a、累年最热月平均温度℃的地区，且室内散热量，b、累年最热月平均温度℃的地区，且室内散热量，不允许产生倒灌；天窗稳定排风或室外平均流速时，可不设避雨天窗；建筑物一侧与较高建筑物相邻时，避风天窗或风帽不得处在正压区。28pjt320w/mQ28pjt330w/mQ1.0m/spjv第二节自然通风可旋转的窗扇第三节机械通风一、全面通风定义：对整个建筑物或者整个房间进行机械通风换气的方式。目的：把散发在整个建筑空间内的污浊空气排至室外，同时将新鲜空气从室外送入室内，使室内空气达到卫生标准。组成形式：机械送风、自然排风自然进风、机械排风机械进风、机械排风第三节机械通风（1）机械送风、自然排风工作流程：室外新鲜空气→要求空气→风机→风管→送风口→室内特点：室内空气呈正压，通过门窗或其他缝隙排至室外，此种方式排风气流组织不易控制，住宅中使用较少。进风口空气处理装置风机风管送风口第三节机械通风（2）自然进风、机械排风工作流程：室内污浊空气→吸风口→风管→风机→室外特点：室内空气连续排出，室内造成负压状态，可有效地排出室内污浊空气，换气效率高。适用：室内存在热湿空气及大气污染危害物的场所。第三节机械通风（3）机械进风、机械排风工作流程：室外新鲜空气→要求空气→风机→风管→送风口→室内室内污浊空气→吸风口→风管→风机→室外特点：可灵活、合理地进行气流组织，达到全面通风的预期效果，但投资及运行费用高。室外空气风机空气过滤器空气加热器电动机风管送风口轴流风机第三节机械通风全面通风的气流组织，其形