通风与排烟

建筑设备暖通空调部分第七章通风与防火排烟第一节通风系统一、通风的目的•把建筑物内污浊的空气直接或净化后排至室外，再把新鲜的空气补充进来，从而保证室内的空气环境符合卫生标准。•通风分为正常通风和事故通风–正常通风主要解决换气问题–事故通风主要解决污染物的排除或高温空气的排除二、通风方式•按推动空气流动的方式分为：自然通风和机械通风–自然通风：风压、热压、风压＋热压。不消耗电能，经济，管理简单；但可靠性差。普通民用建筑的居住、办公用房等，宜采用自然通风。–机械通风：依靠风机提供动力，分为局部通风和全面通风两种。可靠性高。当自然通风达不到要求时，应采用机械通风。–联合通风：自然通风＋机械通风1.自然通风•原理自然通风是依靠室内外空气的温度差(实际是密度差)造成的热压，或者是室外风造成的风压，使房间内外的空气进行交换，从而改善室内的空气环境。•自然通风不需要另外设置动力设备，对于有大量余热的车间，是一种经济、有效的通风方法。•缺点：无法处理进入室内的空外空气，也难于对从室内向室外排出的污浊空气进行净化处理；•自然通风受室外气象条件影响、通风效果不稳定。•一般的居住建筑，普通办公楼、工业厂房等的室内空气品质主要依靠自然通风来保证。然而，自然通风又是难于进行有效控制的通风方式。我们只有通过对自然通风的基本原理的了解，采取一定的措施，使自然通风基本上按预想的模式进行。自然通风的作用原理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（1）热压作用下的自然通风大气中压力与高度有关，离地面愈高，压力愈小，由高程引起的上下压力差值等于(高差)×(空气度)×(重力加速度)。同样的高程差，不同的空气温度，则由于空气密度不同而引起的上下压差值就不一样。房间通风的动力是室内外温度差引起的压力差，因此称为热压差作用下的自然通风（2）室外风压作用下的自然通风建筑在风压作用下，具有正值风压的一侧进风，而在负值风压的一侧排风，这就是在风压作用下的自然通风。通风强度与正压侧与负压侧的开口面积，风力大小有关。设想建筑物只在迎风的正压侧有窗，当室外空气进入建筑物后，建筑物内的压力水平就升高，最后与迎风侧的压力一致，室外空气就不再进入了。所以只在正压侧或负压侧有门窗就不可能形成持续的自然通风模式。（3）热压与风压共同作用下的自然通风热压与风压共同作用下的自然通风可以简单地认为它们是代数叠加。对于高层建筑，在冬季时，即使风速很大，上层的迎风面房间仍然是排风的，热压起了主导作用；高度低的建筑，风速受临近建筑影响很大，因此也影响了风压对建筑的作用。（4）避风天窗和风帽风压有很多不确定因素，因此在热车间的有组织自然通风的规划中通常只考虑热压作用，而不考虑风压。热压作用的自然通风，天窗都是用来排风的，为了避免当风向朝向天窗时，减少天窗的排风能力，经常要求把天窗做成避风天窗。避风天窗本质就是利用风压的原理进行设计，它不论风向如何，天窗附近总是产生“负”风压。●自然通风的影响因素（建筑门窗）•柳孝图《建筑物理》•89页图5－9开口位置对室内空气流动的影响（1）开口高低对室内空气流动的影响•柳孝图《建筑物理》•90页图5－10（2）水平遮阳对室内气流组织的影响•柳孝图《建筑物理》•90页图5－12（3）不同窗户形式对室内气流的影响•柳孝图《建筑物理》•90页图5－14（4）室内气流的调节•四大学《建筑物理》104页图5－44（5）绿化的导风作用•四大学《建筑物理》105页图5－482.机械通风•示例机械通风示例室外新风进风装置（1）全面通风系统全面通风是对整个房间进行通风换气。其基本原理是，用清洁空气稀释(冲淡)室内空气中的有害物浓度，同时不断地把污染空气排至室外，保证室内空气环境达到卫生标准。全面通风也称稀释通风原理：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，或污染物浓度低的地带排风口应设在污染物浓度高的地方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积聚（2）局部通风局部排风系统局部通风分为局部进风和局部排风，其基本原理都是通过控制局部气流，使局部工作范围不受有害物的污染，并且造成符合要求的空气环境。局部送风系统局部送风系统（3）事故通风工厂中有一些工艺过程，由于操作事故和设备故障而突然发生大量有毒害气体或有燃烧、爆炸危险的气体。为了防止对工作人员造成伤害和防止进一步扩大事故，必须设有临时的排风系统——事故通风系统。（4）排风装置与排风竖井设在屋顶上的室外进、排风装置排风罩排风罩按密闭程度分有密闭式排风罩、半密闭式排风罩和开敞式排风罩。密闭罩优点：(1)能最有效地捕集并排除局部污染源产生的污染物；(2)风量小，运行经济；(3)排风罩的性能不受周围气流的影响。缺点：维修和操作不便。由于操作上的需要，经常无法将产生污染物的设备完全或部分地封闭，而必须开有较大的工作孔的排风罩。开敞式排风罩开敞式排风罩又称为外部排风罩。这种排风罩的特点是，污染源基本上是敞开的，而排风罩只在污染源附近进行吸气。为了使污染物被排风罩吸入，排风罩必须在污染源周围形成一速度场，其速度应能克服污染物的流动速度而引导至排风罩。热源上方的伞形罩槽边排风罩吹吸式排风罩排风罩的设计原则•(1)首先应尽量采用密闭式排风罩，其次可选半密闭式排风罩。•(2)密闭式和半密闭式排风罩的缝隙、孔口、工作开口在工艺条件许可下尽量减小。•(3)罩的设计应充分考虑工艺过程、设备的特点，方便操作与维修。•(4)开敞式排风罩有条件时靠墙或靠工作台面，或增加挡板或设活动遮挡，从而可以•减少风量，提高控制污染物的效果。•(5)开敞式排风罩应尽量靠近污染源。•(6)应当注意排风罩附近横向气流(如送风)的影响。空气幕空气幕是利用条状喷口送出一定速度、一定温度和一定厚度的幕状气流，用于隔断另一气流。主要用于公共建筑、工厂中经常开启的外门，以阻挡室外空气侵入；或用于防止建筑火灾时烟气向无烟区侵入；或用于阻挡不干净空气、昆虫等进入控制区域。在寒冷的北方地区，大门空气幕使用很普遍。在空调建筑中，大门空气幕可以减少冷量损失。空气幕也经常简称为风幕。RFM-CU节能型热空气幕适用于70℃以下的低温热水，是一种节能的新型热空气幕。它是由低噪音外转子离心双戏风机，BLQ空气换热器，上、下风体等组成。BLQ空气换热器是由铜管串铝片形式组成，传热系数高，夏季通冷水可兼冷空气幕使用。第二节高层建筑防火排烟防火排烟的重要性•火灾时会产生大量的有毒烟气，并释放出大量的热，并消耗大量的氧气•火灾死亡人数的50％以上是由烟气熏死的，烟气中含有CO、CO2、HCl等•烟气有遮光作用，能见度下降•为保障建筑内人员的安全疏散并有利于消防扑救工作，要设置防烟、排烟装置防排烟设置范围•凡建筑高度超过24米的高层民用建筑及其相连的且高度不超过24米的裙房设有防烟楼梯及消防电梯，均应进行防烟、排烟设计。–防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和合用前室、封闭避难层设置防烟设施–走廊、房间及室内中庭等设置排烟设施自然排烟•利用开启的外窗或利用室外阳台或凹廊进行排烟的方式，经济、简单、易操作，不需要使用动力及专用设备–对建筑设计的制约：排烟房间必须面对室外，进深不能太大。–火热蔓延到上层的危险性–排烟效果不稳定：室外风力、局地微气候自然排烟示例自然排烟示例机械排烟•机械排烟的范围–长度超过20米，且无直接天然采光或设固定窗的内走道；–虽有直接采光和自然通风，但长度超过60米的内走道；–面积超过100m2及高度在12米以下，并且不具备自然排烟条件的室内中庭；–地下室各房间总面积超过200m2或一个房间面积超过100m2，且经常有人停留或可燃物较多的房间•机械排烟通常采用集中排烟，即将建筑物划分成若干区，每个区设置排烟风机，通过排烟风道排烟防烟分区•主要采用挡烟垂壁、挡烟梁或者挡烟隔墙等措施实现–需要设置排烟设施的走道、房间，应采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下突出不小于50cm的梁划分防烟分区–每个防烟分区的面积不宜超过500m2，且防烟分区不应跨越防火分区机械排烟系统•走道与房间的排烟系统宜分开设置，走道的排烟系统宜竖向布置，房间的宜按防烟分区布置；•排烟气流应合理组织，并尽量考虑与疏散人流方向相反；•机械排烟系统与通风和空调系统宜分开独立设置。当二者合用时，必须采取可靠的防火安全措施；独立设置的机械排烟系统可兼作平时通风排气使用；•排烟系统竖直方向可分成数个系统，但不能采用将上层烟气引向下层风道的布置方式；•每个排烟系统设有排烟口的数量不宜超过30个；•地下室应设有进风系统，进风量不宜小于排烟量的50％机械加压送风系统•加压送风防排烟，是为火灾时提供不受烟气干扰的疏散路线和避难场所。加压部位必须使关闭的门对着火楼层保持一定的压力差，同时应保证在打开加压部位的门时，在门洞断面处有足够大的气流速度，有效阻止烟气入侵。机械加压送风防烟部位机械加压送风示意