华中科技大学 建筑设备(暖通空调)第五章 通风

ρ
m³ /s kg/s
上式表明是两窗孔形成进风和排风的总压力与两窗孔的高度差 h 以及室内外空 气的密度差 成正比，而密度差是由于温度的差异引起的，故我们通常将 称之为热压。 实际上，当有温差存在时，室内哪怕只有一个窗孔依然会形成自然通风，只是 此时该窗孔上部排风下部进风，相当于量窗孔紧挨在一起。当然若室内温度比室外 温度低，则窗孔上部进风而下部排风。 定义：室内某一点的压力和室外同标高未受扰动的空气压力的差值我们通常称之为 该点的余压。
以自然通风为主的车间应尽量采用单 层厂房； B. 条件许可时，采用能形成“穿堂风”通 风方式的建筑形式，如图的敞开式； C. 为将新鲜空气直接引入工作地点，可采 用如图所示的双层厂房型式； A.
D.
对于多跨车间，应将冷、热跨间间隔布置。
四、建筑设计与自然通风的配合 1. 建筑型式的选择
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2. 厂房总平面布置 A． 为保证自然通风效果， 厂房的主进风面应与夏季的主导风向成 60°- 90°的 夹角，避免大面积西晒，厂房周围还不应布置过多的附属建筑 B． 余热多的厂房平面布置应尽量布置成“L” 、 “Ⅱ”等型式，且开口部分应位 于夏季的主导风向的迎风面上； C． 为保证低矮的建筑能正常进排风， 个建筑物之间的有关尺寸应保持适当比例。
式中 K——空气动力系数； ——室外空气速度； ——室外空气密度。 一内部连通的建筑物围护结构上，若有两个风压值不同的两个窗孔，空气动力 系数大的窗孔将会进风， 小的排风， 当室内无热压作用时， 室内各点的余压均相等。 风压热压常一起对自然通风产生影响，此时外围护结构上各窗孔的内外压差应 等于各窗孔的余压和室外风压之差。
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3. 机械通风 A． 优缺点：正好与自然通风相反。 B． 机械通风的形式 1) 局部机械通风（包括局部排风和送风）
局部通风的特点和方法：局部排风是将有害物质就地排出，使之不接触到操作 人员的排风系统。它在确保排风效果的同时有大大减少了通风量。常见的排风 口装置有密闭罩和排风罩，排风罩更为普遍，且形式灵活多样，但排风量比密 闭罩需要的要大得多，造成能源浪费。
窗孔 a 和 b，高差为 h，窗外空气的静压 力分别为 Pa、Pb，窗内为 Pa’、 室内外空气温度及密度分别为 、
Pb’，
和
、ρ 。设 ＞
，则
＜ρ
，就会产生空气流动，且有：
Pa
从上知：当
，
即
ρ
时，则上式
，此时若
为门窗的流量系数， 值大小与门窗的构造有关，其值一般小于 1。 通过门窗的空气量为：
开启窗孔 b，空气将从窗孔 b 流出，而使室内静压逐渐降低。 若同时开启窗孔 a，此时 ，室外空气将由窗孔 a 流入室内，直至窗孔 a 流入的进风量等于窗孔 b 流出的排风量，室内气压将保持稳定。此时形成上下两窗 孔 a、b 进风和排风的总压力据上式可变为：
2. 排风口：室内被污染的空气经排风口进入排风管道或直接排出室外，种类少， 常作成百叶式。常设在室内有害物浓度最大处，具体方法如下： 1) 排除余热余湿时，采用下送上排的气流组织方式； 2) 全面通风排除有害气体时，排风口设置应遵循： A.有害气体比空气轻时应上排； B 比空气重时，宜从上部和下部同时排除，若气体温度较高或车间内余热大产 生上升气流时，宜上排； C 因挥发性物质蒸发后使空气冷却下降，应上、下同排。而送风则无论如何均
A．风管上直接开设的送风口:孔口直接开设于风管的侧面或下面，其中（b）为一种 插板式风口，可调节送风量，但不能控制气流方向。
两种最简单的送风口 C．空气分布器：用在一些需要大量空气又要求送风口附近风速迅速降低以避免“吹 风感”的场合。
本节小结 1. 自然通风的作用原理 2. 自然通风的推动力：热压与风压 3. 自然通风的设计计算（应掌握） ，及中和面的选取原则 4. 在建筑设计时如何达到较好的自然通风效果 第四节 通风系统的主要设备和构件 一、 室内送、排风口 1. 送风口：送风系统中的风道末端装置。
送风系统 排风系统 按作用范围 局部送、排风系统 全面送、排风系统 按通风系统的动力 自然通风 机械通风 3． 通风方案的选择：综合考虑，优先采用自然通风与局部通风。
m³/h
n——经验换气次数，参阅表 9-3 四、空气量平衡和热平衡
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产生有害气体或粉尘的车间，为防止扩散污染，常使进风系统的风量略小于排 风系统（相差 10-20%） ，以形成室内负压。反之，洁净度要求高的系统是排风 量略大于进风量，以维持正压，从而阻止外界不洁空气进入室内。 使排风带出的热量及其他失热量与房间的得热量相等，以维持室内温度不变。 即为热平衡。 在寒冷地区常需将空气量平衡机热平衡综合考虑，通风系统既要有相应的通风 量，又要保持规定的室内温度。 本节小结 1. 各种情况下（余热、余温、有害气体、除尘或无资料时）通风量的确定方法； 2. 注意房间内热平衡与风量平衡。 第三节 自然通风 一、自然通风的作用原理 当建筑物的门窗两侧存在压力差
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第二节 全面通风量的确定 一、室内外空气的计算参数 1. 室内参数： 夏天车间内作业点的温度应符合 《工业企业设计卫生标准》 GBZ 1-2002 的规定。冬季集中采暖地区的室内温度应符合 GB50019-2003《采暖通风与空气 调节设计规范》中规定。 2. 室外参数： 一般按 GB50019-2003 《采暖通风与空气调节设计规范》 中规定计算。 二、有害物的来源 非工业建筑主要有室外气候影响、人的余热、余湿及呼出的 CO2、气味等、室 内设备的散热散湿、烟草、烹调、VOC、甲醛、氡等多种。 工业建筑的有害发生根据其生产过程更是多种多样，其计算方法及最高允许浓 度等可参考相关手册。 三、全面通风量的确定 1. 为消除余热（显热）所需的通风量
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式中：F——窗孔的面积，m²；L——空气体积换气量，m³/s；G——空气质量换气 量，kg/s 从中看出： 是自然通风的直接推动力！ 1. 热压作用下的自然通风
在有高低窗孔的建筑物中，当 a 窗户处于最低时，其他窗孔的余压与该窗孔余 压间的关系为： 式中， ——某窗孔的余压， Pa； ——窗孔 a 与某
B． 自然通风的几种形式 1) 有组织的自然通风：如根 据当地的风玫瑰图，在炎 热的夏季组织穿堂风等； 大型车间采用余热形式的 热压进行通风等。 2) 管道式自然通风：靠热压 通过管道输送空气的另一 方式。如寒冷地区卫生间 内的通风竖井等。 3) 渗透通风：风压、热压以 及人为的室内正负压作用 下，室内外空气通过建筑 维护结构的间隙流入或流 出室内的过程。 C． 自然通风的优点： 不需动力设备， 较经济， 管理简单。 D． 自然通风的缺点： 1) 一般作用压力小，故对进 排风不能作任何处理（如 加热冷却等） ； 2) 因风压热压随机性高，通 风效果不够稳定。
由于室外风向风速一年四季非常不确定， 不可靠， 故不能完全指望它自然通风， 在实际计算时仅考虑热压的作用，风压基本不予考虑。 二、自然通风的计算 1. 设计计算：据已确定的工艺、作业地温度等要求计算必须的全面通风量后，确 定进、排风窗孔的位置与面积。具体步骤如下： ① 计算并确定全面通风量、排风温度 ； ② 确定进、排风窗口的位置，分配各窗孔的进、排风量； ③ 计算各窗孔的内外压差和窗孔面积。在计算各窗孔余压时，可先据实际情 况假定中和面的位置或假定某一基准窗孔的余压。 显然不同的假定， 则其它 窗孔的面积分配是不相同的。 若空气量平衡，即 ，且认为 ， ，则可得：
m³/s
按卫生标准规定，若同时存在若干种刺激性有害气体或苯及系物、醇类、醋酸 酯类蒸汽时，则全面通风量应是分别上述计算式计算出的通风量的总和；若是其他 有害气体，则仅取其中的最大值。另外除尘通风一般不采用全面通风方式。 4. 全面通风量的确定 取上述三者中的最大值 若资料不全，可按下述经验公式估算：
风压的分布与该建筑物的几何形状，室外风力风向等有关 ，当风向一定时，建筑物
从上式可知，中和面的位置是随进、 排风窗孔的面积之比变化的，排风面 积 增大、 进风面积 减小、 增大， 中和面上移，反之亦然。因一般上部 排风的天窗面积越大造价越高，故中
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和面在设计计算时不宜选得太高。 2. 校核计算 工艺、 土建、 窗孔的位置和面积均已确定的条件下， 计算能达到的最大排风量， 以校核作业地的温度能否满足卫生要求。 三、进风窗与避风天窗 1. 进风窗：应设在外墙上，且集中供暖地区最好设上、下两排，分别供冬、夏季 使用。夏季进风窗应全部开启，冬季上排的进风窗面积应少些，且尽量使冷空 气进入后能被加热，以防冷空气直接吹至人身上。 2. 避风天窗：为防天窗在迎风面上发生倒灌，且为了方便管理，常在天窗的排风 口加装挡风板或利用女儿墙挡风， 也可采用锯齿形等本身具有挡风功能结构的天窗。 除此外天窗还应有较好的空气动力性能、造价低，采光遮雨防雨性能良好。
2)
局部排风的净化处理：为防止污染或回收有用物质，对排出气体进行净化、回 收等综合处理。如对含尘气体处理即为除尘，常需专用的除尘设备；对有害气 体进行净化时常有各种吸收塔、活性炭吸附器等。经过处理后排放的气体，必 须达到国家规定的相应排放标准。 事故通风：对可能突然产生大量有害气体的车间，应设置一个在事故发生时能 够迅速降低有害气体浓度的全面通风系统，此套装置即为“事故排风装置” 。 全面机械通风 （包括全面通风和送风） ： 对于产生有害物的车间等处常采用负压， 以免有害物 质向邻室扩散。
第五章 通风 第一节 建筑通风概述 一、建筑通风的任务和意义 1. 通风的定义：将室内空气（通常是被污染或油余热余湿的空气）直接（或经净 化后）排至室外，把新鲜空气直接（或经适当处理后）补充进来，从而使室内 空气符合卫生标准或生产工艺需要的过程。 2. 常见任务： 一般民用建筑的通风：进排风一般不进行处理； 工业通风： 为排除工业生产中排除的粉尘、 有害气体和蒸汽、 余热和余湿、 常将足量的、处理或未处理的新鲜空气输送至车间或其他建筑内，同时将 处理（或未处理）的室内空气排出的过程； 空气调节：某些工业和公共建筑，对送入室内的空气有温度、湿度、洁净 度及风速等要求。 3. 通风的意义：改善室内空气环境的手段，保证产品质量、促进生产和防止大气 污染的措施。 二、防止工业有害物危害的其他措施 除通风外，工业有害物常用如下措施治理。 1. 改革生产工艺，以减少有害物的产生，这是解决污染问题最根本有效的措施； 2. 恶劣环境中使用机械化生产或对污染源进行隔离、密闭、隔热等技术措施； 3. 采用合理的工艺布置； 4. 采用合理的建筑总平面布置； 5. 采用合理的建筑方位、间距及建筑型式与结构。 三、通风方式 1. 通风方式的分类 A． 按空气是被通风系统送入还是排出， 常将通风系统分为送风系统和排风系统 两大类。 B． 按通风系统的作为范围不同， 常分为局部送、 排风系统和全面送、 排风系统。 C． 按通风系统的动力不同，常分为自然通风和机械通风两类。 2. 自然通风 A． 自然通风的推动力 1) 风压：由于室外气流流动（风力）而造成室内外空气产生一定的压差，从 而形成室内外空气的流动。 2) 热压：由于室内外空气温度、密度不同而形成室内外的重力压差。