建筑设备第七章(通风)

x L y2 y1 exp( ) ( y0 )[1 exp( )] Vf L Vf
exp( 当时间趋于无穷大时，
源自文库
L
L
Vf
) 0 ，室内有害物浓度趋
于稳定，其值为：
x y 2 y0 L
g / m3
x y 2 y0 m3 / s
8
稳定状态下全面通风量为 L
稳定状态下全面通风量为 L
x y 2 y0
m3 / s
由于实际情况与假设情况存在差异，考虑到室 内有害物分布及通风气流的不均匀性，为保证有害物 源附近工人呼吸带的有害物浓度控制在容许值以下， 实际所需的全面通风量需引入一个安全系数，则：
Kx L y 2 y0
m /s
3
精心设计的小型试验室能使K＝1，一般 通风房间，可根据经验在3～10范围内选用
如果窗孔两侧存在压力差Δp
v 2 p 2
v 2p


2 p

2 p

m3 / s
1

L vF F

G L F 2p
kg / s
30
1. 热压作用下的自然通风原理
tn tw
n w
外部静压
a b pa pb
内部静压
, pa , pb
物表面形成的空气
静压力变化称为风
压。
35
36
风压作用下的自然通风
某一建筑物周围的风压分布与该建筑物的 几何形状和室外风向有关，风向一定时，外围 护结构上某一点的风压值可由下式表示：
v w pf K 2 K：空气动力系数 可正可负，在风洞内 通过模型试验求出
2 w
37
风压作用下的自然通风
Gzj G jj Gzp G jp
12
风量平衡和热平衡
热平衡：要使通风房间温度保持不变，必须 使室内的总得热量等于总失热量，保持室内 热量平衡，即热平衡。
Q f c L jj jj t jj c Lzj wtw c Lhx n (ts tn ) Qh c L jp jp t jp c Lzp zp t zp
第7章 通
风
7.1 建筑通风概述
7.1.1 建筑通风的任务
建筑通风的任务：使新鲜空气连续不断地进入建筑物内， 并及时排出生产和生活中的废气和有害气体。 工业通风的任务：控制生产过程中产生的粉尘、有害气 体、高温、高湿，并尽可能对污染物回收，化害为宝，防 止环境污染，创造良好的生产环境和大气环境。
1
7.1.2 空气的参数和卫生条件 1.空气的速度、温度、湿度 气流流速过大会引起吹风感，气流流速过小会有闷气、 呼吸不畅感。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，流速加快对流换热速度也加快，气流 流速减慢对流换热速度也减慢。 人体与周围环境之间存在着热量传递，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、劳动强度 及姿势等因素有关。 人体在气温较高时需要更多的水分蒸发，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。
在中和面以下 pa 0 在中和面以上 pb 0
进风 排风
33
进风量
排风量
Ga a Fa 2 pa w Gb b Fb 2 pb p
kg / s kg / s
由空气平衡 设
Ga Gb
a b
w p
Fa h2 ( ) Fb h1
1 2
空气密度计算近似公式
353 3 kg / m 273 t
13
进行车间通风系统设计时，应注意采取一定的节能措施
14
全面通风系统：1、全面送风系统
2、屋顶通风机15
7.2.5 局部通风 局部送风是将符合要求的空气输送、分配给局部工作 区，适用于产生有害物质的厂房。 局部排风是将有害物质在产生的地点就地排除，并在 排除之前不与工作人员相接触。 局部排风系统由排风罩、风管、净化设备和风机等组 成。
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局部排风系统
1．局部排风罩 2．风管 3．净化设备 4．风机
通风系统中输送气体的管道 称为风管，它把系统中的各种设备 或部件连成了一个整体。为了提高 系统的经济性，应合理选定风管中 的气体流速，管路应力求短、直。 风管通常用表面光滑的材料制作， 如：薄钢板、聚氯乙烯板，有时也 用混凝土、砖等材料。
局部送风系统
分散式局部送风一般使用轴流风扇或喷雾风扇， 采用室内再循环空气。
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事故通风
28
7.3
自然通风
自然通风不消耗机械动力，是一种经济的通 风方式 自然通风易受室外气象条件影响，特别是风 力的作用很不稳定 自然通风主要用于热车间排出余热 高温车间优先采用自然通风
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自然通风的作用原理
局部送风系统示意图 图8.5 局部送风系统示意图
16
7.2.5 局部排风系统 1．局部排风罩 2．风管 3．净化设备 4．风机
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局部排风系统 1．局部排风罩 2．风管 3．净化设备 4．风机
局部排风罩是用来捕集有害 物的。它的性能对局部排风系统 的技术经济指标有直接影响。性 能良好的局部排风罩，如密闭罩， 只要较小的风量就可以获得良好 的工作效果。由于生产设备和操 作的不同，排风罩的形式是多种 多样的。
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局部排风系统 1．局部排风罩 2．风管 3．净化设备 4．风机
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局部排风系统 1．局部排风罩 2．风管 3．净化设备 4．风机
为了防止大气污染，当排出空气 中有害物量超过排放标准时，必须用 净化设备处理，达到排放标准后，排 入大气。净化设备分除尘器和有害气 体净化装置两类。
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净化处理设备 1) 电除尘器
24
25
局部送风系统
对于面积很大，操作 人员较少的生产车间，用 全面通风的方式改善整个 车间的空气环境，既困难 又不经济，同时也是不必 耍的。例如某些高温车间， 没有必要对整个车间进行 降温，只需向个别的局部 工作地点送风，
在局部地点造成良好空气环境的通风方法称为局部送风。 系统式 分散式 26
9
Q 消除余热风量公式 G c(t p t0 )
kg / s kg / s
消除余湿风量公式
W G d p d0
10
例题2－1：某地下室体积200m3,通风量L＝0.04m3/s， 有198人进入室内，人员进入后立即开启通风机，送 入室外空气，问经过多长时间室内CO2浓度达到 5.9g/m3?已知每人每小时呼出CO240g，室外CO2浓度为 0.98g/m3。
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2) 旋风除尘器 旋风除尘器利用气流旋转过程中作用在尘粒上的惯性离心 力，使尘粒从气流中分离的。 3) 湿式除尘器 湿式除尘器是通过含尘气体与液滴或液膜的接触使尘粒从 气流中分离的。 4) 过滤式除尘器
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局部排风系统 1．局部排风罩 2．风管 3．净化设备 4．风机
风机向机械排风系统提供空气流动的动力。 为了防止风机的磨损和腐蚀，通常把它 放在净化设备的后面。
2 3.同一水平面上各点静压力相等，沿着高度方向静 压变化符合流体静力学规律 4.车间的气流流动不受任何设备阻挡 5.不考虑局部气流的影响 6.风压系数K按封闭模型计算
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平均温度 t np
tn t p
tp 天窗温度
三、车间排气温度tp
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有效热量系数法 对车间
Q L c(t p t w ) w
3
1
4
图8.2 全面机械排风(自然送风)
5
7.2.2全面通风换气量的确定
假设： 1、有害物在室内均匀散发（有害物浓度均匀） 2、送风气流和室内空气的混合在瞬间完成 3、送排风气流等温
Ly0 d xd Lyd V f dy
6
全面通风换气量的确定
Ly0 d xd Lyd V f dy
d dy V f Ly0 x Ly
如果在τ秒钟内，室内空气有害物浓度从y1变化到y2
Ly1 x Ly0 L exp( ) Ly2 x Ly0 Vf
7
全面通风换气量的确定
Ly1 x Ly0 L exp( ) Ly2 x Ly0 Vf
通风量一定时，任意时刻室内有害物浓度y2为
Fa 2 h2 ( ) Fb h1
进排风窗孔面积之比是随中和面位置的变化而 变化的。 通常把中和面定在进风窗的上边缘，使排气窗 34 小一些，进气窗大一些。
2 风压作用下的自然通风
迎风面气流受阻，动压降低，静压升高， 侧面和背风面由于产生局部涡流，静压降低。 和远处未受扰 动的气流相比，由 于风的作用在建筑
室内某一点的压力和室外同标高未受建筑 或其他物体扰动的空气压力的差值称为该点的 余压。 余压为正，窗口排风 余压为负，窗口进风 p p gh( )
b a w n
p 0 中和面
pa gh1 ( w n ) pb gh2 ( w n )
(1-m)Q
mQ
tp
m3 / s
tn tw
对工作地区
mQ L' c(t n t w ) w m /s
3


L L' 1 m t p tw tn tw
tn tw tp tw m
44
4 自然通风的计算
一、设计方法 （一） 设计计算
1.已知工艺要求、tn、tw 2.已知设备发热量，算出余热量 3.计算消除余热所需要通风量 4.确定窗口位置及面积大小
（二） 校核计算
1.已知工艺要求、各窗口位置及大小 2.计算最大自然通风量 3.校核工作地区温度
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二、一些假设条件
1.通风过程是稳定的，即影响自然通风的因素是不 变的 2.整个车间的空气温度等于车间的平均温度
同一建筑物的外围护结构上，如果有两个 风压值不同的窗孔，空气动力系数大的窗孔将 会进风，空气动力系数小的窗孔将会排风。
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3 风压、热压同时作用下的自然通风
某一建筑物受到风压、热压同时作用时， 外围护结构上各窗孔的内外压差就等于风压、 热压单独作用时窗孔内外压差之和，也就等于 各窗口的余压和室外风压之差。 2 vw w
2
2. 空气中有害物浓度、卫生标准和排放标准
3
7.1.3 通风方式 1. 按照通风系统作用范围可分为全面通风和局部通风 2. 按照通风系统的作用动力可分为自然通风和机械通风
8.2 机 械 通 风 8.2.1 全面通风
5 4 2
图8.1 全面机械送风(自然排风) 1.进风口 2.空气处理设备 3.风机 4.风道 5.送风口
, 关闭b,开启a,经过一段时间，必定有 pa pa
开启b，看b窗口是否有空气流动，即看b窗口 是否存在压差 '
pb pb pb
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' pb pb pb
pb ( pa n gh) ( pa w gh)
'
( pa pa ) ( n gh w gh)
'
( pa pa ) gh( w n )
'
pa gh( w n )
Δpb>0,空气由室内排至室外，使得Δpa<0
则空气由a进入，由b排出 当Ga=Gb时，室内静压稳定
pb pa gh( w n )
条件
tn tw h0
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余压的概念
Ly1 x Ly0 L exp( ) Ly2 x Ly0 Vf
L＝0.04m3/s x=40*198/3600=2.2g/s y0=0.98g/m3
y1=0.98g/m3 y2=5.9g/m3
Vf=200m3
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风量平衡和热平衡
风量平衡：在通风房间中，不论采用何种通 风方式，单位时间内进入室内的空气量应和 同一时间内排出的空气量保持相等，也可称 作空气平衡。
2
2 w
pa p xa K a
pa
2 vw w p xa hg ( w n ) K b 2
v w pb p xb K b 2
pa pa
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热压和风压，究竟谁起主导作用呢？
实测及原理分析表明：对于高层建筑，在 冬季（室外温度低）时，即使风速很大，上层 的迎风面房间仍然是排风的，热压起来主导作 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。 由风压引起的自然通风的不确定因素过多， 无法真正应用风压的作用原理来设计由组织的 自然通风。 风速风向经常变化，不稳定，仅考虑热压 作用，定性考虑风压对自然通风的影响。 40