第九章通風工程第一節(jié)通風系統(tǒng)概述通風

:就是把室內被污染的空氣直接或凈化后排至室外，把新鮮空氣補充進來。通風包括從室內排除污濁的空氣和向室內補充新鮮的空氣兩個方面。其中，前者稱為“排風”，后者稱為“送風”，為實現(xiàn)排風或送風而采用的一系列設備、裝置的總體稱為通風系統(tǒng)。空調：是空氣調節(jié)的簡稱，是高級通風，是按照人們和生產工藝的要求，對空氣的溫度、濕度、清潔度、空氣速度、噪音氣味等進行控制并提供足夠的新鮮空氣的工程技術。通風與空調的區(qū)別：以控制室內有害物量不超過衛(wèi)生標準為對象而采取的通風設施，它屬于一般通風換氣的任務。以消除余熱、余濕而維持室內溫度、濕度等為對象所采取的通風設施，它屬于空氣調節(jié)工程中的任務。通風的意義：改善室內的空氣環(huán)境、滿足人體舒適需要、保證產品質量、促進生產發(fā)展、防止大氣污染。一、室內空氣污染物種類工業(yè)建筑空氣污染物有害物：1、粉塵定義：因自然力或機械力產生的，能夠懸浮于空氣中的固體細小微粒。工業(yè)粉塵來源：固體物料的機械粉碎和研磨；粉狀物料的混合、篩分、包裝及運輸；物質的燃燒；物質被加熱時產生的蒸汽在空氣中的氧化和凝結。如圖右圖2、有害蒸氣和氣體

在化工、造紙、紡織物漂白、金屬冶煉、澆鑄、電鍍、酸洗、噴漆等工業(yè)生產過程中常常會產生有害蒸氣和氣體。如汞蒸汽、鉛、苯、二氧化等。體。對人體危害呼吸道皮膚消化道侵入體內發(fā)生作用造成危害有害物侵入人體的途徑大約有95%的工業(yè)中毒都是通過呼吸道入侵所致。民用建筑空氣污染物有害物來源主要有：人、人的活動、建筑物所用的材料（建筑材料、裝飾材料、涂料等），設備（復印機、空調設備等）。主要成分：二氧化碳、一氧化碳、可吸入粒子、病原體、煙卷煙氣、氮氧化合物、甲醛（含有各種粘接板材、保溫材料中），放射性氣體氡（含住磚、石及砌體中）、石棉（含在建筑材料中）、發(fā)揮有機化合物和氣味等。

空氣中有害物含量與相關標準

有害物的含量定義：單位體積空氣中有害物的含量。表示：體積濃度：單位體積空氣中所含有害氣體的體積。

單位:mL/m3，ppm，×10-4％。

關系:1mL/m3=1ppm=1×10-4％。質量濃度：單位體積空氣中所含有害物的質量。

單位：mg/m3顆粒濃度：單位體積空氣中所含各種粒徑粉塵的顆粒總數（計數濃度）或所含某一粒徑范圍內的粉塵顆粒數（粒徑計數濃度）。

單位：粒/m3相關標準：衛(wèi)生標準——以人為本<<工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準>>(GBZ1-2002)

排放標準——保護環(huán)境《工業(yè)“三廢”排放試行標準》(GBJ4-1973)《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)通風系統(tǒng)分類按處理空氣方式：送風、排風按作用范圍不同：局部通風、全部通風按空氣流動動力：自然通風、機械通風

按空氣流動動力1）自然通風：動力：風壓和熱壓。優(yōu)點：節(jié)能、經濟；無噪聲、無污染；舒適度好。缺點：室外進入空氣無法預先處理；室內排出空氣無法進行凈化處理；換氣量一般要受室外氣象條件的影響，通風效果不穩(wěn)定。應用：余熱2）機械通風動力：通風機。優(yōu)點：各設計參數可以保證，通風效果好；可對送排風進行處理

缺點：一次性投資大，運行費用高。應用：粉塵、有害氣體、蒸氣濃度高的車間。第二節(jié)自然通風一、自然通風原理自然通風是借助于室內外空氣自然的壓力——風壓和熱壓作用促使空氣流動的。特點:不需動力,經濟;但進風不能預處理,排風不能凈化,污染周圍環(huán)境;且通風效果不穩(wěn)定。風壓作用的自然通風熱壓作用的自然通風風壓作用下的自然通風

定義：建筑在風壓作用下，具有正值風壓的一側進風，而在負值風壓的一側排風，這就是在風壓作用下的自然通風。自然通風的影響因素1、開口位置對室內空氣流動的影響2、開口高低對室內空氣流動的影響3、水平遮陽對室內氣流組織的影響4、不同窗戶形式對室內氣流的影響熱壓作用下的自然通風定義：室內外空氣溫度差存在而產生，此時由于室內外的空氣的密度不相同，室內外空氣的壓力是不相同的。這種因空氣密度不同所產生的壓力差就稱之為“熱壓”。熱壓作用產生的通風效應又稱為“煙囪效應”。二、自然通風設計計算（1）計算全面通風量。消除余熱的全面通風量按下式計算：Q——車間總余熱量,kj/s；c——空氣的比熱容，c=1.01kj/(kg?℃)——車間的排風溫度，℃；——車間的進風溫度，℃。（℃）車間的排風溫度有兩種方法：1）溫度梯度法——排風天窗中心距地面高度，m；——工作區(qū)溫度，即指工作地點所在地面上2m以內的溫度，℃；——沿車間高度方向的溫度梯度，℃/m。在排風溫度相同的情況下，有效熱量系數愈大，進入作業(yè)地帶的有效余熱量越大。2)有效熱量系數法——由熱源占地面積和車間地板面積比值確定系數，見表9-2；——由熱源高度確定系數，見表9-3；——由熱源的輻射散熱量和總熱量比值確定系數，見表9-4.夏季通風室外計算溫度

工作區(qū)溫度29<3231<3432~33<3534<36表9-2車間內工作地點的夏季空氣溫度單位℃熱源高度m246

8101214

1.0

0.850.75

0.65

0.60

0.55

0.5表9-3系數

輻射熱量/總熱量（m）

0.40.50.550.60.650.71.01.071.121.181.301.45表9-4系數

排風窗孔——窗孔a、b的流量，kg/s；——窗孔a、b的流量系數；——室外空氣的密度，kg/m3；——排風溫度下的空氣密度，kg/m3；——室內平均溫度下的空氣密度，kg/m3；——中和面至窗孔a、b的距離，m。（2）確定窗孔的位置，分配各窗孔的進、排風量。（3）確定窗孔的面積。進風窗孔1、建筑平面規(guī)劃

（1）建筑群的布局可從平面和空間兩個方面考慮。一般建筑群的平面布局可分為：行列式、錯列式、斜列式及周邊式等，從通風的角度來看，錯列式和斜列式較行列式和周邊式好。（2）為了保證建筑的自然通風效果，建筑主要進風面一般應與夏季主導風向成60°~90°角，不宜小于45°，同時應避免大面積外墻和玻璃窗受到西曬。（3）室外風吹過建筑物時，迎風面的正壓區(qū)和背風面的負壓區(qū)都會延伸一定的距離，在這個距離內，如果有其他較低矮的建筑物存在，就會受高大建筑所形成的正壓區(qū)或負壓區(qū)的影響。為了保證較低矮的建筑物能正常進風和排風，各建筑之間有關的尺寸應保持適當的比例。三、自然通風與建筑設計

2、建筑形式的選擇1.建筑高度對自然通風的影響2.穿堂風3.多層車間4.熱車間

1.建筑高度對自然通風的影響：

自然通風的風壓作用和熱壓作用都隨著建筑物的高度的增加而增強。這對高層建筑物的室內通風是有利的。但是，高層建筑能把城市上空的高速風引向地面，產生“樓房風”的危害，這對周邊地區(qū)自然通風的穩(wěn)定性和控制是不利的。.2、穿堂風如果迎風面和背風面的外墻開孔面積占外墻總面積1/4以上，且建筑內部阻擋較少時，室外氣流橫貫整個車間，形成所謂的“穿堂風”。應用穿堂風時，應將主要熱源布置在夏季主導風向的下風側。3、多層車間多層車間，在工藝條件允許下熱源盡量安設在上層，下層用于進風。某鋁電解車間，為了降低工作區(qū)溫度，沖淡有害物濃度，廠房采用雙層結構。車間的主要放熱設備電解槽布置在二層，電解槽兩側的地板上，設置四排連續(xù)的進風格子板。室外新鮮空氣由側窗和地板的送風格子板直接進入工作區(qū)。這種雙層建筑自然通風量大，工作區(qū)溫升小，能較好的改善車間中部的勞動條件。4、熱車間為了增大進風面積，以自然通風為主的熱車間應盡量采用單跨廠房。在多跨廠房中應將冷、熱跨間隔布置，盡量避免熱跨相鄰。

3、工藝布置

以熱壓為主進行自然通風的廠房，應盡量將散熱設備布置在天窗下方。

散熱量大的熱源應盡量布置在廠房外面，夏季主導風向的下風側。布置在室內的熱源，應采取有效的隔熱措施。

當熱源靠近生產廠房一側的外墻布置，而且外墻與熱源間無工作點時，熱源應盡量布置在該側外墻的兩個進風口之間。

熱車間的熱源布置第三節(jié)機械通風機械通風是依靠風機提供的動力使空氣流動。機械通風可劃分為局部通風和全面通風兩種。全面通風是對整個房間進行通風換氣，用送入室內的新鮮空氣把房間里的有害物質濃度稀釋到國家衛(wèi)生標準的允許濃度以下。局部通風是采用局部氣流，使人員工作的地點不受有害物質的污染，以造成良好的局部工作環(huán)境。全面通風

全面機械排風（自然送風）

全面機械送風（自然排風）1—進風口；2—空氣處理設備；3—風機；4—風道；5—送風口全面通風量的確定消除余熱所需的通風量消除余濕所需的通風量有害物所需的通風量Q——室內濕熱余熱量，W；W——室內余濕量，g/s；X——室內有害氣體的散發(fā)量，mg/s；t——室內溫度d——空氣的含濕量；y——空氣中有害氣體的濃度；c——空氣的定壓比熱；ρ——空氣的密度；k——安全系數；p——排風；j——進風。

當散入室內有害物數量無法具體計算時，全面通風量可按類似房間換氣次數的經驗數據進行計算。換氣次數，就是通風量與通風房間體積V的比值，換氣次數n=L/V（次/h）。各種房間的換氣次數，如表8.3

局部送風系統(tǒng)示意圖

局部排風系統(tǒng)示意圖

全面通風局部通風三、氣流組織

單向流——“強制排風，自然進風”全面通風的氣流組織

全面通風的效果不僅與全面通風量有關，還與通風房間的氣流組織有關。上送下排四、空氣質量平衡和熱量平衡

空氣平衡的數學表達式為

Gjj+Gzj=Gjp+Gzp

熱量平衡表達式為第四節(jié)通風系統(tǒng)的主要設備及管道一、排風罩排風罩是設置在有害物源處，捕集和控制有害物的重要部件。排風罩分類1、密閉罩有害物的放散源全部罩住只留操作口從罩外吸入空氣罩內污染空氣由上部排風口排出控制效果最佳排風量最小能防止橫向氣流的干擾優(yōu)先采用整體密閉罩產塵設備大部或全部密閉，只有傳動部分留在罩外。適用于有振動或含塵氣流速度高的設備。

2、柜式排風罩下吸氣式(用于冷過程且有害物的密度較大)上吸氣式(產熱量較大的工藝過程）上下吸氣式(用于發(fā)熱量不穩(wěn)定的過程)3、

外部吸氣罩4、接受式罩5、槽邊排風罩6、吹吸式排風罩應用二、除塵器除塵器總類:（1）重力沉降室重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置氣流進入重力沉降室后，流動截面積擴大，流速降低，較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降層流式和湍流式兩種（2）慣性除塵器

慣性除塵器是使含塵氣體與擋板撞擊或者急劇改變氣流方向，利用慣性力分離并捕集粉塵的除塵設備。（3）旋風除塵器旋風除塵器是除塵裝置的一類。除沉機理是使含塵氣流作旋轉運動，借助于離心力降塵粒從氣流中分離并捕集于器壁，再借助重力作用使塵粒落入灰斗。（4）過濾式除塵器

主要依靠濾料表面形成的粉塵初層和集塵層進行過濾作用。

（5）

濕式除塵器優(yōu)點：可同時除塵和除有害氣體結構簡單，造價低能處理濕度大、溫度高的氣體缺點：能耗大，耗水量大有廢液、泥漿處理問題在寒冷地區(qū)使用需防凍（6）靜電除塵器靜電除塵器的原理：在正、負電極之間形成高壓電場,使空氣電離,當含塵氣體通過電場時,粉塵被荷電,從而使塵粒向集塵極運動并沉積于集塵極上,使氣體得到凈化。三、通風機風機是輸送空氣的動力裝置。風機的基本結構：葉輪、電機、外殼風機的種類：1)離心風機

2)軸流風機

3)混流風機風機在管路中的作用：輸送空氣1)離心風機2)軸流風機軸流風機構造示意圖四、通風管道系統(tǒng)1.形式：圓形和矩形2.材料：磚和混凝土、薄鋼板、玻璃纖維板、鋁板、聚氯乙烯板、軟管材料3.截面面積確定