第一讲我国通风净化领域面临的挑战

1、2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）我国通风净化领域面临的挑战我国通风净化领域面临的挑战2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011规定：规定：自自2012 年年1 月月1 日起，烟尘排放值要求达到日起，烟尘排放值要求达到30mg/m3 以下（新以下（新建或现有燃煤锅炉），建或现有燃煤锅炉），重点地区重点地区排放限值达到排放限值达到20mg/m3以下；以下；SO2限值为限值为50 mg/m3以下；以下；NOx限值为限值为100 mg/m3以下。以下。工业企业设计卫生标准工业企业设计卫生标准GBZ1-

2、2010 规定作业场所粉尘规定作业场所粉尘质量浓度质量浓度不超过不超过10mg / m3 的标准。的标准。 室内环境空气质量标准室内环境空气质量标准2011版对室内悬浮颗粒物版对室内悬浮颗粒物（PM2.5及及PM10）、化学污染物如：）、化学污染物如：甲醛、甲醛、VOCs等也作了等也作了具体限制。具体限制。2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）热轧机出口除尘热轧机出口除尘2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）单单出铁口出铁口高炉铁沟浇注料高炉铁沟浇注料 2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）焦化厂焦化

3、厂 2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）雾霾天气雾霾天气 2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）Part 1 通风领域（通风领域（Ventilation）2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一） 通风的范畴通风的范畴（几个基本概念）（几个基本概念） 通风应用的主要领域通风应用的主要领域 通风领域发展的状况通风领域发展的状况 通风领域发展的挑战与对策通风领域发展的挑战与对策2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）暖通空调行业设计了这么样多的实际工程，往往忽暖通空调行业设计了这么样多的实际工程，往往忽视了最基本的通风功能。视了最基本的通风功能。

4、 2003年年SARS大流行期间吴元炜老师一句话大流行期间吴元炜老师一句话 2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）通风的几个基本概念通风的几个基本概念l 通风的目的大致可概括为三个方面通风的目的大致可概括为三个方面：排除室内污染物排除室内污染物，保保证室内人员的热舒适证室内人员的热舒适和和满足室内人员对新鲜空气的需要满足室内人员对新鲜空气的需要。l 所谓通风所谓通风，是指把建筑物内污浊的空气直接或净化后排是指把建筑物内污浊的空气直接或净化后排至室外至室外，再把新鲜的空气补充进来再把新鲜的空气补充进来，从而创造良好的室内从而创造良好的室内空气环境和保护大气环境空气环境和保护大气环境

5、 。什么是通风？什么是通风？通风的目的？通风的目的？2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）l 从从实现机理实现机理上上, ,大致可以将建筑通风分为三种大致可以将建筑通风分为三种: :自然通风自然通风、机械通风机械通风和和多元通风多元通风。l 从通风服务的从通风服务的建筑对象建筑对象看看, ,大致可以分为大致可以分为民用建筑通风民用建筑通风和和工业建筑通风工业建筑通风两类。两类通风应用存在一定的共同点两类。两类通风应用存在一定的共同点, ,如如排除污染物排除污染物, ,送入新风和保证人员热舒适等送入新风和保证人员热舒适等, ,但各有侧重。但各有侧重。民用建筑通风的侧重点在于满足室内

6、空气质量和热舒适的民用建筑通风的侧重点在于满足室内空气质量和热舒适的要求要求, ,而工业建筑通风的侧重点在于控制生产过程中产生的而工业建筑通风的侧重点在于控制生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温、高湿粉尘、有害气体、高温、高湿, ,创造良好的生产环境和保护创造良好的生产环境和保护大气环境。大气环境。2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一） 从通风的从通风的作用范围作用范围来看来看, ,通风又可以分为通风又可以分为局部通风局部通风和和全面全面通风。通风。 通风量通风量 气流组织气流组织 无论是局部通风还是全面通风无论是局部通风还是全面通风, ,其效果与两个因素有关：其效果与两个因素有

7、关：狭义的气流组织狭义的气流组织指的是上指的是上(下、侧、中下、侧、中) 送上送上(下、侧、中下、侧、中) 回回或置换送风、个性化送风等具体的送回风形式或置换送风、个性化送风等具体的送回风形式，也称气流组也称气流组织形式；织形式；而而广义的室内气流组织广义的室内气流组织是指一定的是指一定的送风口形式送风口形式和送风参数所和送风参数所带来的室内气流分布带来的室内气流分布2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一） 从控制室内空气环境的角度看从控制室内空气环境的角度看, ,空调和通风有类似的作空调和通风有类似的作用用, ,没有严格的区分。习惯上没有严格的区分。习惯上, ,人们往往将侧重于人

8、们往往将侧重于室内热湿室内热湿环境环境控制的问题纳入到空调的范畴控制的问题纳入到空调的范畴, ,尽管对热湿环境的控尽管对热湿环境的控制通常也是依靠通风和一定的气流组织来实现的。从这个制通常也是依靠通风和一定的气流组织来实现的。从这个意义上讲意义上讲, ,通风所涉及到的范围比空调更广。通风所涉及到的范围比空调更广。2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）我国我国通风领域通风领域的发展状况的发展状况l 发展阶段（发展阶段（根据通风的应用对象根据通风的应用对象） 新中国成立后到新中国成立后到20 世纪世纪70 年代年代（工业建筑通风）（工业建筑通风） 20 世纪世纪80 年代到年代到90

9、 年代年代（民用建筑通风）（民用建筑通风） 20世纪世纪90 年代至年代至21 世纪初世纪初（工业建筑通风被冷落）（工业建筑通风被冷落） 从从21世纪初至今世纪初至今（工业建筑通风被重视）（工业建筑通风被重视）2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）l 发展阶段（发展阶段（根据通风的技术手段根据通风的技术手段） 20 世纪世纪90 年代以前年代以前（机械通风）（机械通风） 20 世纪世纪90 年代后年代后（自然通风、多元通风等方式增多）（自然通风、多元通风等方式增多） 从从21世纪初至今世纪初至今（个性化送风）（个性化送风）2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）l 典

10、型应用领域典型应用领域地下空间开发利用（城市轨道交通）；工业厂房；农业大地下空间开发利用（城市轨道交通）；工业厂房；农业大棚和规模化养殖；空气洁净技术；安全（反恐）通风；矿棚和规模化养殖；空气洁净技术；安全（反恐）通风；矿井通风；井通风；2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一） 从我国城市地下空间开发的现状来看，从我国城市地下空间开发的现状来看，地下空间开发利地下空间开发利用（城市轨道交通）的特点：用（城市轨道交通）的特点： 在功能上以地下交通为主流在功能上以地下交通为主流 大型城市地下综合体建设项目多、规模大、水平高大型城市地下综合体建设项目多、规模大、水平高 隧道建设举世瞩目隧

11、道建设举世瞩目2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）从统计数据看从统计数据看，2003 年度竣工的工业厂房面积约为年度竣工的工业厂房面积约为2000 年年度的度的2.7 倍。倍。 工业厂房工业厂房2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一） 农业大棚和规模化养殖农业大棚和规模化养殖根据根据2004 年末的统计数据年末的统计数据，我国农业大棚面积已经超过了我国农业大棚面积已经超过了65 亿亿m2，与我国同年度北方城镇供暖建筑面积相当。与我国同年度北方城镇供暖建筑面积相当。2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一） 空气洁净技术空气洁净技术我国的空气洁净技术的研究和

12、应用开始于我国的空气洁净技术的研究和应用开始于20世纪世纪50 年代末年代末，第一个洁净室于第一个洁净室于1965 年在电子工程中建成投入使用年在电子工程中建成投入使用，同一时同一时期我国的高效空气过滤器期我国的高效空气过滤器( HEPA) 研制成功投入生产研制成功投入生产 。空气。空气洁净技术在我国经历了近半个世纪的发展洁净技术在我国经历了近半个世纪的发展，其应用范围愈加其应用范围愈加广泛。洁净室的应用大致可分为工业洁净室和生物洁净室。广泛。洁净室的应用大致可分为工业洁净室和生物洁净室。2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一） 安全通风安全通风安全通风是通风领域的重要分支安全通风

13、是通风领域的重要分支,包括矿井通风、火灾情况下包括矿井通风、火灾情况下的防排烟的防排烟，以及近年来逐渐引起人们关注的反恐应急通风等。以及近年来逐渐引起人们关注的反恐应急通风等。2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）l 通风领域人才培养状况通风领域人才培养状况目前目前，我国通风领域的人才主要来源于建筑环境与设备工程我国通风领域的人才主要来源于建筑环境与设备工程专业。西安冶金学院专业。西安冶金学院（现在的西安建筑科技大学）现在的西安建筑科技大学） 为我国暖为我国暖通空调专业通空调专业（尤其是通风方向）培养了大批领军式的人才。尤其是通风方向）培养了大批领军式的人才。2022-2-4创新

14、学术讲座（一）创新学术讲座（一）我国我国通风领域通风领域面临的挑战与对策面临的挑战与对策l 挑战挑战“十二五十二五”期间期间单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放分别降单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放分别降低低16%和和17%，主要污染物排放总量减少，主要污染物排放总量减少8%至至10%；“十二十二五五”期间我国公共建筑节能目标：力争实现公共建筑单位面期间我国公共建筑节能目标：力争实现公共建筑单位面积能耗下降积能耗下降10%，大型公共建筑能耗降低，大型公共建筑能耗降低15% 。在节能减排的背景下在节能减排的背景下，如何在创造良好的室内环境的同时如何在创造良好的室内环境的同时，尽可能地减少能源消耗

15、并且保护大气环境尽可能地减少能源消耗并且保护大气环境已经成为通风行业已经成为通风行业面临的主要挑战。面临的主要挑战。2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）l 高效通风形式研究高效通风形式研究在各种建筑环境创造和节能技术中在各种建筑环境创造和节能技术中，通风方式与气流组织形通风方式与气流组织形式扮演着十分重要的角色。需进一步加强自然通风技术研究式扮演着十分重要的角色。需进一步加强自然通风技术研究，以及自然通风与机械通风相结合的多元通风技术研究。以及自然通风与机械通风相结合的多元通风技术研究。2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一） 2022-2-4创新学术讲座（一）创新

16、学术讲座（一）该方式的通风效率和能源利用率低该方式的通风效率和能源利用率低 混合通风的缺点混合通风的缺点置换通风的缺点置换通风的缺点由于送风温度低，为了保证工作区不产生吹风感，送风速度由于送风温度低，为了保证工作区不产生吹风感，送风速度小，当遇到热源的阻挡后气流有可能无法到达热源后面的某小，当遇到热源的阻挡后气流有可能无法到达热源后面的某些区域，从而使房间某些地方空气品质降低。置换通风的送些区域，从而使房间某些地方空气品质降低。置换通风的送风口位置使施工比较麻烦限制了它在我国的广泛应用。风口位置使施工比较麻烦限制了它在我国的广泛应用。由于由于该通风只适合夏天供冷不适合冬天供热该通风只适合夏天供

17、冷不适合冬天供热，因此，供冷、供热，因此，供冷、供热需要两套独立空调系统，增加了空调系统的初投资。需要两套独立空调系统，增加了空调系统的初投资。2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）碰撞射流通风方式是在置换通风的基础上发展起来的，它结碰撞射流通风方式是在置换通风的基础上发展起来的，它结合了合了混合通风混合通风和和置换通风置换通风的优点。的优点。通过喷口将具有较高动量的空气在距地面一定的高度向下送通过喷口将具有较高动量的空气在距地面一定的高度向下送到地面，高动量的空气碰撞到地面时动量急剧衰减并向四周到地面，高动量的空气碰撞到地面时动量急剧衰减并向四周扩散形成空气湖；扩散形成空气湖；

18、在兼具置换通风优点的同时，碰撞射流通在兼具置换通风优点的同时，碰撞射流通风方式的送风速度比置换通风大，且克服置换通风冬天不能风方式的送风速度比置换通风大，且克服置换通风冬天不能供暖的缺点。供暖的缺点。2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一） ：自由喷射区：碰撞偏斜区：地面喷射区停滞点碰撞面图2 碰撞喷射结构2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）多模通风概念多模通风概念 (Multi-mode Ventilation)同一建筑空间内，当室内同一建筑空间内，当室内某源某源（热源、湿源和污染源）或某（热源、湿源和污染源）或

19、某点的需求（温度、湿度、污染物浓度）点的需求（温度、湿度、污染物浓度）发生改变时发生改变时，依据依据一定的控制策略而采用若干种送风模式切换的方式一定的控制策略而采用若干种送风模式切换的方式，在满，在满足新的需求的同时达到最小的能耗。足新的需求的同时达到最小的能耗。2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）民用建筑的多模通风形式民用建筑的多模通风形式2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）工业建筑的多模通风形式工业建筑的多模通风形式2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）l 安全与应急通风技术研究安全与应急通风技术研究无论是民用建筑中的防排烟无论是民用建筑中的防

20、排烟，还是地铁和矿井中的安全通风还是地铁和矿井中的安全通风，既涉及到各种通风技术的综合应用既涉及到各种通风技术的综合应用，又涉及人员疏散和避难又涉及人员疏散和避难装置的设立。在我国目前矿难和火灾频发的特殊时期装置的设立。在我国目前矿难和火灾频发的特殊时期，安全安全与应急通风技术尤其引人注目。目前通风行业人员对此领域与应急通风技术尤其引人注目。目前通风行业人员对此领域的关注还非常有限的关注还非常有限,应与其他专业人员合作应与其他专业人员合作，开展相关的技术开展相关的技术研究研究，为减少此类事故的发生以及事故发生后降低人员伤亡为减少此类事故的发生以及事故发生后降低人员伤亡率做出贡献。率做出贡献。2

21、022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）无论是民用建筑还是工业建筑无论是民用建筑还是工业建筑，通风技术在使用过程中均存通风技术在使用过程中均存在大量利用自然能源和热回收的场合。如何针对不同地区的在大量利用自然能源和热回收的场合。如何针对不同地区的气候特点、不同类型建筑特点、不同工业建筑工艺特点气候特点、不同类型建筑特点、不同工业建筑工艺特点，合合理利用自然能源及热回收理利用自然能源及热回收，是提高我国通风领域设计水平、是提高我国通风领域设计水平、减少能源消耗的重要方向减少能源消耗的重要方向，也是广大同行应该努力的重要方也是广大同行应该努力的重要方向。向。l 工艺热回收与自然资源在通风

22、中的应用工艺热回收与自然资源在通风中的应用 2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）Part 2 空气净化（空气净化（Air Purification）2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）进风口进风口排风口排风口设计不当：进风口离污染气体排放口太近设计不当：进风口离污染气体排放口太近2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）管理不善：新风入口管理不善：新风入口2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）过滤器霉菌污染过滤器霉菌污染2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）过滤器可以截留颗粒物和水溶性气体，过滤器可以截留颗粒物和水溶性气体，

23、但也容易滋生细菌但也容易滋生细菌2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）冷凝盘积水可导致军团菌、霉菌等繁殖冷凝盘积水可导致军团菌、霉菌等繁殖2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）风机盘管回风口风机盘管回风口2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）风机盘管的叶轮风机盘管的叶轮2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）肮脏的室内送风口散流器肮脏的室内送风口散流器2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）风口粘满絮状污染物风口粘满絮状污染物2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）积尘积尘 老鼠尸体老鼠尸体 风道内的污染风道内的污染

24、 2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）影响空气品质的污染物主要有三种类型：影响空气品质的污染物主要有三种类型：1、空气中的化学有害物质污染空气中的化学有害物质污染，如室内装修中出现的苯、，如室内装修中出现的苯、甲苯和甲醛等；甲苯和甲醛等；2、空气中的细菌病毒等微生物空气中的细菌病毒等微生物，如流感病毒、军团菌和肺，如流感病毒、军团菌和肺结核病毒等；结核病毒等；3、空气中悬浮的细小颗粒物空气中悬浮的细小颗粒物，如烟尘、微生物遗骸和工业，如烟尘、微生物遗骸和工业粉尘等。粉尘等。2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）为了解决上述空气中的污染物，从原理上讲，目前通常使用为

25、了解决上述空气中的污染物，从原理上讲，目前通常使用的大致可分为三类空气净化技术：也即过滤吸附型技术、物的大致可分为三类空气净化技术：也即过滤吸附型技术、物理化学杀菌型技术和静电集尘型技术等。理化学杀菌型技术和静电集尘型技术等。吸附型过滤器、灰尘过滤器吸附型过滤器、灰尘过滤器2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）l 高效过滤净化技术研究高效过滤净化技术研究 无论是民用建筑还是工业建筑无论是民用建筑还是工业建筑，均存在有害气体、悬浮颗粒均存在有害气体、悬浮颗粒物与微生物等污染物。为更好地服务于目前的民用建筑和工物与微生物等污染物。为更好地服务于目前的民用建筑和工业建筑业建筑，需要进一

26、步研究开发低阻力、高效率的过滤材料需要进一步研究开发低阻力、高效率的过滤材料，对多种污染气体均有广谱净化效果的净化技术和装置对多种污染气体均有广谱净化效果的净化技术和装置，以及以及能高效杀灭微生物的技术和装置。能高效杀灭微生物的技术和装置。2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）1m 有多大有多大? 1 m = 1/1000 mm头发头发: 150 m花粉花粉: 10 m2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）花粉花粉: 10 m灰尘灰尘: 0.5 m病毒病毒: 0.2 m2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座

27、（一）过滤器主要功能：处理空过滤器主要功能：处理空气中的颗粒污染气中的颗粒污染常见误解：常见误解：过滤器像筛子过滤器像筛子一样，只有当悬浮在空气一样，只有当悬浮在空气中的颗粒粒径比滤网的孔中的颗粒粒径比滤网的孔径大时才能被过滤掉。其径大时才能被过滤掉。其实，过滤器和筛子的工作实，过滤器和筛子的工作原理原理大相径庭。大相径庭。2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）1. 扩散效应扩散效应气流速度气流速度小于小于 1 m的灰尘粒子不随的灰尘粒子不随气流运动，而是因空气分子气流运动，而是因空气分子的撞击做无规则运动，称为的撞击做无规则运动，称为“布朗扩散运动布朗扩散运动”。如果撞。如果撞

28、在过滤器纤维上就被捕获。在过滤器纤维上就被捕获。粒子越小，扩散运动越剧烈粒子越小，扩散运动越剧烈，撞击纤维的机会越多，过，撞击纤维的机会越多，过滤效果越好。滤效果越好。 纤维直径纤维直径 纤维数量纤维数量2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）2. 拦截效应拦截效应小而轻的灰尘粒子小而轻的灰尘粒子随气流而运动，当随气流而运动，当绕过纤维时，离纤绕过纤维时，离纤维表面太近的灰尘维表面太近的灰尘就会被拦截下来就会被拦截下来. 气流速度气流速度 纤维直径纤维直径纤维数量纤维数量2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）3. 惯性效应惯性效应较大的灰尘粒子在气流较大的灰尘粒子在气

29、流中做惯性运动。当气流中做惯性运动。当气流绕过纤维时，惯性大的绕过纤维时，惯性大的粒子来不及绕过而直接粒子来不及绕过而直接撞到纤维上。灰尘越大撞到纤维上。灰尘越大，惯性力越强，撞击纤，惯性力越强，撞击纤维的可能性越大，过滤维的可能性越大，过滤效果越好效果越好气流速度气流速度 纤维直径纤维直径纤维数量纤维数量2022-2-4创新学术讲座（一）创新学术讲座（一）4. 筛效应筛效应灰尘直径如果大于纤灰尘直径如果大于纤维之间的间隙，就会维之间的间隙，就会被拦住。被拦住。一般来说，灰尘直径一般来说，灰尘直径远小于纤维间隙，也远小于纤维间隙，也就是说，就是说，筛效应很少筛效应很少发生。发生。气流速度气流速度 纤维直径纤维直径 纤维数量纤维数量2022-