建筑设备第五章ppt课件(全)

1、第5章 通风工程 本章学习要点1. 建筑通风的任务和意义2. 常见的通风方式及特点3. 全面通风量的确定方法4. 通风系统常用设备的特点7/26/20221建筑设备教材5.1 建筑通风概述人类生活在空气的环境中，创造良好的空气环境条件(如温度、湿度、空气流速、洁净度等)对保障人们的健康，提高劳动生产率，保证产品质量是不可缺少的。这一任务的完成，就是由建筑通风和空气调节来实现的。而且随着工业的发展和人们生活水平的提高，人们对建筑通风的要求越来越高。7/26/20222建筑设备教材5.1.1 建筑通风的任务、意义建筑通风：是把室内被污染的空气直接或经净化后排出室外，把新鲜的空气补充进来，从而保证室

2、内的空气环境符合卫生标准和满足生产工艺的要求。建筑通风与空气调节的区别：空调系统往往把室内空气循环使用，把新风与回风混合后进行热湿处理和净化处理，然后再送入被调房间；而通风系统不循环使用回风，对送入室内的室外新鲜空气并不处理或仅作简单加热或净化处理，并根据需要对排风进行除尘净化处理后排出或直接排出室外。7/26/20223建筑设备教材 通风的任务：要对有害物采取有效的防护措施，以消除对工人健康和生产的危害，创造良好的劳动条件，同时尽可能对它们回收利用，化害为利，并切实做到防止大气污染。这样的通风叫做“工业通风”。一般必须采用机械的手段才能进行。此外，在一些大型的公共建筑中，为了维持舒适的空气环

3、境，不仅要求室内空气具有一定的温度和湿度，而且要及时排除污浊空气，保持空气清新和适当的流动速度。5.1.1 建筑通风的任务、意义7/26/20224建筑设备教材 通风的任务：无论是工业建筑中为了保证工人的身体健康，提高产品质量，还是在民用建筑中为了满足各种人的舒适的需要，都要求维持一定的空气环境。建筑通风和空气调节就是创造这种空气环境的一种手段。建筑通风不仅是改善室内空气环境的一种手段，而且也是保证产品质量、促进生产发展和防止大气污染的重要措施之一。随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，对建筑通风提出许多新的要求，这必将促进通风工程的迅速发展。5.1.1 建筑通风的任务、意义7/26/202

4、25建筑设备教材5.1.2 通风方式建筑通风包括送(进)风和排风送(进)风：向室内补充新鲜空气排风：从室内排除污浊的空气为实现排风或送风，所采用的一系列设备、装置的总体称为通风系统，其通风方式有三种分类方法。7/26/20226建筑设备教材 通风方式1. 按通风系统的动力不同划分 按通风系统的动力不同，通风方式可分为自然通风和机械通风。(1)自然通风 自然通风是依靠室外风力造成的风压和室内外空气温度差所造成的热压来使空气流动的通风方式。 图5-1为利用热压进行的自然通风简图，由于房间空气温度高，密度小，因此就产生了一种上升力，空气上升后从上部窗排出，使得室外较冷而密度较大的空气从下边门窗或缝隙

5、进入室内。因此，就在房间内形成了一种由室内外气温差引起的自然通风，这种通风方式称为热压作用下的自然通风。7/26/20227建筑设备教材图5-1热压作用下的自然通风7/26/20228建筑设备教材5.1.2 通风方式(1)自然通风图5-2为利用风压进行的自然通风，在迎风面上产生正压而在背风面上产生负压。在这个风压的作用下气流由建筑物迎风面的门窗进入房间内，同时把房间内的空气从背风面的门窗压出去。因此，在房间中形成了一种由风力引起的自然通风，这种通风方式称为风压作用下的自然通风。7/26/20229建筑设备教材图5-2风压作用下的自然通风7/26/202210建筑设备教材自然通风按建筑构造的设置

6、又可分为有组织自然通风和无组织自然通风。有组织自然通风是利用侧窗和天窗控制，调节进、排气，目前采用得较为广泛。无组织自然通风是靠门窗及缝隙进行空气交换的。5.1.2 通风方式7/26/202211建筑设备教材(2)机械通风 机械通风是利用通风机产生的动力，进行换气的方式。机械通风是进行有组织通风的主要技术手段。机械通风的例子很多。利用安装在墙、窗上的轴流风机排风是最简单的一种机械通风。图5-3是利用排风管道均匀排风图5-4是从几个局部地点将有害气体排走图5-5是除尘系统，除尘系统也可以用来回收粉料，如回收面粉、金属粉末、水泥等图5-6为机械进风系统，室外空气在风机的作用下经百叶窗进入进气室。在

7、进气室中经过滤器过滤、加热器加热后，通过风管送入通风房间。5.1.2 通风方式7/26/202212建筑设备教材图5-3均匀排风系统7/26/202213建筑设备教材图5-4局部排风系统7/26/202214建筑设备教材1-局部排风罩；2-风道；3-风机； 4-除尘器 图5-5除尘系统7/26/202215建筑设备教材1-百叶风口；2-过滤器；3-加热器；4-风机；5-风道；6-空气处理器；7-电机；8-送风口 图5-6机械进风系统7/26/202216建筑设备教材5.1.2 通风方式2. 按通风系统的作用范围不同划分 按通风系统的作用范围不同，通风系统可分为全面通风和局部通风。(1)全面通风

8、全面通风是在房间内全面进行通风换气。全面通风的目的在于稀释环境空气中的污染物。由于条件限制、污染源分散或不确定等原因，采用局部通风方式难以保证卫生标准时采用。全面通风可以利用机械通风来实现，也可用自然通风来实现，全面通风可分为全面排风和全面送风。7/26/202217建筑设备教材几种全面通风方式的示意图见图5-7、图5-8、图5-9。图5-7是一种最简单的全面通风方式，装在外墙上的轴流风机把室内污浊空气排至室外，使室内造成负压(室内压力低于室外大气压力)。在负压作用下室外新鲜空气经窗孔流入室内，补充排风，稀释室内污浊空气。采用这种通风方式可以防止室内的有害物质流入相邻的房间，它适用于室内空气较

9、为污浊的房间如厨房、厕所等。 5.1.2 通风方式7/26/202218建筑设备教材图5-7 用轴流式风机排风的全面通风 7/26/202219建筑设备教材图5-8是利用离心式风机把室外新鲜空气(或经过处理的空气)经风管和送风口直接送到指定地点，对整个房间进行换气，稀释室内污浊空气。由于室外空气的不断送入室内空气压力升高，使室内压力高于室外大气压力(即室内保持正压)。在这个压力作用下，室内污浊空气经门、窗及其他缝隙排至室外。采用这种通风方式，周围相邻房间的空气不会流入室内，它适用于对室内清洁度要求较高的房间，如旅店的客房、医院的手术室等。5.1.2 通风方式7/26/202220建筑设备教材1

10、-空气处理室；2-风机；3-风管；4-送风口 图5-8 离心式风机送风的全面通风7/26/202221建筑设备教材图5-9是同时设有机械进风和机械排风的全面通风系统。室外空气根据需要进行过滤和加热等处理后送入室内，室内污浊空气由风机排至室外，这种通风方式的效果较好。5.1.2 通风方式7/26/202222建筑设备教材图5-9 同时设有机械进风和机械排风的全面通风系统 7/26/202223建筑设备教材全面通风系统适用于有害物分布面积广，以及某些不适合采用局部通风的场合，在公共及民用建筑中广泛采用全面通风。全面通风系统需要风量大，设备较为庞大。当要求通风的房间面积较大时，会有局部通风不良的死角

11、。 5.1.2 通风方式7/26/202224建筑设备教材图5-10是局部排风系统示意图。在有害物发生地点设置局部排风罩，尽可能把有害物源密闭。通过风机的抽风，把污染气流直接排至室外。在寒冷地区设置局部排风系统的同时，需设置热风采暖系统。局部送风一般用于高温车间内局部工作地点的夏季降温。5.1.2 通风方式7/26/202225建筑设备教材图5-10 局部排风系统示意图 1工艺设备;2局部排风罩;3排风帽;4风道;5风机;6排风处理装置;7排风柜7/26/202226建筑设备教材(2)局部通风局部通风只使室内局部工作地点保持良好的空气环境，或在有害物产生的局部地点设排风装置，不让有害物在室内扩

12、散而直接排出的一种通风方法。局部通风可分为：局部排风和局部送风。5.1.2 通风方式7/26/202227建筑设备教材(2)局部通风局部排风是将污染物就地排除，并在排除之前不与工作人员相接触。而局部送风则是将经过处理的、合乎要求的空气送到局部工作地点，以保证局部区域的空气条件。局部通风方式作为保证工作和生活环境空气品质、防止室内环境污染的技术措施应优先考虑。图5-11是局部送风系统示意图。送风系统送出经过处理的冷却空气，使工人操作地点保持良好的工作环境。 5.1.2 通风方式7/26/202228建筑设备教材图5-11 局部送风系统示意图7/26/202229建筑设备教材5.1.2 通风方式3

13、. 按通风系统的特征不同划分 按通风系统的特征不同，通风系统可分为送风和排风。(1)送风 送风就是向房间内送入新鲜空气。它可以是全面的，也可以是局部的。(2)排风 排风就是将房间内的污染物或有害气体经处理后排送至室外。 7/26/202230建筑设备教材5.1.3 全面通风量的确定无论是进行自然通风系统设计还是进行机械通风系统设计，均需要确定全面通风量。通风量都是根据室内外空气的计算参数以及需要消除的室内产热量、产湿量、有害气体的产生量确定的。7/26/202231建筑设备教材5.1.3 全面通风量的确定1. 室内外空气的计算参数通风房间的气象参数，应根据卫生标准来确定。作为通风工程设计依据的

14、室外气象参数叫做通风室外空气的计算参数。如同确定供暖室外计算温度的原则一样，按所采用的通风室外计算参数设计的通风装置，应能保证在绝大多数的时间里室内的气象参数符合卫生标准的要求。7/26/202232建筑设备教材5.1.3 全面通风量的确定2. 室内产热量、产湿量及有害气体产生量的确定在非工业建筑中，使空气环境恶化的主要原因是：夏季的太阳辐射和冬季的室外低温；人体散热、散湿和呼出的二氧化碳；电气照明散热以及一些常用设备产生的热、湿和其他有害物质。工业建筑中的有害物往往以生产过程产生的为主。从各种生产设备和工艺过程中散发的有害物,其性质和数量取决于生产的性质、规模和工艺条件。一些计算方法可参阅有

15、关设计手册和资料。7/26/202233建筑设备教材5.1.3 全面通风量的确定3. 全面通风量的确定全面通风量是指为了改变空气的温、湿度或稀释有害物质的浓度，以使作业地带的空气符合卫生标准所必需的换气量。如果房间内同时散发余热、余湿和有害气体，全面通风量应分别计算，按其中所需最大值取作全面通风量。如果同时散发数种溶剂(苯及其同系物、醇类、醋酸酷类)的蒸气，或数种刺激性气体(二氧化碳、三氧化硫、氯化氢、氟化氢、一氧化碳和各种氮氧化合物)时，因它们对人体健康的危害性质是一样的，故应看成是一种有害物质，即其所需全面通风量应是分别稀释至容许值时每种有害气体所需全面通风量之和。 7/26/202234

16、建筑设备教材例：某车间同时散发苯蒸气和甲醇蒸气，消除苯蒸气所需通风量为10200 m3/h，消除甲醇蒸气所需通风量为7350m3/h，则消除有害气体所需全面通风量是上述二者之和为17550 m3/h。但该车间消除余热所需全面通风量为25150 m3/h，则最后确定该车间的全面通风量应为25150 m3/h。5.1.3 全面通风量的确定7/26/202235建筑设备教材防尘的通风措施与消除余热、余湿和有害气体的情况不同，除特殊场合外，很少采用全面通风的方式，因为一般情况下单纯增加通风量并不一定能够有效地降低室内空气中的含尘浓度，有时反而会扬起已经沉降落地或附在各种表面上的粉尘，造成个别地点浓度过

17、高的现象。因此除特殊场合外很少采用全面通风的方式，而是采取局部控制，防止进一步扩散。5.1.3 全面通风量的确定7/26/202236建筑设备教材对于一般居住及公共建筑，当散入室内的有害气体量无法具体确定时，全面通风量可按房间的换气次数估算，即： L=nV (公式5-1) 式中: V房间的体积(m3)； n换气次数(次/h)，见表5-1； L全面通风量(m3/h)。5.1.3 全面通风量的确定7/26/202237建筑设备教材表5-1 居住及公共建筑的最小换气次数5.1.3 全面通风量的确定7/26/202238建筑设备教材5.1.3 全面通风量的确定(1)空气量平衡任何一个通风房间，为了能够

18、正常地排风和进风，必须保持室内压力稳定不变。为此，应使进入房间的总空气量等于排出房间的总空气量，即保持空气量平衡。对于产生有害气体和粉尘的车间，为防止其向邻室扩散，可使进风系统的风量略小于排风系统的风量(一般相差10%20%)，以形成一定的负压，不足的进风量将来自邻室和依靠本房间的自然渗透弥补。7/26/202239建筑设备教材5.1.3 全面通风量的确定(1)空气量平衡渗入风量可以按式5-2计算： Gzs=Gp-Gs (公式5-2) 式中： Gzs自然渗透风量(kg/s); Gp总排风量(kg/s); Gs机械送风量(kg/s)。相反，对于生产要求较洁净的车间，当其周围环境较差时，则使进风系

19、统的风量略大于排风系统的风量(约510%)，以保证室内正压，阻止外界的空气进入室内。7/26/202240建筑设备教材5.1.3 全面通风量的确定(2)热量平衡通风房间的热量平衡：是指房间的总得热量(包括进风带入的热量和其他得热量)与总失热量(包括排风带出热量和其他失热量)两者相等，才能保持室内温度稳定。热量平衡式可用式5-3表示： 1.01Gsts+1.01Gzstw=1.01Gptp+Q (公式5-3) 式中：Gzs自然渗透风量(kg/s)； Gp总排风量(kg/s)； Gs机械送风量(kg/s)； tw当地的供暖计算温度()； tp排风温度即工作区的温度()； ts送风温度()； Q不足

20、的热量(指生产散热量与建筑热损失的差值， kJ/s)。7/26/202241建筑设备教材5.1.3 全面通风量的确定(2)热量平衡在寒冷地区，冬季要求保持一定的室内温度，并且不允许温度过低的室外空气直接送入工作区。因此在设计全面通风系统时，常需将空气量平衡和热量平衡两者联系起来考虑，以便既能保证要求的通风量，又可保持规定的室内温度。7/26/202242建筑设备教材 【例5-1】已知某车间为排除有害气体，局部排风量Gp=0.556 kg/s，冬季工作区的温度tp=15，不足的热量(指生产散热量与建筑热损失的差值)Q=5.815kW=5815W=5815J/s，当地的供暖计算温度tw=-25，试

21、确定冬季机械送风系统的风量和温度。解： 如取机械送风量等于总排风量的90%， 即Gs=0.5560.9=0.5 (kg/s) 不足的进风量靠自然渗透通风来弥补， 则渗入风量Gzs=0.556-0.5=0.056 (kg/s) 列出热量平衡式： 1.01Gsts+1.01Gzstw=1.01Gptp+Q 亦即1.010.5ts+1.010.056(-25)=1.010.55615+5.815 故 ts31()5.1.3 全面通风量的确定7/26/202243建筑设备教材自然通风系统的设备装置比较简单，只需用进、排风窗以及附属的开关装置。其他各种通风方式，包括机械通风系统和管道式自然通风系统，则由

22、较多的构件和设备所组成。 5.2 通风系统常用设备7/26/202244建筑设备教材 5.2.1 室内送、排风口 5.2.2 风道 5.2.3 风机 5.2.4 排风的净化处理设备5.2 通风系统常用设备7/26/202245建筑设备教材5.2.1 室内送、排风口室内送、排风口是分别将一定量的空气，按一定速度送到室内，或由室内把空气吸入排风管的构件。送、排风口，一般应具备下列要求：风口风量应能调节，阻力小，风口尺寸尽可能小。民用建筑和公共建筑中的送、排风口形式应与建筑结构的美观配合。图5-12是构造最简单的两种送风口，孔口直接开设在风管上，用于侧向或下向送风。图5-12(a)为风管侧送风口，除

23、送风口本身外没有任何调节装置。图5-12(b)为插板式风口，其中设有插板，这种风口虽可调节送风量，但不能控制气流的方向。7/26/202246建筑设备教材a ）风管侧送风口 b ）插板式送、吸风口 图5-12 两种最简单的送风口7/26/202247建筑设备教材5.2.1 室内送、排风口图5-13所示是常用的一种性能较好的百叶式风口，可以在风管上、风管末端或墙上安装。双层百叶式风口不但可以调节出口气流速度，而且可以调节气流的角度。7/26/202248建筑设备教材图5-13 百叶式送风口7/26/202249建筑设备教材在工业厂房中，往往需要向一些工作地点供应大量的空气，但又要求送风口附近的风

24、速迅速降低，以避免“吹风”的感觉。能满足这种要求的大型送风口，通常叫做空气分布器。送风口及空气分布器的型式很多，其构造和性能可查阅全国通用采暖通风标准设计图集。室内排风口是全面排风系统的一个组成部分，室内被污染的空气由排风口进入排风管道。排风口的种类较少，通常做成百叶式。5.2.1 室内送、排风口7/26/202250建筑设备教材此外，图5-12所示的送风口，也可以用于排风系统，当做排风口使用。室内送、排风口的布置情况，是决定通风气流方向的一个重要因素，而气流的方向是否合理，将直接影响全面通风的效果。在组织通风气流时，应将新鲜空气直接送到工作地点或洁净区域，而排风口则要根据有害物的分布规律设在

25、室内浓度最大的地方，具体做法如下： 5.2.1 室内送、排风口7/26/202251建筑设备教材(1) 排除余热和余湿时，采取下送上排的气流组织方式，即将新鲜空气送到车间下部的工作地带，吸收余热和余湿后流向车间上部，由设在上部的排风口排出。(2) 利用全面通风排除有害气体时，排风口的位置应根据下述不同的情况来确定：放散的气体比空气轻时应从上部排出；放散的气体比空气重时，宜从上部和下部同时排出。至于送风，则不论上述哪一种情况，都应一律送至作业地带。(3) 对于用局部排风排除粉尘和有害气体而又没有大量余热的车间，用以补偿局部排风的机械送风系统，宜将新鲜空气送至上部地带。5.2.1 室内送、排风口7

26、/26/202252建筑设备教材5.2.2 风道1. 风道材料和风道截面积的确定 一般的风道材料应该满足下列要求：(1) 价格低廉，尽量能就地取材；(2) 防火性能好；(3) 便于加工制作；(4) 内表面光滑、阻力小；(5) 部分风管材料应满足防腐性能好、保温性能强等特殊 要求。7/26/202253建筑设备教材5.2.2 风道1. 风道材料和风道截面积的确定目前我国常用的风道材料有薄钢板、硬聚氯乙烯塑料板、胶合板、纤维板、矿渣石膏板、砖及混凝土等。一般的通风系统多用薄钢板，输送腐蚀性气体的系统用涂刷防腐漆的钢板或硬聚氯乙烯塑料板。需要与建筑结构配合的场合也多用以砖和混凝土等材料制作的风道，一

27、般情况下，通风管道以圆形、矩形为主。7/26/202254建筑设备教材风道截面积A可按式5-4计算： A=L/3600V (公式5-4)式中: A风道截面积(m2)； L风道内的通风量(m3/h)； V风道内空气流动速度(m/s)。确定风道截面积，必须事先确定风管中空气的流速。一般情况下，风道内空气流动速度大则风道截面积小，可以节省风道材料，占用空间少，但系统阻力增加，风机能耗增加，系统噪声大；反之则情况相反。所以，风管中风速的选择要综合考虑上述诸因素后确定，按规范规定风管内风速根据表5-2选择，除尘系统中的风速一般在1218 m/s范围内，以防粉尘在管道中沉积。5.2.2 风道7/26/20

28、2255建筑设备教材表5-2 风管内风速 （单位：m / s ) 7/26/202256建筑设备教材 如果墙壁较薄，可在墙外设置贴附风道(见图5-14)。当贴附风道沿外墙设置时，需在风道壁与墙壁之间留40mm宽的空气保温层。设在阁楼里和不供暖房间里的水平排风道可用下列材料制作：如果排风的湿度正常，用40mm厚的双层矿渣石膏板，如图5-15所示；排风的湿度较大，用40mm厚的双层矿渣混凝土板；排风的湿度很大，可用镀锌薄钢板或涂漆良好的普通薄钢板，外面加设保温层。 5.2.2 风道7/26/202257建筑设备教材5.2.2 风道图5-14 贴附风道7/26/202258建筑设备教材图5-15 水

29、平风道7/26/202259建筑设备教材各楼层内性质相同的一些房间的竖排风道，可以在顶部(阁楼里或最上层的走廊及房间顶棚上)汇合在一起，对于高层建筑尚需符合防火规范的规定。工业通风系统在地面以上的风道通常采用明装，风道用支架支承沿墙壁及柱子敷设，或者用吊架吊在楼板或桁架的下面(风道距墙较远时)，布置时应力求缩短风道的长度，但应以不影响生产过程和与各种工艺设备不相冲突为前提。此外，对于大型风道还应尽量避免影响采光。5.2.2 风道7/26/202260建筑设备教材在有些情况下，可以把风道和建筑结构密切地结合在一起，例如对采用锯齿形屋顶结构的纺织厂，便可很方便地将风道与屋顶结构合为一体，如图5-1

30、6所示。这样布置的风道，既不影响工艺和采光，而又整齐美观。敷设在地下的风道，应避免与工艺设备及建筑物的基础相冲突，也应与其他各种地下管道和电缆的敷设相配合，此外尚需设置必要检查口。5.2.2 风道7/26/202261建筑设备教材1混凝土风道2钢筋混凝土风道壁3风道的底板图5-16与建筑结构结合的钢筋混凝土风道7/26/202262建筑设备教材5.2.3 风机风机是用于为空气流动提供必需的动力以克服输送过程中的阻力损失。在通风和空调工程中，常用的风机有： 离心式风机（图5-17） 轴流式风机（图5-18）7/26/202263建筑设备教材1叶轮2机轴3叶片4扩压环5吸气口6轮毅7排风口8机壳

31、图5-17 离心风机构造示意图7/26/202264建筑设备教材1.离心式风机离心风机如图5-17所示，它是由叶轮、机壳和集流器(吸气口)三个主要部分所组成。离心风机的工作原理与离心水泵相同，主要借助于叶轮旋转时产生的离心力而使气体获得压能和动能。离心风机的主要性能的参数有如下几项:5.2.3 风机7/26/202265建筑设备教材(1)风量L：表明风机在标准状态即大气压力pa=101325 Pa和温度t=20下工作时，单位时间内输送的空气量，单位为m3/h。(2)全压H：表明在标准状态下工作时，通过风机的每1m3空气所获得的能量，包括压能与动能，单位为kPa。(3)轴功率N：电动机施加在风机

32、轴上的功率称为风机的轴功率N，而空气通过风机后实际得到的功率称为有效功率Nx，后者可用公式5-5表示： Nx=LH3600 (公式5-5) 式中：L和H分别表示风机的风量(m3/h)和全压(kPa)。5.2.3 风机7/26/202266建筑设备教材(4)转数n：叶轮每分钟旋转的转数，单位为r/min。(5)效率：风机的有效功率与轴功率的比值，即=Nx/N100%。如同离心泵的原理一样，当风机的叶轮转数一定时，风机的全压、轴功率和效率均与风量之间存在着一定的制约关系，可用坐标曲线(称为离心风机的性能曲线)或者列成数据表来表示。不同用途的风机，在制作材料及构造上有所不同。5.2.3 风机7/26/202267建筑设备教材例如用于一般通风换气的普通风机(输送空气的温度不高于80，含尘浓度不大于150mg/m3)，通常用钢板制作，小型的也有用铝板制作的；除尘风机要求耐磨和防止堵塞，因此钢板较厚，叶片较少并呈流线型；防腐风机一般用硬聚氯乙烯板或不锈钢板制作；防爆风机的外壳和叶轮均用铝、铜等有色金属制作，或外壳用钢板而叶轮用有色金属制作等等。离心