暖通空调习题集和答案

在此区域，采用最小新风比，以节省空气处理所需要的冷量。随着室外空气比焓值的升高，逐渐增加空气冷却器的冷水量或降低冷水温度来保证所要求的机器露点。9-4暖通空调系统的节能措施有哪些？各种节能措施在技术应用方面的主要内容、节能效益或存在问题是什么？【答】（1）空调新风调节和系统的运行工况调节：空调新风问题是影响空调是否节能的一个方面，新风量过多会增加其负荷，进而增加电耗，处理的新风量过少则会影响空调环境的质量，因此针对具体的空调环境做好送风温度和新风比例的调整非常有利于节能。比如，对于夏季需供冷、冬季需供热的空调房间，室外新风量愈大，系统能耗愈大，在这种情况下，室外新风应控制到卫生要求的最小值。而在过渡季节，空调室内一般不需供冷或供热，可全部采用新风，这种方法是空调系统最有效的节能措施之一。空调系统的全年运行调节即是考虑了在室外气象参数变化时，在室内允许的温湿度变化范围内，将空调区域分区，在每一个分区采用最佳的运行工况。（2）变频技术的运用：近年来，变频空调、变频风机、变频泵由于其具有节能和能保证舒适室内环境而得到飞跃发展。在中央空调系统中，我们采用变频技术主要有两种形式：用变频泵或变频风机代替调节阀，减少系统内部耗能，提高整机效率；采用变水量或变风量技术，根据空调房间的符合变化调节水流量或送风量（或者新风比），从而达到节能的效果。（3）优化中央空调系统方案：在既要节能，又要保证室内空气品质的前提下，可采用风量可调的置换式送风系统、辐射顶板空调系统、辐射地板空调系统、结合水蓄冷或冰蓄冷的低温送风系统、蒸发冷却和去湿系统等空调方案。置换式送风系统具有舒适度及室内空气品质好、噪声小、空间特性与建筑设计兼容性好、适应性广、灵活性大、能耗低、初投资少、运行费用低等优点，系统也存在不足，一般置换送风的送风量大，送风温度大，室内湿度必须得到控制。置换通风不适合用于有污染物的密度大于空气的房间，不适合于较暖和的气候，不适合底层高的房间。辐射地板空调系统具有热舒适性好、供热稳定性好、运行节能、冷热源机组的能效高、使用寿命长等特点，但它只适合用于室内空调冷负荷不太大的情况。辐射顶板采暖的舒适性不及地板辐射采暖，但优于暖气片采暖；夏季冷辐射顶板空调系统优于地板辐射空调系统。（4）热回收技术：暖通空调系统的能耗特点之一就是大量预热的浪费。从节能方面考虑，将系统需要排放的余热转移到需要热的地方时节能的一种趋势。如从排风中回收冷量或热量在系统中安装能量回收装置，用排风中含有的冷量和热量来处理新风，可以减少处理新风所需的能量，降低机组负荷，减少装机容量，提高空调系统的节能性；可以采用直接回收或间接回收的方法把通过冷却塔排放的冷凝热回收用来加热热水，为建筑提供热水。（5）自动控制系统的运用：利用室内的干球温度传感器，通过温度或湿度传感器检测室内温度或湿度的变化来控制相应的调节机构的变化，使送风温度或湿度随干扰量的变化而变化；它还可以根据不同的室外工况，自动在最小新风、全新风和合理的新风比之间选择和控制；采用自动化系统还可以优化系统的启停，在保证工作时间的舒适外，合理控制开机时间，避免能源浪费。（6）可再生能源的利用太阳能制冷和供暖、地热能的利用、地下含水层蓄能、地道风的利用等等。利用这些可再生能源，不仅节能，而且还可以不会造成环境的污染。

第十章暖通空调系统的消声与隔振10-1分析风冷式空调工程中噪声噪声产生的原因。【答】冷却水侧：①风冷式冷却塔：风扇会产生较大噪声。②冷却水泵：流体在水泵中产生一定噪声，如果水泵安装时减震措施不当，还可能引起共振加大噪声。冷冻水侧：①制冷机组：运行的噪声，如果机组工作年限比较长或者日常维护不当，机组磨损严重，会产生较大噪声。②冷冻水泵：产生噪声的原因同冷却水泵。③送（回）风机：它包括风机本身的机械噪声和气流高速转向运动的空气动力性噪声，其中空气动力性噪声为主。它是空调系统最主要的噪声。④风机进出口：由于风速过高，会产生较大噪声，可考虑使用消声器或消声静压箱等。⑤风管或管件：在风管中流速较大的高速风管中，噪声不能忽视。空气在风管中运动引起风管的共振或者气流遇到障碍物（如阀门、三通、弯头等）引起气流转向，都会产生噪声。10-2降低噪声源噪声的噪声控制措施有哪些？【答】：降低噪声源的噪声是最有效、最根本的措施。1）设备选型方面：应选用高效率低噪声系列的设备，噪声指标是选择设备的一项重要依据。2）系统的设计：①管网的风量和阻力不宜过大，因为风机的噪声跟系统的风量和阻力的噪声阻力的平方成正比变化。系统管网设计时，少用或不用调节阀，同时在截面尺寸较大的矩形风管的弯头或三通支管等处应装导流叶片，避免气流遇到障碍气流转向产生噪声。风机和电动机之间可以采用直接联动，风机的出口处不宜有急转弯或阻力件，避免涡旋作用。送风口和回风口与风管之间应设适当长度的扩散管，对于对噪声有严格要求的房间，在送风口前和回风口后可设静压箱。风口形式的选择：要选用精度较高的百叶风口，避免百叶振动产生噪声。3）安装：严格按照行业相关规范施工，在风机、泵、风管的安装时要注意固定牢固。10-3试述简要消声器的种类、原理、特点及适用范围。【答】根据其消声原理可分为：阻性消声器、抗性消声器和阻抗复合式消声器（1）阻性消声器：①原理：利用消声器内壁的吸声材料或吸声结构，依靠吸声材料的孔隙，使声波在其中引起空气和材料振动而产生摩擦及粘滞阻力，将声能转化为热能而被吸收，从而沿管道传播的噪声迅速降低。②特点：阻性消声器对中高频段的声波消声效果好。它的消声效果跟吸声材料的种类、吸声层的厚度及密度、断面形状和尺寸、气流速度和消声器的长度。③常见的有直管式、片式、格式、折板式、声流式、小室式以及弯头等。直管式：制作简单，阻力小，仅对中高频噪声吸声效果好，对低频效果差，常用于管径小于400mm的管道。片式或格式：适用于大断面、流速不是很高的管道（2）抗性消声器：①抗性消声器区别于阻性消声器的是，它不使用吸声材料，工作原理是利用声阻抗的不连续性引起声波传输损失。②特点：一般用于消除低频或者低中频的噪声。③按结构分为：膨胀型和共振型。膨胀型：由于其体积大，一般适用于管道断面小的管道。共振型：它具有较强的频率选择性，结构一定的共振型消声器的有效频率范围很窄，对于选定的频率噪声消声效果好。微穿孔板消声器：由于它具有消声频段宽，阻力小、不使用价格贵的消声材料、不起尘等优点，受到青睐。常使用于高温高湿、洁净度高的管路系统。（3）阻抗复合型消声器：它的消声频程宽。但是单就高频或低频段而言，其消声效果不及阻性或抗性消声器。10-4试说明微穿孔板消声器的适用场合及其参数，以及如何选择微穿孔板消声器。【答】：在微穿孔板消声器的内管上有孔径小于1mm，穿孔率在1%~5%之间的微孔。适用于较高要求的宾馆、净化车间、无菌室、食品工业厂房等及高温、高速气流或水流、油雾、粉尘等场所，尤其是低频噪声较大的场所效果更佳，适用风速小于15m/s。参数有：外管尺寸A×B,内管尺寸C×D，接管法兰规格，适用风量。根据消声器所在风管的尺寸、风量可以选择所需的风管微穿孔板消声器。10-5空调系统采用一台4-72-11№8C离心式通风机，转数n＝1250转/分，叶轮直径，风量Q＝24200m3/h，风压H＝1138Pa，试计算其声功率级。【解】计算无因次量由查教材附录35得，代入教材式（11.1），有：10-6变风量系统，将10-5题中的风机在冬季转数降低为n＝1000转/分，试计算其声功率级升为多少。【解】同上查得，则10-7对10-5题中的离心式通风机，试计算其各频带声功率级。【解】通风机各频带的声功率级按计算，值查教材附录37，计算结果见表10.1。表10.1题10-7计算结果中心频率/Hz631252505001000200040008000/dB-5-6-7-12-17-22-26-33/dB/dB1009998938883797210-8如果在一个空调机房内安装有3台型号、风量、风压均相同的离心式通风机（同7-1题）。其总声功率级较单独一台时增加了多少？【解】先计算其中俩台通风机的总声功率级作为一台声功率级较高的通风机的声功率级：查教材表11.1两台相同通风机的附加声功率级值为3.0dB，则再计算第三台通风机：查表取1.8dB，则故三台相同型号风压均相同的离心式通风机其总声功率级教单独一台增加了4.8dB。10-9某通风机房中设有三台通风机，其声功率级分别为Lw1=84dB，Lw2=84dB，Lw3=90dB，求该机房的总声功率级是多少？【解】同上题，先计算前两台通风机的总声功率级：再计算第三台通风机：两台通风机声功率级差值为90-87=3dB，查表取1.8dB，则总声功率级10-10如果用声级计测出噪声的A声级为65dB（a），能否满足普通生产车间的要求？该噪声相当于哪一条噪声评价曲线。【解】查手册[1]表17.1-9《工业企业噪声控制设计规范》对生产车间及作业场所的A声级噪声限制值为90dB，所以题中生产车间噪声的A声级为65dB满足要求。由NR数与A声级之间的近似关系，可知该噪声相当于85号噪声评价曲线。图10.1题10-11图10-11某办公室面积为4.5×6.0m2，高为3m。空调采用T4-72型No.5A风机，叶轮直径D=0.5m；总风量为5402m3/h，全压为740Pa，转速为1450r/min。送风由主风管经支管及散流器送风口送入房间，（如图10.1）送风量为400m3/h，要求办公室内的空调噪声满足NR35曲线的要求。系统布置如右图，风口距人耳1.0m，角度为0°，试进行该系统的消声设计计算。图10.1题10-11图【解】①计算风机比声功率级：由查教材附录35得，代入教材式（11.1），得风机的总声功率级：由风机叶片形式，查教材附录37得风机各频带的修正值，并将修正后的各频带声功率级列于表7.1。②矩形风管的当量直径：③三通计算支管断面积为：三通分支后各支管段面积之和为：计算房间常数：房间内总面积房间常数：其余计算过程均列入表10.2中。表10.2题10-11消声计算过程汇总表次序计算项目频率/Hz备注63125250500100020004000①风机频带声功率级/dB92919085807571②直管自然衰减/dB0.60.60.450.30.20.20.2由查表11.3③一个弯头的自然衰减/dB——1.85.26.64.63由查表11.4④三通自然衰减/dB6666666由式(11.7)计算⑤风口末端损失/dB161051———查图11.3⑥管路自然衰减总和22.616.613.2512.512.810.89.2②+③+④+⑤⑦风口处的声功率级/dB69.474.476.7572.568.264.261.8①-⑥⑧风口指向因素Q2.02.23.03.96.46.77.4风口长边180mm，查表11.6⑨房间吸声量/dB5543221由式（11.9）计算⑩室内声压级/dB64.469.472.7569.566.262.260.8由式（11.10），⑦-⑨eq\o\ac(○,11)室内容许标准声压/dB64534539353230根据NR35查图教材图11.2eq\o\ac(○,12)消声器应负担的消声量/dB0.416.427.7530.531.230.230.8⑩-eq\o\ac(○,11)10-12隔振方式有哪些？暖通空调中是如何隔振的？【答】隔振方式分为积极隔振和消极隔振两种。积极隔振就是隔离振动源的振动向基础传递；消极隔振就是隔离基础的振动向周围的其他物体或结构的传递。在暖通空调系统中，通常既采用积极隔振，又采用消极隔振。在设备上安装隔振器和隔振材料，将机器和设备间的刚性连接转变为弹性连接，从而消弱有机器设备传给基础的振动。同时也在基础与建筑结构之间安装隔振材料，减弱振动引起的弹性波沿建筑结构传到其他房间中去的固体声。10-13常用的隔振材料或装置有哪些？各自的特点是什么？【答】：隔振材料或装置：软木、橡胶、海绵乳胶、玻璃纤维板、毛毡板、金属弹簧和空气弹簧等。软木：刚度大，固有频率高、适用高转速设备的隔振。橡胶：弹性好。阻尼比大、造型和压制方便，可多层叠合使用，降低固有频率，价格低，但易老化。橡胶隔振装置主要有隔振垫和隔振器两个类型。金属弹簧：承载力大，耐久性好，刚度低，阻尼较小，耐高温、低温、耐油、耐腐蚀，性能稳定。空气弹簧：刚度低，阻尼可调，具有较低的固有频率和较好的阻尼性能，隔振效果好。但是它对保养和环境的要求高，价格高。10-14工程上为什么一般取f＞3f0作为选择隔振材料或隔振器的依据？【答】：振动传递率的计算式如下：其中T——振动传动率；f——振源的振动频率，Hz，f=n/60，其中n为设备每分钟的轴转速，rpm；f0——隔振器的自振频率，Hz。当f＜f0且|T|＞1时，隔振器起不到隔振的作用；当f=f0时，T趋于无穷大，隔振器不仅起不到隔振的作用，反而加剧系统的振动。当f＞f0时，T＜1，隔振器才起作用。理论上f/f0越大，T越小，隔振效果越好。但是f/f0越大，其造价越高，而且隔振的效果提升的越来越缓慢。选用时，应使机组的扰动频率f和隔振器的固有频率f0之比在2.5～4.5之间为宜，工程上一般取f＞3f0。10-15某厂家生产的螺杆式冷水机组压缩机转速为2880r/min，往复式冷水机组压缩机转速为1430r/min，若使用固有振动频率为13Hz的橡胶垫隔振，分别计算其振动传递率。【解】由教材式（11.11）得振动传递率：其中n为设备每分钟轴转数，r/min。则对于题中螺杆式冷水机组压缩机有：往复式冷水机组压缩机：10-16已知某台立柜式恒温机总重为1000kg，风机转数n＝1450转/分，允许振动传递率T＝15%，若采用孔板状橡胶作减振基座，试计算所需基座的尺寸。【解】①计算隔振材料静态压缩量：已知，②计算孔板状橡胶减振基座的厚度：查教材表11.10，对孔板状橡胶有，代入式（11.12）得：③计算隔振基座断面积:恒温机组总荷载查表11.10，孔板状橡胶的允许荷载按平均值取90kPa，设计选用4个垫座，由教材式（11.15）：每个垫座取7×4。故，所需基座厚度为15，截面尺寸为7×4。10-17某型号风机转速为960r/min，总荷载为8kN，设计要求振动传递率为0.08，试选择TJ1型金属隔振器。【解】①选型计算：风机的扰动频率：每个支承点点荷载为：其中，系数1.15是考虑动荷载和隔振器疲劳等因素所引入的安全裕量。查教材表11.11，选用TJ1-10型，其额定荷载为,弹簧压缩量，垂直方向固有频率②校核计算：频率比：实际振动传递率：实际振动传递率，频率比大于2.5，因此所选TJ1-10型隔振器符合要求。

第十一章建筑防火排烟11-1火灾烟气的危害表现在哪些方面？【答】火灾烟气会对人生理和心理造成双层危害，主要表现在：①烟气的毒害性。烟气中的多种有毒气体超过其允许的最大浓度时，造成火灾中人员中毒身亡。②烟气的缺氧危害。大量CO2气体及燃烧消耗量空气中的大量氧气，引起人体缺氧而窒息。③烟气的高温危害。燃烧的高温使火灾蔓延，使金属材料强度降低，导致结构倒塌，人员伤亡，还会使人昏厥、烧伤。④火灾烟气的减光性和恐怖性。火灾烟气对可见光有遮挡作用，且强烈刺激人的眼睛，严重的妨碍了疏散进程和扑救活动。同时烟气还会使现场人员惊慌失措，失去活动能力，甚至丧失理智，造成火场秩序混乱，给疏散和扑救带来很大困难，其危害重则袋子人员伤亡，轻则影响人们身心健康。11-2烟气控制的方式有哪些？主要任务是什么？【答】烟气控制方式按任务不同可分为排烟方式和防烟方式。排烟控制方式的主要任务是把火灾烟气控制在着火区域之内并迅速排至室外，防止烟气蔓延到其他区域中去，特别是防止烟气侵入疏散通道中去。可分为自然排烟和机械排烟两大类。防烟控制方式的主要任务是防止烟气侵入非着火区域特别是疏散通道。其可分为非燃化防烟、密闭防烟和加压防烟等几种。11-3建筑物的耐火等级分几类？【答】建筑的使用性质、建筑高度和楼层数的不同，其关于耐火等级的规定是不同的。工业与普通民用建筑的耐火等级划分为四级，一级耐火等级建筑的防火性能最好，四级建筑防火性最差。工业厂房和仓库分别按生产的火灾危险性和储存物品的火灾危险性分为甲、乙、丙、丁、戊5类。甲类火灾危险性最大。对于高层民用建筑按使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为一类和二类，耐火等级分为一级和二级。规定一类高层建筑的耐火等级应为一级，二类高层建筑的耐火等级不应低于二级。裙房的耐火等级不应低于二级。高层建筑地下室的耐火等级应为一级。11-4防火分区和防烟分区的作用是什么？【答】防火分区是指利用各种防火分隔措施将建筑的平面和空间分成若干个分区，作用是有效地把火势控制在一定的范围内，减少火灾损失，同时可以为人员安全疏散、灭火、扑救提供有利条件。防烟分区是指利用防烟隔断将一个防火分区划分成多个小区，对防火分区进行细分，通过有效控制火灾产生的烟气流动，使烟气封闭于设定空间，通过排烟设施将烟气排至室外。11-5高层建筑内通风、空气调节系统的划分应如何满足防火分区要求？【答】①根据我国现行《高层建筑设计防火规范》（GB50045—1995）规定，防火区的分区面积为：一类建筑1000m2；二类建筑1500m2；地下室500m2。②设有自动灭火系统时，其允许最大建筑面积可按上述规定增加一倍；当局部设置自动灭火系统时，增加面积可按该局部面积的一倍计算。一类建筑的电信楼，其防火分区允许最大建筑面积可按此表增加50%。③高层建筑内的营业厅、展览厅等，当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统且采用不燃烧或难燃烧材料装修时，地上部分分区的最大建筑面积为4000m2，地下部分为2000m2。④高层建筑内设有上、下层相连的部分如开敞楼梯、自动扶梯等，应按上下连通层作为一个防火分区。其允许最大建筑面积之和不应超过第①条的规定。当上下开口部位设有耐火极限大于3.00h的防火卷帘或水幕等分隔设施时，其面积可不叠加计算。11-6允许采用自然排烟的条件和建筑的部位有哪些？【答】根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95，2005版）规定，满足下列条件的建筑部位允许采用自然排烟方式：①防烟楼梯间前室、消防电梯间前室可开启外窗面积不应小于2.00m2，合用前室不小于3.00m2。②靠外墙防烟楼梯间每五层内有可开启外窗总面积之和不小于2.00m2。③长度不超过60m的内走道可开启外窗面积不应小于走道面积的2%。④需要排烟的房间可开启外窗面积不应小于该房间面积的2%。⑤净空高度小于12m的中庭可开启的天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭地面积的5%。⑥防烟楼梯间前室或合用前室，利用敞开的阳台、凹廊或前室内有不再朝向的可开启外窗自然排烟时，该楼梯间可不设防烟措施。11-7暖通空调系统的防火措施有哪些？【答】暖通空调系统的防火措施有：①防止燃气、爆炸性气体、蒸汽和粉尘的传播。②消除点火能源。③设置管道和保温材料的防火性能要求。11-8防火阀和排烟防火阀的作用是什么？其动作温度有无不同？在哪些位置需要设置？【答】防火阀是为了阻止火灾火势和有毒高温烟气通过通风、空调系统的风管蔓延扩大，其动作温度为70℃，在通风空调系统的送、回风管的下列部位应设置：①管道穿越防火分区处。②穿越通风、空调机房及重要的或火灾危险性大的房间的隔墙和楼板处。③垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段上。④穿越变形缝外的两侧。⑤厨房、浴室和厕所等的排风管道与竖井相连接时，应有防止回流的措施或在支管上设置防火阀。排烟防火阀是为了阻止火灾火势和有毒高温烟气通过排烟系统的管道蔓延扩大，其动作温度为280℃，应在排烟系统的风管的下列部位设置：①排烟机房的入口处。②各防烟分区的排烟支管处。11-9防烟、排烟设计的基本原理是什么？建筑防、排烟的主要形式是什么？【答】根据烟气控制的理论，建筑防排烟设计的基本原理可以分为以下几个方面：①对火灾区域实行排烟控制，创造条件使火灾产生的烟气和热量能迅速排至室外。因此，火灾区域的空气压力值为相对负压。②对非火灾部位及疏散通道等，应阻止烟气的侵入。通过机械加压送风的防烟措施，使该区域的空气压力值为相对正压，防止烟气扩散到该区域，控制火势蔓延。③对于敞开的安全疏散口，通过送风在其出口处形成一股速度足够大的气流，控制该气流的方向来阻止烟气的蔓延。建筑排烟包括自然排烟和机械排烟，防烟采取机械加压送风的形式。11-10建筑的哪些部位应设置独立的机械加压送风的防烟设施？【答】根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95，2005版）规定：①不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室。②采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室。③封闭避难间。11-11需要设机械加压送风的防烟楼梯间及前室或合用前室有什么余压要求？其原因是什么？【答】防烟楼梯间及前室或合用前室是人员疏散与避难的主要通道，要求具有一定的正压值以防止烟气的扩散，并且楼梯间的压力应大于前室或合用前室的压力，前室和合用前室的压力又要大于走道的压力，同时为了使人员疏散时不产生开门困难现象，需要将这些部位的压差值控制在一定范围内，根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95，2005版）规定，机械加压送风机的全压，除计算最不利环管道压头损失外，尚应有余压，其余压值应符合下列要求：①防烟楼梯间为40Pa至50Pa。②前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层（间）为25Pa至30Pa。11-12某排烟系统担负4个防烟分区的排烟，防烟分区的面积分别为60m2、60m2、80m2、90m2，则该排烟风机的排烟量为多少？【解】当排烟风机担负两个或两个以上防烟分区时，应按最大防烟分区面积每平米不少于120m3/h计算，故本题中排烟机的排烟量为：120×90=10800m3/h。300ABCDE300ABCDEF250250250500350350GH图11.1题1