通风方法及其通风系统组成课件

第三章

通风方法及其通风

系统组成第三章

通风方法及其通风

系统组成1第三章通风方法及其通风系统组成通风方法通风方法分类各类通风方法分析局部通风全面通风事故通风通风系统送风系统组成排风系统组成本章内容框架第三章通风方法及其通风系统组成通风方法通风方法分类2第三章通风方法及其通风系统组成§3.3通风系统的组成§3.2全面通风法的分析计算

§3.1通风方法分类第三章通风方法及其通风系统组成§3.3通风系统的组成3通风方法分类按通风的动力分为按通风系统作用范围分局部通风全面通风事故通风自然通风机械通风自然通风特点机械通风特点§3.1通风方法分类通风方法分类按通风的动力分为按通风系统作用范围分局部通风全面4自然通风特点依靠室外空气温差所造成的热压,或利用室外风力作用在建筑物上所形成的压差,使室内外的空气进行交换,从而改善室内的空气环境。不需动力,经济;但进风不能预处理,排风不能净化,污染周围环境;且通风效果不稳定。自然通风特点依靠室外空气温差所造成的热压,或利用室外风力作5自然通风风量△P—窗孔两侧形成的压力差,Pa;ξ—窗孔的局部阻力系数μ—窗孔的流量系数；ρ—空气密度，kg/m3F—窗孔的面积，m2；L—通风量，m3/s自然通风风量△P—窗孔两侧形成的压力差,Pa;6机械通风特点靠风机动力使空气流动的方法称为机械通风。进风和排风可进行处理,通风参数可根据要求选择确定,可确保通风效果,但通风系统复杂,投资费和运行管理费用大。机械通风特点靠风机动力使空气流动的方法称为机械通风。7局部通风分为：局部排风和局部送风局部排风：在集中产生有害物的局部地点,设置捕集装置,将有害物排走,以控制有害物向室内扩散。这是防毒,排尘最有效的通风方法。局部送风：向局部工作地点送风,使局部地带造成良好的空气环境。主要用于局部降温.又分为系统式和分散式。系统式就是通风系统将室外空气送至工作地点。分散式借助轴流风扇或喷雾风扇,直接将室内空气吹向作业地带进行循环通风。局部通风分为：局部排风和局部送风8分散式局部送风系统—风扇送风在作业点附近设置普通轴流风机进行循环吹风，加快对流散热。工作点风速要求：

轻作业—2～4m/s中作业—3～5m/s重作业—5～7m/s。适用于气温不大于35℃，且非产尘的车间。分散式局部送风系统—风扇送风在作业点附近设置普通轴流风机进行9分散式局部送风系统—喷雾风扇送风

在普通轴流风机上加设甩水盘构成具降温作用，但可引起人造汗。要求水滴<60μm，最大不超过100μm。风速不大于3～5m/s。用于温度高于35℃，辐射强度大于1400W/m2，细小雾滴对生产工艺无影响的中、重作业点。分散式局部送风系统—喷雾风扇送风在普通轴流风机上加设甩10分散式局部送风系统—喷雾风扇送风分散式局部送风系统—喷雾风扇送风11全面通风全面通风就是对房间进行通风换气,以稀释室内有害物,消除余热,余温,使之符合卫生标准要求。全面通风的动力可以是自然风压和热压,也可以是风机风压。全面通风具体实施方法又可分为全面排风法,全面送风法,全面排送风法和全面送、局部排风混合法等,可根据车间的实际情况采用不同的方法。全面通风全面通风就是对房间进行通风换气,以稀释室内有害物,12全面通风的效果取决于气流组织方式,通风风量大小及房间内热湿和有害物的产生量等因素。本节主要讨论以下内容：全面通风风量计算全面通风气流组织全面通风的风量平衡与热平衡计算有害物散发量估算全面通风系统的组成§3.2全面通风法的分析计算全面通风的效果取决于气流组织方式,通风风量大小及房间内热湿13全面通风风量计算：全面通风的风量应能确保把各种有害物(包括有害气体,粉尘,水蒸气,热等)全部稀释或排除,使有害物浓度不超过卫生标准。由于有害物的性质不同,应分别计算所需风量,然后确定全面通风所需风量。全面通风风量计算：全面通风的风量应能确保把各种有害物(包括有14稀释排除有害气体和粉尘的风量排污模型及排污微分方程：X(g/s)通风风量L(m3/s)有害物浓度y(g/m3)通风风量L(m3/s)有害物浓度y0(g/m3)房间体积Vf车间通风排污模型稀释排除有害气体和粉尘的风量排污模型及排污微分方程：X(g/15

稀释排除有害气体和粉尘的风量排污微分方程：房间内有害物浓度的变化情况可根据“物质平衡”原理建立微分方程对于连续,稳定的通风过程,根据在通风过程中排出有害物的量应与产生的有害物量达到平衡的原则有在dτ时间内：送入量+散发量-排走量=变化量

稀释排除有害气体和粉尘的风量排污微分方程：16稀释排除有害气体和粉尘的风量排污微分方程：送入量：Ly0dτ散发量:xdτ排走量:Lydτ变化量:d(Vfy)=Vfdy则：Ly0dτ+xdτ-Lydτ=Vfdy稀释排除有害气体和粉尘的风量排污微分方程：17排污微分方程求解稀释排除有害气体和粉尘的风量排污微分方程求解稀释排除有害气体和粉尘的风量18稀释排除有害气体和粉尘的风量排污微分方程求解τy1稀释排除有害气体和粉尘的风量排污微分方程求解τy119风量公式：稳定状态下：则考虑到室内有害物分布及通风气流的不均匀性，增大安全系数K=3～10，则ys—有害物安全浓度值，ｘ有害物散发量稀释排除有害气体和粉尘的风量风量公式：稀释排除有害气体和粉尘的风量20存在多种有害物时风量确定原则：（1）分别求出排除每种有害物风量Li（2）毒性相加作用的有害物：如苯、醇、醋酸等溶剂类；S2O3、SO3、FH等刺激性气体，按求和计算风量：L=∑Li（3）毒性无相加作用的有害物：取最大者为风量计算式：L=max{Li}有害物散发量无法确定时的风量计算原则：按经验式计算：L=nVf（m3/h）n—换气次数，(次/h)；Vf—房间体积稀释排除有害气体和粉尘的风量存在多种有害物时风量确定原则：稀释排除有害气体和粉尘的风量21消除热、湿的风量计算消除余热风量公式：G——全面通风质量风量，Kg/s；Q----室内余热量,KJ/s;C----空气的质量比热,C=1.01KJ/Kg.℃;tp----排气温度,℃;tj----进气温度,℃。消除热、湿的风量计算消除余热风量公式：22消除热、湿的风量计算消除余湿风量公式：G——全面通风质量风量，Kg/s；W----室内余湿量,g/s;dp----排气含湿量,g/Kg;d0----进气含湿量,g/Kg。消除热、湿的风量计算消除余湿风量公式：23全面通风有害物散发量计算由于生产情况复杂,有害气体或粉尘的产生量一般通过实测确定,根据实测,可按下式计算有害气体或粉尘的产生量:x=[Vf(y1-y0)+L(yp-yj)t]/t式中Vf----房间的容积,m3;y0,y1----室内空气有害气体或粉尘初始和最终浓度,g/m3;yp，yj----排风和进风空气中有害气体或粉尘的浓度,g/m3;t----进行测定的时间,s。全面通风有害物散发量计算由于生产情况复杂,有害气体或粉尘的24全面通风的气流组织气流组织：合理布置送风、排风口的位置，选用合理的风口形式，合理分配风流。气流组织原则：能避免把有害物吹向作业人员操作区；能有效地从污染源附近或有害物浓度最大的区域排出污染空气；能确保在整个房间内进风气流均匀分布,尽量减少涡流区。全面通风的气流组织气流组织：合理布置送风、排风口的位置，选用25全面通风的气流组织气流组织方式：全面通风的气流组织气流组织方式：26全面通风的气流组织气流组织方式：全面通风的气流组织气流组织方式：27全面通风的气流组织气流组织方式：全面通风的气流组织气流组织方式：28全面通风的气流组织气流组织方式：全面通风的气流组织气流组织方式：29全面通风的气流组织气流组织方式：气流组织的比较全面通风的气流组织气流组织方式：气流组织的比较30全面通风的风量平衡与热平衡厂房车间通风过程中,是机械通风与自然通风的共同作用结果,室内的进风和排风是多通道的,既有由通风系统产生的有组织的进排风,也有从缝隙,窗户,门洞等产生的无组织进排风,根据“物质平衡”原理,各种进风量与各种排风量应相等.这就是室内风量平衡的原则。其表达式为:Gzj+Gjj=Gzp+Gjp

全面通风的风量平衡与热平衡厂房车间通风过程中,是机械通风与自31全面通风的风量平衡与热平衡当Gjj=Gjp时室内外压差为零，用于无特殊要求车间当Gjj>Gjp时室内处于正压状态，适用于洁净度要求高的车间当Gjj<Gjp时室内处于负压状态，适用于产生污染的车间全面通风的风量平衡与热平衡当Gjj=Gjp时32全面通风的风量平衡与热平衡在通风过程中,室内空气通过与进风、排风、围护结构和室内各种高低温热源进行交换,为了使房间内的空气温度维持不变,必须使房间内的总得热量∑Qd与总失热量∑Qs相等,也就是要保持房间内的热平衡。即∑Qd=∑Qs全面通风的风量平衡与热平衡在通风过程中,室内空气通过与进风、33全面通风的风量平衡与热平衡

热平衡模型tstn∑Qf通风排风热量CLptnρn循环风的热量CLhxρn(ts-tn)机械进风热量CLjjtjjρjj自然进风热量CLzjtwρw围护结构、材料失热∑Qh热交换器全面通风的风量平衡与热平衡

热平衡模型tstn∑Qf通风排风34全面通风的风量平衡与热平衡热平衡方程：+=+++围护结构、材料失热∑Qh通风排风热量CLptnρn机械进风热量CLjjtjjρjj自然进风热量CLzjtwρw循环风的热量CLhxρn(ts-tn)设备散热量∑Qf全面通风的风量平衡与热平衡热平衡方程：围护结构、材料失热∑Q35事故通风对于有可能突然从设备或管道中逸出大量有害气体或燃烧爆炸性气体的房间,应设事故排风系统,以便发生逸出事故时由事故排风系统和经常使用排风系统共同排风,尽快把有害物排到室外。事故通风系统的风机开关应设在便于开启的地点,排除有爆炸危害气体时,应考虑风机防爆问题。事故通风对于有可能突然从设备或管道中逸出大量有害气体或燃烧爆36事故通风事故通风的换气次数根据车间高度和有害气体的最高容许浓度大小来确定。最高容许浓度>5mg/m3时,车间高度≤6m者，换气≥8次/时,车间高度>6m者,换气≥5次/时。最高容许浓度≤5mg/m3时,上述换气次数应乘以1.5。事故通风事故通风的换气次数根据车间高度和有害气体的最高容许浓37局部排风系统的组成§3.3通风系统的组成局部排风系统的组成§3.3通风系统的组成38局部排风系统的组成局部排风系统的组成39局部排风系统的组成局部排风系统的组成40局部排风系统的组成局部排风系统的组成41系统式局部送风系统的组成系统式局部送风系统的组成42系统式局部送风系统的组成系统式局部送风系统的组成43全面通风系统的组成全面通风系统的组成44全面通风系统的组成全面通风系统的组成45全面通风系统的组成屋顶通风机全面通风系统的组成屋顶通风机46全面通风系统的组成全面通风系统的组成47热压作用下的自然通风

如图7-1所示，在外围结构的不同高度上设有窗孔a和b，两者的高差为h。假设窗孔外的静压力分布为Pa、Pb，窗孔内的静压力分别为P’a、P’b，室内外的空气温度和密度分别为tn、tw、和ρn、ρw。由于tn>tw，所以ρn<ρw。热压作用下的自然通风

如图7-1所示，在外围结构的不同高度上48通风方法及其通风系统组成课件49若首先关闭窗孔b，仅开启窗孔a，不管最初窗孔a两侧的压差如何，由于空气的流动，Pa和Pa’会趋于平衡，窗孔a的内外压差，空气停止流动。根据流体静力学原理，这时窗孔b的内外压差（7-5）若首先关闭窗孔b，仅开启窗孔a，不管最初窗孔a两侧的压差如何50式中ΔPa、ΔPb――窗孔a和b的内外压差；g――重力加速度，m/s2。从公式（7-5）可以看出，在ΔPa＝0的情况下，只要

(即tn>tw)，则ΔPb>0。因此，如果又开启窗孔b，空气将从窗孔b流出。随着室内空气的向外流动，室内静压逐渐降低，()由等于零>式中ΔPa、ΔPb――窗孔a和b的内外压差；g――重力加51变为小于零。这时室外空气就由窗孔a流入室内，一直到窗孔a的进风量等于窗孔b的排风量时，室内静压才保持稳定。由于窗孔a进风，ΔPa<0；窗孔b排风，ΔPb>0。根据公式（7-5），由上式可以看出，进风窗孔和排风窗孔两侧压差的绝对值之和与两窗孔的高度(7-6)变为小于零。这时室外空气就由窗孔a流入室内，一直到窗孔a的进52差h和室内外的空气密度差有关，我们把称为热压。如果室内外没有空气温度差或者窗孔之间没有高差就不会产生热压作用下的自然通风。实际上，如果一个窗孔也仍会形成自然通风，这时窗孔的上部排风，下部进风，相当于两个窗孔连在一起。差h和室内外的空气密度差有关，我们把53二、余压的概念把室内某一点的压力与室外同标高未受建筑或其它物体扰动的空气压力的差值称为该点的余压。仅有热压作用时，由于窗孔外的空气未受室外风扰动的影响，故此时窗孔内外的压差即为该窗孔的余压，余压为正，该窗孔排风；余压为负，该窗孔进风。二、余压的概念54根据公式（7-5），某一窗孔的余压(7-7)式中ΔPx――某窗孔的内外压差；ΔPa――窗孔a的内外压差；h’――某窗孔至窗孔a的高度差；Pxa――窗孔a的余压。根据公式（7-5），某一窗孔的余压(7-7)式中ΔPx――某55由上式可以看出，如果我们以窗孔a的中心平面作为一个基准面，任何窗孔的余压等于窗孔a的余压和该窗孔与窗孔a的高差与室内外密度差的乘积之和。该窗孔与窗孔a的高差h’愈大，则余压值愈大。室内同一水平上各点的静压都是相等的，因此某一窗孔的余压也就是该窗孔中心平面上室内各点的余压。由上式可以看出，如果我们以窗孔a的中心平面作为一个基准面，任56通风方法及其通风系统组成课件57在热压作用下，余压沿车间高度的变化如图7-2所示。余压值从进风窗孔a的负值逐渐增大到排风窗孔b的正值。在0－0平面上，余压等于零。我们把这个平面称为中和面。窗孔a的余压窗孔b的余压在热压作用下，余压沿车间高度的变化如图7-2所示。余压值从进58式中：Px0――中和面的余压，Px0＝0；h1、h2――窗孔a、b至中和面的距离。由上式可以看出，某一窗孔余压的绝对值与中和面至该窗孔的距离有关，中和面以上窗孔余压为正，中和面以下窗孔余压为负。式中：Px0――中和面的余压，Px0＝0；由上式可以看出，某59三、风压作用下的自然通风

室外气流吹过建筑物时，气流将发生绕流，经过一段距离后才恢复平行流动。在建筑物附近的平均风速是随建筑物高度的增加而增加的。迎风面的风速和风的紊流度会强烈影响气流的流动状况和建筑物表面及周围的压力分布。从图7-3可以看出，由于气流的撞击作用，在迎风面形成一个滞流区，三、风压作用下的自然通风从图7-3可以看出，由于气流的撞击作60该处的静压力高于大气压力，处于正压状态。在正压区内气流呈循环流动，在地面附近气流方向与主导风向相反。在一般情况下，风向与该平面的夹角大于300时，形成正压区。室外气流绕流时，在建筑物的顶部和后侧形成弯曲循环气流。屋顶上部的涡流区称为回流空腔，建筑物背风面的涡流区称为回旋气流区。该处的静压力高于大气压力，处于正压状态。在正压区内气流呈循环61通风方法及其通风系统组成课件62这两个区域的静压力均低于大气压力，形成负压区，把此区域称为空气动力阴影区。空气动力阴影区覆盖着建筑物下风向各表面（如屋顶、两侧外墙和背风面外墙），并延伸一定距离，直至尾流。空气动力阴影区最大高度Ｈｃ＝0.3（Ａ）0.5屋顶上方受建筑影响的气流最大高度

ＨＫ＝（Ａ）0.5A建筑物断面积这两个区域的静压力均低于大气压力，形成负压区，把此区域称为空63四、风压、热压同时作用下的自然通风窗孔ａ的内外压差窗孔ｂ的内外压差Ｐｘａ－窗孔ａ余压Ｋａ－空气动力系数四、风压、热压同时作用下的自然通风窗孔ａ的内外压差窗孔ｂ的内64第二节自然通风的计算工业厂房的自然通风计算包括两类问题，一类是设计计算，即根据已确定的工艺条件和要求的工作区温度计算必须的全面换气量，确定进排风窗孔位置和窗孔面积。另一类是校核计算，即在工艺、土建、窗孔位置和面积确定的条件下，计算能达到的最大自然通风量，校核工作区温度是否满足卫生标准的要求。第二节自然通风的计算工业厂房的自然通风计算包括两类问题，65目前采用的自然通风计算方法是在一系列的简化条件下进行的，这些简化的条件是：1.通风过程是稳定的，影响自然通风的因素不随时间而变化；2.整个车间的空气温度都等于车间的平均空气温度tnp；3.同一水平面上各点的静压均保持相等，静压沿高度方向的变化符合流体静力学法则；4.车间内空气流动时，不受任何障碍的阻挡；5.不考虑局部气流的影响，热射流、通风气流到达排风窗孔前已经消散。6.用封闭模型得出的空气动力系数适用于有空气流动的孔口。目前采用的自然通风计算方法是在一系列的简化条件下进行的，这些66

一、自然通风的设计计算步骤1.计算车间的全面换气量;2.确定窗孔的位置，分配各窗孔的进排风量；3.计算各窗孔的内外压差和窗孔面积。G---窗孔的流量u---流量系数ｈ---中和面至窗孔的距离一、自然通风的设计计算步骤G---窗孔的流量67二、车间排风温度的计算根据设计规范的规定，热车间夏季自然通风的排风温度可按下述三种方法计算：1.根据科研、设计单位多年的研究、实践，对某些特定的车间可按排风温度与夏季通风计算温度差的允许值确定。二、车间排风温度的计算682.对于厂房高度不大于15m，室内散热源比较均匀，而且散热量不大于116W/m3时，可用温度梯度法计算排风温度。ｔｐ＝ｔｎ+ａ（ｈ-2）3.按有效热量系数m计算。ｔｐ＝ｔｗ+（ｔｎ-ｔｗ）/ｍｍ＝（ｔｎ-ｔｗ）/（ｔｐ-ｔｗ）2.对于厂房高度不大于15m，室内散热源比较均匀，而且散热69自然通风与工艺、建筑设计的配合a烟气排入建筑物上部空气动力阴影区内，有害物在车间上部及周围积聚B烟气排入动力阴影区以上，车间有害物浓度大大下降自然通风与工艺、建筑设计的配合a烟气排入建筑物上部空气动力阴70通风方法及其通风系统组成课件71室外气流吹过建筑物时，其四周静压力分布如图7-5所示；图7-6所示的双凹形天窗压力分布。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的风向有关。一、关于建筑形式的选择1.为了增大进风面积，以自然通风为主的热车间应尽量采用单跨厂房。2.应用穿堂风时应将主要热源布置在夏季主导风向的下风侧。室外气流吹过建筑物时，其四周静压力分布如图7-5所示；图7-72

3.双层厂房的自然通风。4.为了提高自然通风的降温效果，应尽量降低进风侧窗离地面的高度，一般不宜超过1.2m，南方炎热地区取0.6～0.8m。5.利用天窗排风的生产厂房，符合下列情况之一者应采用避风天窗：（1）炎热地区，室内散热量大于23w/m2时；

3.双层厂房的自然通风。73

（2）其它地区，室内散热量大于35w/m2时（3）不允许气流倒灌时。6.在多跨厂房中应将冷热跨间隔布置，尽量避免热跨相邻。7.多跨厂房可利用相邻冷跨的天窗或外墙孔洞进风。（2）其它地区，室内散热量大于35w/m2时74二、厂房总平面布置1.为了保证厂房自然通风效果，厂房主要进风面一般应与夏季主导风向成600～900角，不宜小于450，同时应避免大面积外墙和玻璃窗受到西晒。2.室外风吹过建筑物时，迎风面的正压区和背风面的负压区都会延伸一定的距离，距离的大小与建筑物的形状和高度有关。二、厂房总平面布置75三、工艺布置1.以热压为主进行自然通风的厂房，应尽量将散热设备布置在天窗下方。2.散热量大的热源（如加热炉、热料等）应尽量布置在厂房外面，夏季主导风向的下风侧。布置在室内的热源，应采取有效的隔热措施。

三、工艺布置76

3.当热源靠近生产厂房一侧的外墙布置，而且外墙与热源间无工作点时，热源应尽量布置在该侧外墙的两个进风口之间。独立通风3.当热源靠近生产厂房一侧的外墙布置，而且外墙与热源间77第三章

通风方法及其通风

系统组成第三章

通风方法及其通风

系统组成78第三章通风方法及其通风系统组成通风方法通风方法分类各类通风方法分析局部通风全面通风事故通风通风系统送风系统组成排风系统组成本章内容框架第三章通风方法及其通风系统组成通风方法通风方法分类79第三章通风方法及其通风系统组成§3.3通风系统的组成§3.2全面通风法的分析计算

§3.1通风方法分类第三章通风方法及其通风系统组成§3.3通风系统的组成80通风方法分类按通风的动力分为按通风系统作用范围分局部通风全面通风事故通风自然通风机械通风自然通风特点机械通风特点§3.1通风方法分类通风方法分类按通风的动力分为按通风系统作用范围分局部通风全面81自然通风特点依靠室外空气温差所造成的热压,或利用室外风力作用在建筑物上所形成的压差,使室内外的空气进行交换,从而改善室内的空气环境。不需动力,经济;但进风不能预处理,排风不能净化,污染周围环境;且通风效果不稳定。自然通风特点依靠室外空气温差所造成的热压,或利用室外风力作82自然通风风量△P—窗孔两侧形成的压力差,Pa;ξ—窗孔的局部阻力系数μ—窗孔的流量系数；ρ—空气密度，kg/m3F—窗孔的面积，m2；L—通风量，m3/s自然通风风量△P—窗孔两侧形成的压力差,Pa;83机械通风特点靠风机动力使空气流动的方法称为机械通风。进风和排风可进行处理,通风参数可根据要求选择确定,可确保通风效果,但通风系统复杂,投资费和运行管理费用大。机械通风特点靠风机动力使空气流动的方法称为机械通风。84局部通风分为：局部排风和局部送风局部排风：在集中产生有害物的局部地点,设置捕集装置,将有害物排走,以控制有害物向室内扩散。这是防毒,排尘最有效的通风方法。局部送风：向局部工作地点送风,使局部地带造成良好的空气环境。主要用于局部降温.又分为系统式和分散式。系统式就是通风系统将室外空气送至工作地点。分散式借助轴流风扇或喷雾风扇,直接将室内空气吹向作业地带进行循环通风。局部通风分为：局部排风和局部送风85分散式局部送风系统—风扇送风在作业点附近设置普通轴流风机进行循环吹风，加快对流散热。工作点风速要求：

轻作业—2～4m/s中作业—3～5m/s重作业—5～7m/s。适用于气温不大于35℃，且非产尘的车间。分散式局部送风系统—风扇送风在作业点附近设置普通轴流风机进行86分散式局部送风系统—喷雾风扇送风

在普通轴流风机上加设甩水盘构成具降温作用，但可引起人造汗。要求水滴<60μm，最大不超过100μm。风速不大于3～5m/s。用于温度高于35℃，辐射强度大于1400W/m2，细小雾滴对生产工艺无影响的中、重作业点。分散式局部送风系统—喷雾风扇送风在普通轴流风机上加设甩87分散式局部送风系统—喷雾风扇送风分散式局部送风系统—喷雾风扇送风88全面通风全面通风就是对房间进行通风换气,以稀释室内有害物,消除余热,余温,使之符合卫生标准要求。全面通风的动力可以是自然风压和热压,也可以是风机风压。全面通风具体实施方法又可分为全面排风法,全面送风法,全面排送风法和全面送、局部排风混合法等,可根据车间的实际情况采用不同的方法。全面通风全面通风就是对房间进行通风换气,以稀释室内有害物,89全面通风的效果取决于气流组织方式,通风风量大小及房间内热湿和有害物的产生量等因素。本节主要讨论以下内容：全面通风风量计算全面通风气流组织全面通风的风量平衡与热平衡计算有害物散发量估算全面通风系统的组成§3.2全面通风法的分析计算全面通风的效果取决于气流组织方式,通风风量大小及房间内热湿90全面通风风量计算：全面通风的风量应能确保把各种有害物(包括有害气体,粉尘,水蒸气,热等)全部稀释或排除,使有害物浓度不超过卫生标准。由于有害物的性质不同,应分别计算所需风量,然后确定全面通风所需风量。全面通风风量计算：全面通风的风量应能确保把各种有害物(包括有91稀释排除有害气体和粉尘的风量排污模型及排污微分方程：X(g/s)通风风量L(m3/s)有害物浓度y(g/m3)通风风量L(m3/s)有害物浓度y0(g/m3)房间体积Vf车间通风排污模型稀释排除有害气体和粉尘的风量排污模型及排污微分方程：X(g/92

稀释排除有害气体和粉尘的风量排污微分方程：房间内有害物浓度的变化情况可根据“物质平衡”原理建立微分方程对于连续,稳定的通风过程,根据在通风过程中排出有害物的量应与产生的有害物量达到平衡的原则有在dτ时间内：送入量+散发量-排走量=变化量

稀释排除有害气体和粉尘的风量排污微分方程：93稀释排除有害气体和粉尘的风量排污微分方程：送入量：Ly0dτ散发量:xdτ排走量:Lydτ变化量:d(Vfy)=Vfdy则：Ly0dτ+xdτ-Lydτ=Vfdy稀释排除有害气体和粉尘的风量排污微分方程：94排污微分方程求解稀释排除有害气体和粉尘的风量排污微分方程求解稀释排除有害气体和粉尘的风量95稀释排除有害气体和粉尘的风量排污微分方程求解τy1稀释排除有害气体和粉尘的风量排污微分方程求解τy196风量公式：稳定状态下：则考虑到室内有害物分布及通风气流的不均匀性，增大安全系数K=3～10，则ys—有害物安全浓度值，ｘ有害物散发量稀释排除有害气体和粉尘的风量风量公式：稀释排除有害气体和粉尘的风量97存在多种有害物时风量确定原则：（1）分别求出排除每种有害物风量Li（2）毒性相加作用的有害物：如苯、醇、醋酸等溶剂类；S2O3、SO3、FH等刺激性气体，按求和计算风量：L=∑Li（3）毒性无相加作用的有害物：取最大者为风量计算式：L=max{Li}有害物散发量无法确定时的风量计算原则：按经验式计算：L=nVf（m3/h）n—换气次数，(次/h)；Vf—房间体积稀释排除有害气体和粉尘的风量存在多种有害物时风量确定原则：稀释排除有害气体和粉尘的风量98消除热、湿的风量计算消除余热风量公式：G——全面通风质量风量，Kg/s；Q----室内余热量,KJ/s;C----空气的质量比热,C=1.01KJ/Kg.℃;tp----排气温度,℃;tj----进气温度,℃。消除热、湿的风量计算消除余热风量公式：99消除热、湿的风量计算消除余湿风量公式：G——全面通风质量风量，Kg/s；W----室内余湿量,g/s;dp----排气含湿量,g/Kg;d0----进气含湿量,g/Kg。消除热、湿的风量计算消除余湿风量公式：100全面通风有害物散发量计算由于生产情况复杂,有害气体或粉尘的产生量一般通过实测确定,根据实测,可按下式计算有害气体或粉尘的产生量:x=[Vf(y1-y0)+L(yp-yj)t]/t式中Vf----房间的容积,m3;y0,y1----室内空气有害气体或粉尘初始和最终浓度,g/m3;yp，yj----排风和进风空气中有害气体或粉尘的浓度,g/m3;t----进行测定的时间,s。全面通风有害物散发量计算由于生产情况复杂,有害气体或粉尘的101全面通风的气流组织气流组织：合理布置送风、排风口的位置，选用合理的风口形式，合理分配风流。气流组织原则：能避免把有害物吹向作业人员操作区；能有效地从污染源附近或有害物浓度最大的区域排出污染空气；能确保在整个房间内进风气流均匀分布,尽量减少涡流区。全面通风的气流组织气流组织：合理布置送风、排风口的位置，选用102全面通风的气流组织气流组织方式：全面通风的气流组织气流组织方式：103全面通风的气流组织气流组织方式：全面通风的气流组织气流组织方式：104全面通风的气流组织气流组织方式：全面通风的气流组织气流组织方式：105全面通风的气流组织气流组织方式：全面通风的气流组织气流组织方式：106全面通风的气流组织气流组织方式：气流组织的比较全面通风的气流组织气流组织方式：气流组织的比较107全面通风的风量平衡与热平衡厂房车间通风过程中,是机械通风与自然通风的共同作用结果,室内的进风和排风是多通道的,既有由通风系统产生的有组织的进排风,也有从缝隙,窗户,门洞等产生的无组织进排风,根据“物质平衡”原理,各种进风量与各种排风量应相等.这就是室内风量平衡的原则。其表达式为:Gzj+Gjj=Gzp+Gjp

全面通风的风量平衡与热平衡厂房车间通风过程中,是机械通风与自108全面通风的风量平衡与热平衡当Gjj=Gjp时室内外压差为零，用于无特殊要求车间当Gjj>Gjp时室内处于正压状态，适用于洁净度要求高的车间当Gjj<Gjp时室内处于负压状态，适用于产生污染的车间全面通风的风量平衡与热平衡当Gjj=Gjp时109全面通风的风量平衡与热平衡在通风过程中,室内空气通过与进风、排风、围护结构和室内各种高低温热源进行交换,为了使房间内的空气温度维持不变,必须使房间内的总得热量∑Qd与总失热量∑Qs相等,也就是要保持房间内的热平衡。即∑Qd=∑Qs全面通风的风量平衡与热平衡在通风过程中,室内空气通过与进风、110全面通风的风量平衡与热平衡

热平衡模型tstn∑Qf通风排风热量CLptnρn循环风的热量CLhxρn(ts-tn)机械进风热量CLjjtjjρjj自然进风热量CLzjtwρw围护结构、材料失热∑Qh热交换器全面通风的风量平衡与热平衡

热平衡模型tstn∑Qf通风排风111全面通风的风量平衡与热平衡热平衡方程：+=+++围护结构、材料失热∑Qh通风排风热量CLptnρn机械进风热量CLjjtjjρjj自然进风热量CLzjtwρw循环风的热量CLhxρn(ts-tn)设备散热量∑Qf全面通风的风量平衡与热平衡热平衡方程：围护结构、材料失热∑Q112事故通风对于有可能突然从设备或管道中逸出大量有害气体或燃烧爆炸性气体的房间,应设事故排风系统,以便发生逸出事故时由事故排风系统和经常使用排风系统共同排风,尽快把有害物排到室外。事故通风系统的风机开关应设在便于开启的地点,排除有爆炸危害气体时,应考虑风机防爆问题。事故通风对于有可能突然从设备或管道中逸出大量有害气体或燃烧爆113事故通风事故通风的换气次数根据车间高度和有害气体的最高容许浓度大小来确定。最高容许浓度>5mg/m3时,车间高度≤6m者，换气≥8次/时,车间高度>6m者,换气≥5次/时。最高容许浓度≤5mg/m3时,上述换气次数应乘以1.5。事故通风事故通风的换气次数根据车间高度和有害气体的最高容许浓114局部排风系统的组成§3.3通风系统的组成局部排风系统的组成§3.3通风系统的组成115局部排风系统的组成局部排风系统的组成116局部排风系统的组成局部排风系统的组成117局部排风系统的组成局部排风系统的组成118系统式局部送风系统的组成系统式局部送风系统的组成119系统式局部送风系统的组成系统式局部送风系统的组成120全面通风系统的组成全面通风系统的组成121全面通风系统的组成全面通风系统的组成122全面通风系统的组成屋顶通风机全面通风系统的组成屋顶通风机123全面通风系统的组成全面通风系统的组成124热压作用下的自然通风

如图7-1所示，在外围结构的不同高度上设有窗孔a和b，两者的高差为h。假设窗孔外的静压力分布为Pa、Pb，窗孔内的静压力分别为P’a、P’b，室内外的空气温度和密度分别为tn、tw、和ρn、ρw。由于tn>tw，所以ρn<ρw。热压作用下的自然通风

如图7-1所示，在外围结构的不同高度上125通风方法及其通风系统组成课件126若首先关闭窗孔b，仅开启窗孔a，不管最初窗孔a两侧的压差如何，由于空气的流动，Pa和Pa’会趋于平衡，窗孔a的内外压差，空气停止流动。根据流体静力学原理，这时窗孔b的内外压差（7-5）若首先关闭窗孔b，仅开启窗孔a，不管最初窗孔a两侧的压差如何127式中ΔPa、ΔPb――窗孔a和b的内外压差；g――重力加速度，m/s2。从公式（7-5）可以看出，在ΔPa＝0的情况下，只要

(即tn>tw)，则ΔPb>0。因此，如果又开启窗孔b，空气将从窗孔b流出。随着室内空气的向外流动，室内静压逐渐降低，()由等于零>式中ΔPa、ΔPb――窗孔a和b的内外压差；g――重力加128变为小于零。这时室外空气就由窗孔a流入室内，一直到窗孔a的进风量等于窗孔b的排风量时，室内静压才保持稳定。由于窗孔a进风，ΔPa<0；窗孔b排风，ΔPb>0。根据公式（7-5），由上式可以看出，进风窗孔和排风窗孔两侧压差的绝对值之和与两窗孔的高度(7-6)变为小于零。这时室外空气就由窗孔a流入室内，一直到窗孔a的进129差h和室内外的空气密度差有关，我们把称为热压。如果室内外没有空气温度差或者窗孔之间没有高差就不会产生热压作用下的自然通风。实际上，如果一个窗孔也仍会形成自然通风，这时窗孔的上部排风，下部进风，相当于两个窗孔连在一起。差h和室内外的空气密度差有关，我们把130二、余压的概念把室内某一点的压力与室外同标高未受建筑或其它物体扰动的空气压力的差值称为该点的余压。仅有热压作用时，由于窗孔外的空气未受室外风扰动的影响，故此时窗孔内外的压差即为该窗孔的余压，余压为正，该窗孔排风；余压为负，该窗孔进风。二、余压的概念131根据公式（7-5），某一窗孔的余压(7-7)式中ΔPx――某窗孔的内外压差；ΔPa――窗孔a的内外压差；h’――某窗孔至窗孔a的高度差；Pxa――窗孔a的余压。根据公式（7-5），某一窗孔的余压(7-7)式中ΔPx――某132由上式可以看出，如果我们以窗孔a的中心平面作为一个基准面，任何窗孔的余压等于窗孔a的余压和该窗孔与窗孔a的高差与室内外密度差的乘积之和。该窗孔与窗孔a的高差h’愈大，则余压值愈大。室内同一水平上各点的静压都是相等的，因此某一窗孔的余压也就是该窗孔中心平面上室内各点的余压。由上式可以看出，如果我们以窗孔a的中心平面作为一个基准面，任133通风方法及其通风系统组成课件134在热压作用下，余压沿车间高度的变化如图7-2所示。余压值从进风窗孔a的负值逐渐增大到排风窗孔b的正值。在0－0平面上，余压等于零。我们把这个平面称为中和面。窗孔a的余压窗孔b的余压在热压作用下，余压沿车间高度的变化如图7-2所示。余压值从进135式中：Px0――中和面的余压，Px0＝0；h1、h2――窗孔a、b至中和面的距离。由上式可以看出，某一窗孔余压的绝对值与中和面至该窗孔的距离有关，中和面以上窗孔余压为正，中和面以下窗孔余压为负。式中：Px0――中和面的余压，Px0＝0；由上式可以看出，某136三、风压作用下的自然通风

室外气流吹过建筑物时，气流将发生绕流，经过一段距离后才恢复平行流动。在建筑物附近的平均风速是随建筑物高度的增加而增加的。迎风面的风速和风的紊流度会强烈影响气流的流动状况和建筑物表面及周围的压力分布。从图7-3可以看出，由于气流的撞击作用，在迎风面形成一个滞流区，三、风压作用下的自然通风从图7-3可以看出，由于气流的撞击作137该处的静压力高于大气压力，处于正压状态。在正压区内气流呈循环流动，在地面附近气流方向与主导风向相反。在一般情况下，风向与该平面的夹角大于300时，形成正压区。室外气流绕流时，在建筑物的顶部和后侧形成弯曲循环气流。屋顶上部的涡流区称为回流空腔，建筑物背风面的涡流区称为回旋气流区。该处的静压力高于大气压力，处于正压状态。在正压区内气流呈循环138通风方法及其通风系统组成课件139这两个区域的静压力均低于大气压力，形成负压区，把此区域称为空气动力阴影区。空气动力阴影区覆盖着建筑物下风向各表面（如屋顶、两侧外墙和背风面外墙），并延伸一定距离，直至尾流。空气动力阴影区最大高度Ｈｃ＝0.3（Ａ）0.5屋顶上方受建筑影响的气流最大高度

ＨＫ＝（Ａ）0.5A建筑物断面积这两个区域的静压力均低于大气压力，形成负压区，把此区域称为空140四、风压、热压同时作用下的自然通风窗孔ａ的内外压差窗孔ｂ的内外压差Ｐｘａ－窗孔ａ余压Ｋａ－空气动力系数四、风压、热压同时作用下的自然通风窗孔ａ的内外压