工业与民用建筑的通风-东华大学课件

2023/9/271第八章工业与民用建筑的通风2023/8/61第八章工业与民用建筑的通风2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调2合格空气品质定义ASHRAE62-1989:

合格的空气品质应当是空气中没有浓度达到有权威机构确定的有害程度指标的已知污染物,并且在这种环境中人群绝大多数(80%或更多)没有表达不满意.2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调2合格空气品质定2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调3工业与民用建筑的污染物1）化学污染物：主要包括从装修材料、化妆用品、涂料、厨房等地方释放或排放出来的包括氨、氮氧化物、硫氧化物、碳氧化物等无机污染物及甲醛、苯、二甲苯等在内的有机污染物；2）放射性污染：主要是来自从混凝土中释放出来的氡气及其衰变子体，还有由石材制成品如大理石台面、洁具、地板等释放的γ射线；3）物理污染：包括室外交通工具产生的噪音、室内灯光照明不足或过亮、温湿度过高或过低所引起的相关问题及石棉污染等；

2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调3工业与民用建筑2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调4工业与民用建筑的污染物4）生物污染：生物污染可分为四类:一是霉菌,它是造成过敏性疾病的最主要原因；二是来自植物的花粉；三是由人体、动物、土壤和植物碎屑携带的细菌和病毒；四是尘螨以及猫、狗和鸟类身上脱落的毛发、皮屑。

5）大气颗粒物污染：由室外进入或厨房烹饪过程中产生的颗粒物，它们往往由于吸附一些能导致人体癌变的化学物质而被人类所普遍关注，同时人们在梳妆或搔痒过程中产生的一些皮屑也可归于此类。

2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调4工业与民用建筑2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调5室内污染物危害1.

甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、免疫功能异常等方面。当室内空气中甲醛含量为0.1mg/m3时就有异味和不适感；0.5mg/m3时可刺激眼睛引起流泪；0.6mg/m3时引起咽喉不适或疼痛；浓度再高可引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿。长期低浓度接触甲醛气体，可出现头痛、头晕、乏力、两侧不对称感觉障碍和排汗过剩以及视力障碍，且能抑制汗腺分泌，导致皮肤干燥皲裂；浓度较高时，对粘膜、上呼吸道、眼睛和皮肤具有强烈刺激性，对神经系统、免疫系统、肝脏等产生毒害。2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调5室内污染物危害2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调6室内污染物危害2、苯吸入4000ppm以上的苯短时间除有黏膜及肺刺激外中枢神经亦有抑制作用，同时会伴有头痛、欲呕、步不稳、昏迷抽痉及心律不整。吸入14000ppm以上的苯会立即死亡。3、甲苯甲苯进入体内以后约有48%在体内被代谢，经肝脏、脑、肺和肾后排出体外，在这个过程中会对神经系统产生危害，自愿者实验明当血液中甲苯浓度达到1250mg/m3时，接触者的短期记忆能力注意力持久性以及感觉运动速度均显著降低。2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调6室内污染物危害2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调7室内污染物危害4、氨

氨进入肺泡后易和血红蛋白结合破坏运氧功能美国制造化学师协会规定，不允许工作人员在于100ppm的氨浓度下工作8小时。

5,臭氧臭氧的强氧化性对人体健康却有危害作用。一般认为臭氧吸入体内后，能迅速转化为活性很强的自由基-超氧基(O2-)，主要使不饱和脂肪酸氧化，从而造成细胞损伤。

2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调7室内污染物危害2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调8室内污染物危害6、一氧化碳

一氧化碳的中毒机理是：它进入肺泡后很快会和血红蛋白(Hb)产生很强的亲合力，使血红蛋白形成碳氧血红蛋白(COHb)，阻止氧和血红蛋白的结合。血红蛋白与一氧化碳的亲合力要比与氧的亲合力大200~300倍，同时碳氧血红蛋白的解离速度却比氧合血红蛋白的解离慢3600倍。2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调8室内污染物危害2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调9室内污染物危害7、二氧化碳

室内空气二氧化碳在0.07%以下时属于清洁空气，人体感觉良好；当浓度在0.07%~0.1%时属于普通空气，个别敏感者会感觉有不良气味；在0.1%~0.15%时属于临界空气，室内空气的其它症状开始恶化，人体开始感觉不适；达到0.15%~0.2%时属于清度污染，超过0.2%属于严重污染；在0.3%~0.4%的人呼吸加深，出现头疼、耳鸣、血压增加等症状当达到0.8%以上时就会引起死亡。2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调9室内污染物危害2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调10室内污染物危害8、挥发性有机污染物(VOCs)

室内有机污染物对人体的污染基本可分为三种主要类型：气体和其它感觉效应(如刺激作用)、粘膜刺激和其它系统毒性导致的病变、基因毒性和致癌性。2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调10室内污染物危2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调11室内污染物危害9、氡

氡通过呼吸进入人体，衰变时产生的短寿命放射性核素会沉积在支气管、肺和肾组织中。当这些短寿命放射性核衰变时，释放出的α粒子对内照射损伤最大，可使呼吸系统上皮换换细胞受到辐射。长期的体内照射可能引起局部组织损伤，甚至诱发肺癌和支气管癌等。据估算，人的一生中，如果在氡浓度370Bq/m3的室内环境中生活，每千人中将有30～120死于肺癌。若长期生活在含氡量高的环境里，就可能对人的血液循环系统造成危害，如白细胞和血小板减少，严重的还会导致白血病。2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调11室内污染物危2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调12室内污染物危害10、可吸入颗粒物对人体健康的危害

据了解，在可吸入颗粒物中，直径小于10微米的污染颗粒物可通过呼吸作用侵入人的上呼吸道；当其直径小于2.5微米时，污染物可进入人的下呼吸道，有时甚至穿过肺泡进入血液。目前，首要污染物就是颗粒物，而其中直径小于2.5微米的细微颗粒物则是空气污染要解决的难点。可吸入颗粒物还是细菌等微生物依附之物。在可吸入颗粒物中10％左右依附着各种细菌等微生物2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调12室内污染物危2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调13室内污染物危害金黄色葡萄球菌·短时间内可能会导致急性食物中毒，上吐下泻。克雷白氏菌杆菌常造成呼吸道及肠道的伺机性感染。冠状病毒这类病毒具有胃肠道、呼吸道和神经系统的嗜性，对人体诱发非典型肺炎。2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调13室内污染物危2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调14中国室内空气气体浓度标准①居室内使用的建筑材料中放射性比活度符合国家规定的建筑材料放射性要求；②居室内空气中甲醛最高容许浓度不超过0.08mg/m3；

③居室内空气中二氧化碳卫生标准值≤0.10％（2000mg/m3）④居室内可吸入颗粒物日平均最高容许浓度为0.15mg/m3；⑤居室内易挥发有机物的总释放量(TVOC)应低于0.2mg/m2/h；

⑥居室内空气中细菌含量4000CFU/㎡；

⑦居室内无石棉建筑制品；⑧居室内无超标电磁辐射污染；⑨居室不应有令人不快的气味。

2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调14中国室内空气2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调15多种污染物

根据各种污染物对人体某一器官危害的相关性:各种污染物单独作用(CO2与CO)各种污染物有叠加作用(O3与NO2)2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调15多种污染物2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调16全面通风系统自然通风机械通风(机械进风系统和机械排风系统)supplyairunitprocessofmaterialemissionsupplyairtransmissionheatexchangesolarradiationgainsprocessofmaterialemissionthermalflowmaterialcollectionandexhaustairseperationunitwindinfluenceextractionairexhaustairunitexhaustairheatingsystem(radiationheating)cleaningsystemdooraircurtaindevicecapturesystemconveyingsystemairdistributionsystemheatingsystem(roomheatingpanel)captureairdis-chargesystemairhandlingprocessinfiltrationinfiltrationinfiltrationventilationout-doorairinfiltration2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调16全面通风系统2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调17机械进风系统2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调17机械进风系统2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调18机械排风系统2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调18机械排风系统2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调19病态建筑的防治SickorTight-buildingsyndromeaseriesofacutecomplaintsforwhichthereisnoobviouscauseandwheremedicaltestsrevealnoparticularabnormalitiessymptomsgenerallysubsideafterleavingbuilding2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调19病态建筑的防2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调20病态建筑的防治NIOSHStudyfound:52%-poorventilation17%-indoorpollutantsUnknown–12%OutsidePollutants–11%Microbiological–5%Furnishings–3%2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调20病态建筑的防2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调21LOCALVENTILATIONShortdefinition:LocalVentilationsystemsareusedtotransportcontaminantsorheatfromtheoccupancyzone.Longdefinition:LocalVentilationusesanairflowratethatisaslowaspossible,butsufficienttominimizetheamountofairbornecontaminantsenteringaspecifiedvolumeorpassingspecifiedpoint(s).Theseareusuallyintendedtobeatthebreathingzoneofoccupants.Thisminimizationofairflowcanbeachievedeitherbycapturing(orcontaining)theairbornecontaminantintoanexhausthoodbeforeitenterstheworkspace,byblowingnon-contaminatedairfromasupplyinletthroughthevolumetopreventthecontaminantfromenteringtheworkspace,oracombinationofthose.2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调21LOCAL2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调22Localsupplyventilation2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调22Local2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调23LocalVentilationModesAllLocalVentilationsystemscanbemanufacturedforuseinoneormoreofthreedifferentmodes.Fixedsystemsarethosewheremovementofthehoodorotherchangestothesystem,exceptperhapsopeningandclosingoflidsanddoors,arenotpossible.Oneexampleisthelaboratoryfumehood.Flexiblesystemsarethosewherethesuctionopeningorsupplydevicemaybeplacedatdifferentlocationsinsidealimitedareaorvolume.Thisisperformedbyconnectingtheexhaust(orsupply)openingandduct(ortube)tothefanbyflexibleconnections(ductswithmoveableelbowsorflexibletube).Oneexampleisawallmountedhoodforweldingexhaust.Mobilesystemsarethosewheretheexhaust(supply)openingmaybeplacedalmostanywhereinsideaworkroom.Thisisperformedbyplacingthewholesystem(exhaust/supplyopening,duct,fan)onwheelsoraportableframe.Itcanalsobeaccomplishedbyhavingaseparateexhaustpart(openingandshorttube)whichcouldbeconnectedtoacentralductsystematmanyplaces(inwalls,onthefloororfromtheceiling).Oneexampleoftheformerisaweldingexhaust(withfilter)onasmallcarriageandanexampleofthelatterisacentralizedexhaustsystemforconnectiontocarexhaustpipes.Mobileexhaustorsupplysystemsalsoincludeportablesystems2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调23Local2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调242023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调242023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调25ClassificationofhoodtypesEnclosuresComplete:“GloveBox”Booth:OnesideopenforaccessTunnel:Twoopensides2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调25Classi2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调26ClassificationofhoodtypesTheClassIIIBiologicalSafetyCabinetisacombinedexhaust-supplysystem.A:GloveportswithOringforattachingarmlengthglovestocabinet.B:Sash.C:ExhaustHEPAfilter.D:SupplyHEPAfilter.E:Doubleendedautoclaveorpassthroughbox.Note:Connectionoftheexhausttobuildingexhaustsystemisrequired.2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调26Classi2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调27BasicrulestogivebestoverallenclosuredesignMakeenclosureascompleteaspossible

(i.e.reduceopeningarea)DesignsothatairinflowisevenlydistributedMakeboothdeeperBafflesorfiltersatexittoevenairflow2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调27Basic2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调28ClassificationofhoodtypesExteriorDrawsairawayfromcontaminantsourcebutdoesnotsurroundthesourceatpointofreleaseContaminantmustbecapturedbythehoodExample:Movableweldinghood2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调28Classi2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调29ExteriorHoodsPracticalconsiderationsmakeexteriorhoodsnecessaryinsomecasesExteriorhoodsaresusceptibletolocalairmovement(cross-drafts,etc.)causedbyotherforcesLocationofhoodwithrespecttosourceandworker

2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调29Exteri2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调30PotentialSourcesforAirMotionAroundHoodThermalaircurrentsfromnearbyhotprocessesorheatgeneratingmachinesMotionofnearbymachinery(beltconveyors,etc.)Materialinmotion(dumpingorcontainerfilling)MovementsoftheoperatorRoomaircurrents(generally50feet/minorhigher)Spotcoolingorheatingequipment2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调30Potent2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调31RangeofCaptureVelocities2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调31Range2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调32TheoreticalpointsourcesuctionPointsourcesuctionCapturevelocityxSurfaceareaofsphere:Requireairflow(cfm)2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调32Theore2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调33ApproximateImpactonInletFaceVelocity2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调33Approx2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调34AirShower2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调34AirSh2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调35Openunidirectionalairflowbenches2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调35Openu2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调36Apush-pullsystem2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调36Apush2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调37Combinedexhaust-supplysystem2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调37Combin2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调38Combinedexhaust-supplysystemthevolumeofexhaustairflowis150m3h-1,thevolumeofsupplyairis82m3h-1

thevolumeofexhaustairflowis290m3h-1,thevolumeofsupplyairis50m3h-1

2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调38Combin2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调39Auxiliaryairsupplyfumehood

2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调39Auxili2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调40Characteristicgeometricalparametersofaircurtains2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调40Charac2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调41EVALUATIONOFLOCALVENTILATIONTheevaluationmethodscouldbedirect,e.g.,measuringacontainmentindex,orindirect,e.g.,measuringpressurelossorvelocitydistribution.Forsomehoodtypes,measurementsusuallyseenasindirectmethods,areusedtomeasurethehood’sperformancetodetermineregulatorycompliance.Forexample,thereareregulationsspecifyingminimumandmaximumfacevelocitiesforlaboratoryfumehoodsandstaticpressure(negative)insideenclosedhoods.Continuouslymonitoringinstrumentscanbeconnectedtoalarmswhichsoundwhenthemeasurementisoutsidethespecifiedlimits2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调41EVALUA2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调42EVALUATIONOFLOCALVENTILATIONCaptureefficiencyisthefractionofgeneratedcontaminantthatisdirectlycapturedbythehood.Measurementofcaptureefficiencyinvolvesmeasuringconcentrationofprocess-generatedcontaminantoratracermaterial.Usingprocess-generatedcontaminantrequiresuseofinstrumentssuitedtoeachspecificcontaminantanditsconditions(temperature,pressure,concentration,form,etc).Inordertofacilitatethesemeasurements,atracerisoftensubstitutedfortheprocess-generatedcontaminant.2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调42EVALUA2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调43EVALUATIONOFLOCALVENTILATIONAsimpleevaluationcanbedonebycheckingtheairflowrateintotheopening,presumingthesourcecharacteristics,theplacementoftheexhaust,andotherparameters(crossdraft,workroutines,supplyairflowrate,etc)havenotchangedsincethedetailedevaluationwasdone.Sincethestaticpressurelossforahoodisdependentonformandflowrateitcanbeusedalonetomonitortheflowrateintothehood.Iftheflowrateandthepressurelossweremeasuredatthesametimeastheefficiency,thepressurelosscanbeusedformonitoringhoodperformance.2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调43EVALUA2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调44EVALUATIONOFLOCALVENTILATIONAnothersimplewaytoevaluatetheexhaustistousesmoketovisualizetheairstreamlines.Itissometimespossibletoseehowfaranexhaustreachesbyobservingsmokemovementwhenitisgeneratedatdifferentdistancesfromthehoodopening.2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调44EVALUA2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调45NaturalVentilationChimneyeffect(烟囱效应)----Differenceinairdensityduetotemperaturedifferencebetweenindoorandoutdoorair2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调45Natura2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调462023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调462023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调47Thermaleffectneutralpressurelevel(NPL):wheretheinteriorandexteriorpressuresareequal.Atallotherlevels,thepressuredifferencebetweentheinteriorandexteriordependsonthedistancefromtheneutralpressurelevelandthedifferencebetweenthedensitiesofinsideandoutsideair.

Airflowrate:Location,shapeandtemperaturedifference.Multistorybuilding:LayoutandConstruction2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调47Therma2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调48NaturalVentilationWindpressureonbuildingVenturieffect2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调48Natura2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调49WindPressure&FlowAroundBuildings

2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调49WindP2023/9/27东华大学/环境学院/暖通空调50WindPressure&FlowAroundBuildings2023/8/6东华大学/环境学院/暖通空调