车站通风与防排烟系统-通风系统分类及组成

民用建筑通风分类2019年2月目录专题引入1民用建筑通风分类2总结3通风的分类通风排风：把室内的污浊空气直接或经净化后排至室外。送风：把新鲜空气补充进来，从而保持室内的空气条件，以保证卫生标准和满足生产工艺的要求。通风的分类按通风系统动力的不同，可分为自然通风与机械通风两类；按通风系统作用范围的不同，可分为全面通风与局部通风；按通风系统特征的不同，可分为送风与排风。

自然通风2019年2月目录专题引入1自然通风2总结3专题引入思考：自然通风有什么特征？自然通风定义：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使空气流动，以达到交换室内外空气的目的。热源(1)热压作用下的自然通风(2)风压作用下的自然通风一般来说，热压作用的变化较小，风压作用的变化较大。优点：简单、经济。缺点：通风量受到多种因素的影响，如室内外温差，室外风速、风向，门窗的面积、形式和位置等。因此通风效果不稳定。热源(3)热压和风压同时作用专题引入自然通风是利用室内外温差造成的热压或风力造成的风压来实现通风换气的一种通风方式。不消耗机械动力、经济的通风方式自然通风的作用原理自然通风的作用原理如图所示：建筑物外墙上门窗洞口两侧由于热压和风压的作用造成压力差△p，空气就会经门窗洞口进入室内，空气流过门窗孔洞时阻力等于孔洞内外的压力差（计算见下页）。自然通风的作用原理利用孔洞内外压力差计算流经孔洞的空气量△p—门窗孔洞两侧的压力差（Pa）υ—空气流过门窗孔洞时的流速（m/s）ρ—空气的密度（kg/m3）ζ—门窗孔洞的局部阻力系数μ—窗孔的流量系数，与窗孔结构有关，一般小于1；F—孔洞的截面积（m2）体积流量质量流量表明：对于某一固定的建筑结构，其自然通风量的大小，取决于孔洞两侧压差的大小。自然通风的作用原理1.当已知窗孔两侧的压力差、窗孔面积和窗的构造时，即可求出通过该窗孔的流量。2.实现自然通风的条件是窗孔两侧存在压差，它是影响自然通风量大小的主要因素。一、热压作用下自然通风的设计计算（1）总压差的计算（2）余压和中和面的概念（3）中和面的位置（4）车间平均温度tpj（5）天窗排风温度tp（1）总压差的计算当室内外空气温度不同时，在车间的进排风窗孔上将造成一定的压力差，压力差的总和称为总压差。热压作用下的自然通风（1）总压差的计算如果室内温度高于室外温度，即tpj＞tw，ρpj

＜ρw，则窗孔a和天窗b压差如下：△pa，△pb，—窗孔a和b的内外压差（Pa）h—两窗孔的中心间距（m）g—重力加速度（kg/m3）ρpj—室内平均温度下的空气密度（kg/m3

）ρw—室外的空气密度（kg/m3

）说明：下部窗孔两侧室外静压大于室内静压，上部窗孔两侧室外静压小于室内静压，当tp

j

＜tw，ρpj

＞ρw：下部窗孔进风，上部窗孔排风当tpj

＞tw

，ρpj

＜ρw

：下部窗孔两侧室外静压小于室内静压，上部窗孔两侧室外静压大于室内静压，下部窗孔排风，上部窗孔进风热加工车间冷加工车间讨论的主要车间类型转换从上式可知：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差h和室内外的空气密度成正比。两者之和等于总压差。即热压——空气流动的动力。（2）余压和中和面的概念余压概念：把室内某一点空气的压力和室外相同标高未受建筑或其他物体扰动的空气压力的差值称为该点的余压。压差沿车间高度的变化说明：余压为正，窗孔排风；余压为负，窗孔进风；余压为零，窗孔不排风也不进风。中和面的概念：余压为零的平面叫中和面或等压面。h1、h2—窗孔a、b至中和面的距离（m）（3）中和面的位置根据中和面概念和空气平衡的知识，不存在机械通风的情况下，车间的自然进风等于自然排风。近似μj=μp，ρw=ρp，联立求解：（确立中和面位置）（4）车间平均温度tpj式中:tpj—车间空气的平均温度（℃）tp—上部天窗的排风温度（℃）tn—室内工作区设计温度（℃）（5）天窗排风温度tp1）温度梯度法计算排风温度tp：式中:△t—温度梯度，沿高度方向每升高1m温度的增加值（℃）按附表选用H—排气口中心距地面的高度（m）温度梯度△t值（℃/m）此法使用条件：厂房高度小于15m，室内散热量比较均匀，不大于116w/m3。（5）天窗排风温度tp2）有效系数法计算排风温度tp：式中：m—有效系数H—排气口中心距地面的高度（m）此法使用条件：厂房高度大于15m，室内散热量大于116w/m3。m—有效系数m1—与热源面积对地面面积之比f/F有关的系数M1与f/F的关系曲线m2—与热源高度有关的系数m3—与热源辐射散热量Qf和总散热量之比有关的系数热源高度（m）≤24681012≥14m210.850.750.650.600.550.5比值Qf/Q≤0.400.500.550.600.650.70m310.850.750.650.600.55m2值m3值2、风压作用下自然通风风压作用下的自然通风原理原理说明：形成正压区：进风迎风面：静压升高，风压大于周围气压。背风面：静压下降，风压小于周围气压。形成负压区：排风空气动力阴影风压的大小与作用在建筑物外表面上的风速大小、建筑物的几何形状有关。风速随高度而发生变化2、风压作用下自然通风双凹型天窗周围的气流分布建筑物四周的气流分布3、热压、风压共同作用下自然通风热压、风压共同作用下的自然通风原理原理说明：当热压、风压共同作用于某一窗孔时，窗孔的总压差则为热压差与风压差的代数和在热压和风压共同作用下：迎风面不能开天窗背风面不宜开下部侧窗从上图可知：窗孔a风压差和热压差叠加，总压差增大，进风量增加；窗孔b风压差和热压差均为正，总压差增大，排风量增加；由于风压的不稳定，设计自然进风时仅考虑热压作用自然通风的计算目的主要是为了消除车间的余热，有害气体和蒸气、粉尘等必须采用机械通风才能消除。由于车间内工艺设备布置，设备散热等情况很复杂，须采用一些假设条件才能进行计算：（1）整个车间的温度均一致，车间的余热量不随时间变化；（2）通风过程是稳定的，影响自然通风的因素不随时间变化；（3）车间内同一水平面上各点的静压相等，静压沿高度方向的变化符合流体静力学规律；（4）车间内空气流动时不受任何物体的阻挡；（5）不考虑局部气流的影响，热射流、通风气流到达排风口前已经消散；（6）进、排风口为方形或长方形孔口。4、自然通风的设计计算计算条件与设计目的已知条件和设计目的（1）已知条件：车间内余热量Q、工作区设计温度tn，室外空气温度tw，车间内热源的几何尺寸、分布情况。（2）设计目的：根据已确定的工艺条件和要求的工作区温度，计算所必需达到的通风换气量，确定进排风窗口的位置和面积。计算条件与设计目的例题：已知某车间的余热量Q=650kW，m=0.5，室外空气温度tw=32℃，室内工作区温度tn=35℃，车间形式如下图，μ1=μ2=0.5，μ3=μ4=0.6，如果不考虑风压的作用，求所需的各窗孔面积。设计步骤：（1）计算消除余热所需的全面通风量Q——车间总余热量，kW；c——空气比热，c＝1.01kJ/(kg·℃)；tp——车间的排风温度，℃；tw——车间的进风温度，℃。m——有效热量系数。（2）确定窗孔位置及中和面位置。中和面不宜选得太高，宜取在上下窗孔中心距离的1/3左右。（3）查取物性参数，如空气密度、窗孔流量系数等。其中空气密度还可以根据温度进行估算：（4）计算各窗孔的内外压差。各窗孔内外压差用公式来计算。设计步骤：（5）分配各窗孔的进、排风量，计算各窗孔的面积。进风窗孔排风窗孔设计步骤：5、自然通风的应用与设计案例上海辛庄生态示范办公楼全景上海辛庄生态示范办公楼自然通风烟囱进深小于6m的自然通风进深大于15m的自然通风进深大于6m、小于15m时的自然通风5、自然通风的应用与设计案例空间组合式通风

季节组合式通风

冬季

夏季5、自然通风的应用与设计案例矩形天窗（a）折线形天窗（b）曲线形天窗5、自然通风的应用与设计案例屋顶通风器示意图5、自然通风的应用与设计案例伞形风帽圆形风帽锥形风帽5、自然通风的应用与设计案例双层厂房的自然通风避风天窗与相邻较高建筑物距离风帽与相邻较高建筑物距离5、自然通风的应用与设计案例自然通风系统应用的限制性条件（1）室内得热量的限制。（2）建筑环境的限制。（3）建筑条件的限制。（4）室外空气湿度的限制。5、自然通风的应用与设计案例机械通风2019年2月目录专题引入1机械通风2总结3专题引入思考：什么是机械通风？机械通风定义：依靠通风机产生的动力来迫使室内外空气进行交换。机械通风缺点：消耗电能，占用空间，工程设备费和维护费较大，安装管理较为复杂。优点：可组织室内气流，可对进排风进行各种处理，可调节通风量和稳定通风效果。分类：全面通风、局部通风。1、全面通风答：在有条件限制、污染源分散或不确定、室内人员较多且较分散、房间面积较大，采用局部通风方式难以保证卫生标准时，应采用全面通风。思考：什么时候应使用全面通风？1、全面通风全面通风全面送风全面排风（按系统特征不同）全面送、排风全面通风稀释通风（混合通风）（按作用机理不同）置换通风1、全面通风2、局部通风定义：局部通风就是利用局部气流，使局部地点不受有害物的污染，造成良好的空气环境。2、局部通风局部通风的工作原理利用局部气流，使局部工作地点不受有害物的污染，从而创造良好的空气环境。2、局部通风局部送风局部排风局部通风局部排风原理：在局部地点把不符合卫生标准的污浊空气经过处理达到排放标准后排至室外。1—局部排风罩2—风管3—净化设备4—风机局部排风局部排风系统局部排风罩风机除尘器有害气体净化装置风管净化设备进、排风口单层百叶带滤网排风口格栅带滤网排风口防雨百叶风口风帽局部送风原理：把新鲜空气经过净化、冷却或加热等处理后送入室内指定地点，以改善局部空间的空气环境。局部送风系统组成局部送风系统分类系统式局部送风系统的要求：1、送风气流的要求2、局部送风方式的要求3、局部送风系统风口的位置要求4、送风口的要求分布式普通风扇空气幕按送出气流温度的不同

空气幕热空气幕等温空气幕

冷空气幕

按风机形式不同

贯流式空气幕

离心式空气幕

轴流式空气幕按吹风方向不同

侧送式下送式

上送式

按吹风方向不同

单吹式吹吸式空气幕（风幕、风帘机）侧送式空气幕上送式空气幕下送式空气幕空气幕（风幕、风帘机）立式风幕1－风机2－盘管3－条缝喷口卧式风幕空气幕（风幕、风帘机）空气幕工作原理空气幕是一种局部送风装置。它是利用特制的空气分布器喷出一定温度和速度的幕状气流，用来封堵门洞，减少或隔绝外界气流的侵入，以保证室内或某一工作区的温度环境。空气幕构造示意图空气幕是由空气处理设备、风机、风管系统及风口构成，目前将空气处理设备、风机、风口组合形成一种空气幕的产品空气幕产品实物图空气幕作用和分类1、空气幕的作用：（1）防止室外冷、热气流侵入；（2）防止余热和有害气体的扩散2、空气幕的设置原则：（1）位于严寒地区室外计算温度低于或等于－20℃的公共建筑和生产厂房，当大门开启频繁不能设置门斗或前室，且每班开启时间超过40分钟；（2）不论是否属于严寒地区，也不论大门开启时间长短，当工艺或使用要求不允许降低室内温度；（3）位于严寒地区的公共建筑和生产厂房，确属经济合理。四、全面通风全面通风也称稀释通风，它主要是对整个房间进行通风换气。注意

要使全面通风达到良好的通风效果，不仅需要有足够的通风量，而且还需要有合理气流组织。四、全面通风×××××○○○○××××××××××○○○○×××××方案1方案2气流组织方案比较比较下图中的两个个方案，哪个更好些？为什么？思考1、全面通风的气流组织气流组织定义：气流组织就是合理地选择和布置送、排风口的形式、数量和位置，合理地分配各风口的风量，使送风和排风能以最短的流程进入工作区或排出，从而以最小的风量获得最佳的效果。

形式：上送下排、上送上排、下送下排、中间送上下排等。

1、全面通风的气流组织1、全面通风的气流组织均匀流气流组织全面通风设计原则：（1）送风口应尽量靠近操作地点。（2）排风口应尽量靠近有害物源或有害物浓度高的地区。（3）进风系统气流分布均匀，避免在房间局部地区出现涡流，使有害物聚积。（4）合理布置机械送风系统室外进风口。（5）正确选用机械送风系统的送风方式。（6）合理分配风量。2、全面通风量的确定定义：是指为了使房间内的空气环境符合规范允许的卫生标准，用于稀释通风房间的有害物浓度或排除房间内的余热、余湿所需的通风换气量。(1)为稀释有害物所需的通风量

(2)为消除余热所需的通风量(3)为消除余湿所需的通风量（1）、为稀释有害物所需的通风量式中：L——全面通风量（m3/h）k——安全系数，一般在3~10范围选择x——有害物散发量（g/s）Yp——室内空气中有害物的最高允许浓度（g/m3

）ys——送风中含有有害物的浓度（g/m3

）例题例题1：某车间内生产过程散发的有害物为SO2，散发量为80mg/s，求该车间所需的全面通风量？【解】：查相关手册得SO2在车间的最高允许浓度为15mg/m3，送风中不含有SO2，安全系数选取范围可在3～10，本题选择k=6，根据公式可知全面通风量为：（2）、为消除余热所需的通风量式中：G——全面通风量（kg/s）Q——室内余热（显热）量（kJ/s）Cp——空气的定压比热容，可取1.01kJ/（kg.℃）ρ——空气的密度（kg/m3）tp——排风温度（℃）ts——送风温度（℃）例题1已知某房间散发的余热量为160kw，当地的通风室外计算温度为30℃，如果要求室内温度不超过34℃，试计算该房间所需的全面通风量？【解】：根据消除余热的全面通风量公式可得：（3）、为消除余湿所需的通风量式中：W——余湿量（g/s）ρ——空气的密度（kg/m3）dp——排风含湿量（g/kg）ds——送风含湿量（g/kg）（4）有害物散发量无法计算时通风量的确定式中：n——通风房间换气次数（次数/h），n可从有关规范或手册中查取。L——房间的全面通风量（m3/h）V——通风房间的体积（m3）某车间面积为500m2，层高5m，取n＝12次/h，求全面通风量。思考题2、全面通风量的确定

全面通风量包括消除有害物、余热、余湿所需的通风量，取其中最大值。

当房间内同时散发数种溶剂(苯及其同系物、醇、醋酸酯类)的蒸气，或数种刺激性气体(三氧化硫、二氧化硫、氯化氢、氟化氢、氮氧化合物及一氧化碳)时，全面通风量按分别所需空气量总和计算。计算原则

当通风房间有多种有害物时，应分别计算，取其中最大值。习题已知某房间散发的余热量为160kw，CO的散发量为32mg/s，当地的通风室外计算温度为31℃，如果要求室内温度不超过35℃，CO的浓度不得大于1mg/m3,试确定该房间所需的全面通风量？3、热平衡与空气平衡（1）热平衡（2）空气平衡（空气质量平衡）（3）民用建筑热平衡计算的几点说明。（4）通风设计中维持正、负压的设计方法（5）如何保持室内温度和压力一定？（1）热平衡热平衡的概念：热平衡指为保持通风房间内温度不变,必须使室内的总得热量等于总失热量。式中：——总得热量（kW）——总失热量（kW）对于某一具体房间，热平衡方程式为：热平衡公式∑Qh—围护结构、材料吸热的总失热量（kw）∑Qf—生产设备、产品及采暖散热设备的总放热量（kw）Lp—局部和全面排风风量（m3/s）Ljj—机械进风量（m3/s）Lzj—自然进风量（m3/s）Lhx—再循环空气量（m3/s）ρn—室内空气密度（kg/m3）ρw—室外空气密度（kg/m3）tn—室内排出空气温度（℃）tw—室外空气计算温度（℃）tjj—机械进风温度（℃）ts—再循环送风温度（℃）c—空气的质量比热，值为1.01kJ/（kg.℃）室外空气计算温度的确定①局部排风及稀释有害气体的全面通风：采用冬季采暖室外计算温度即：历年平均不保证五天的日平均温度；②消除余热、余湿