第二章-通风方式

控制工业污染物的

通风方法第二章

2.1局部通风2.2全面通风返回控制工业污染物的通风方法2

2.4事故通风通风方式分类通风方式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通风方式分类按通风系统的动力来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：

自然通风是依靠室内外空气温度差所造成的热压和室外风力造成的风压来实现换气的通风方式。

1）热压作用下的自然通风

图2.1为利用热压进行的自然通风简图，由于房间内空气温度高，密度小，因此产生了一种上升力，使得房间内空气上升后从上部窗排出，室外冷空气从房间下边门窗孔洞或缝隙进入室内。这种通风方式称为热压作用下的自然通风。

热压作用是指室内热空气因其密度小而上升，而室外较冷、密度较大的空气不断补充进来的作用。右图为利用热压进行自然通风的示意图。图2.1热压作用下的自然通风

2）风压作用下的自然通风

风压是由于空气流动所造成的压力，也是由室外气流(风力)形成室内外空气交换的一种作用力。在风压的作用下，室外空气通过建筑物迎风面上的门、窗等孔口进入室内，而室内空气则通过背风面及侧面上的门、窗等孔口排出。

图2.2是利用风压所形成的穿堂风进行全面通风的示意图。图2.2风压作用的自然通风利用风压进行全面换气是一般民用建筑普遍采用的一种通风方式。我国南方炎热地区的一些高温车间很多都是以利用穿堂风为主来进行通风降温的。图2.3利用风压和热压的自然通风图2.3所示是同时利用风压和热压进行的通风。无风时只利用热压进行全面换气，这是一种对高温车间防暑降温的最经济有效的通风措施，应用非常广泛。3）风压和热压的联合作用

2.机械通风

机械通风就是利用通风机所产生的抽力或压力，并借助于通风管网进行室内外空气交换的通风方式。它不像自然通风那样受到自然条件的限制，而可以通过管道把空气送到室内需要的地点，也可以从任意地点按要求的吸风速度排除被污染的空气，适当地组织室内气流的方向，并且根据需要对进风或排风进行各种处理；此外，也便于调节通风量和稳定通风效果。但是，风机运转时消耗电能，风机和风道等设备要占用一定的建筑面积和空间，因而工程设备费和运行维护费较大，安装和管理都较为复杂。

按通风系统的特征来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。

2.排风排风就是将房间内的污浊空气经过处理，符合排放标准后排出到室外。在实际工程中，从技术经济角度出发，应优先考虑采用自然通风，当其不能满足需要时采用机械通风；优先考虑采用局部通风，当其不能满足需要时采用全面通风。在实际工程中，单独采用一种通风方式往往是达不到需要的效果的，通常是多种通风方法是联合使用的。返回按通风系统的作用范围来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。

局部通风可分为局部排风和局部送风。局部排风是将有害物就地捕捉、净化后排放至室外，而局部送风则是将经过处理的、符合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。局部通风的特点是控制有害物效果好、风量小、投资小、运行费用低。2.1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。

图2.7局部排风局部排风罩——捕集有害物的装置；净化、除尘器——净化有害气体和粉尘；通风动力系统——通风管道，通风机图2.8局部排气净化系统示意图局部排风净化系统的组成局部排风系统组成在局部工作地点安装的排除污浊气体的系统称局部排风系统。如图4.3、图4.4所示，它是由以下几部分组成。（1）局部排风罩局部排风罩是用来捕捉有害物的。它的性能对局部排风系统的技术经济指标有直接影响。性能良好的局部排风罩，如密闭罩，只需要较小的风量就可以获得良好的工作效果。由于污染源设备结构和生产操作工艺的不同,排风罩的形式是多种多样的。（2）风管通风系统中输送气体的管道称为风管，它把系统中的各种设备和部件连成了一个整体。为了提高系统的经济性，应合理选定风管中的气体流速，管路应力求短、直。风管通常用表面光滑的材料制作，如：薄钢板、玻璃钢管，有时也用混凝土、砖等材料。（3）净化设备

为防止大气污染，当排出空气中有害物量超过排放标准时，必须用净化设备处理，达到排放标准后，排入大气。净化设备分除尘器和有害物净化装置两类。（4）风机风机向机械排风系统提供空气流动的动力。为防止风机的磨损和腐蚀，通常把它放在净化设备的后面。

(5)风管（烟囱）

烟囱是净化系统的排气装置。

图2.9局部排气净化系统示意图

1、排气罩；2、排风管；3、净化设备；4、风机；5、风管（烟囱）图2.10局部机械送风系统

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。2.2全面通风

全面通风也称稀释通风，它主要是对整个车间进行通风换气，这种通风系统适用于那些在房间很大范围内产生有害物并且不断扩散的情况。将经过适当处理的新鲜的空气送入室内，并不断的把污浊空气排出室外，使室内空气中的温度、湿度、有害物浓度符合卫生标准的要求。其特点是作用范围广、风量大、投资和运行费用高，当采用局部通风方式难以保证卫生标准时采用。全面通风分为全面送风和全面排风两种，可以是自然通风，也可以是机械通风。当车间内有害物源分散，工人操作点多且分散，采用局部排风不能达到要求时，应采用全面通风。图2.4全面机械送风系统

全面通风可以分为全面送风系统、全面排风系统和全面送排风系统。

①全面送风在不希望邻室或室外空气渗入室内时，寒冷地区的冬季为了保持室内一定的温度，同时希望送入的空气要经过简单的过滤或加热，多采用图2.4所示的全面送风系统。

全面送风系统利用风机把室外的新鲜空气(必要时经过过滤和加热)送入室内，在室内造成正压，把室内污浊的空气排出，达到全面通风的效果。图2.5全面机械排风系统

②全面排风为了使室内产生的有害物质尽可能不扩散到其他区域或邻室，可以在有害物质比较集中产生的区域或房间采用全面排风。图2.5所示为利用安装在外墙上的离心风机抽出室内的空气，使室内形成负压，利用负压作用可以把室外的新鲜空气吸入室内，以冲淡室内的热、湿、有害气体或含粉尘的空气。

③全面送排风一个房间可以同时采用图2.4所示的全面送风和图2.5所示的全面排风两种通风方式相结合的全面送排风系统，它往往用于门窗密闭、自行排风或进风比较困难的地方。根据送风量和排风量的不同，可以使房间保持正压或负压，不足或多余的风量则经围护结构的缝隙渗入或挤出。如图2.6所示。图2.6全面送排风系统

按照对有害物控制机理的不同,全面通风可以分为稀释通风、单向流通风、均匀流通风和置换通风。2.2.1全面通风换气量的确定

全面通风量是指为了使房间内的空气环境满足生产和生活的需要，符合规范规定的卫生标准，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。

为稀释有害物所需的通风量mQ，csc2Vcc1全面通风的基本微分方程式

（稀释方程）图3.25全面通风的基本微分方程式在通风量一定、室内初始浓度为C1的时候，求C2与通风时间的关系：（指数规律）图3.26室内有害物浓度曲线（3.9）（3.10）（3.11）非稳定状态下的全面通风换气量：稳定状态的关系式：换气次数（3.12）（3.13）（3.14）为消除余热所需的通风量或（3.15）式中：——全面通风量（kg/s、m3/s）；——室内余热（指显热）量（kJ/s）；——空气的定压比热容，可取1.01[kJ/(kg•℃)]；——空气的密度（kg/m3）；——排风温度(℃)；——送风温度(℃)。为消除余湿所需的通风量或（3.16）式中

——余湿量（g/s）；——排风含湿量（g/kg干空气）；

——送风含湿量（g/kg干空气）。

需要注意的是，当通风房间同时存在多种有害物时，如其危害不同，一般情况下，应分别计算，然后取其中的最大值作为房间的全面换气量。但是，当房间内同时散发数种危害相同的有害物时，如各种溶剂（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）时，由于这些有害物对人体的危害在性质上是相同的，在计算全面通风量时，应把它们看成是一种有害物质，房间所需的全面换气量应当是分别消除每一种有害气体危害所需的全面换气量之和。当房间内有害物质的散发量无法具体计算时，全面通风量可根据经验数据或通风房间的换气次数计算。通风房间的换气次数n（次/h）为通风量L（m3/h）与通风房间体积V（m3)的比值，即：（3.17）2.2.2全面通风的气流组织

所谓气流组织，就是合理的选择和布置送、排风口的形式、数量和位置，合理的分配各风口的风量，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。在进行气流组织设计时，应按照以下原则进行设计：

1.车间内污染空气必须及时排出

2.清洁空气必须先经过人的呼吸区

3.车间内气流分布均匀

4.机械送风系统室外进风口的布置：

（1）选择空气洁净的地方

（2）进风口应低于排风口，并设置在排风口上风处

（3）进风口底部应高出地面2m，在设有绿化带时，不宜低于1m。2.2.3全面通风的空气平衡和热平衡空气平衡

在通风房间内，无论采取哪种通风方式，都必须保证空气质量的平衡，即在单位时间内进入室内的空气质量与同一时间内排出的空气质量保持相等。其结果是保持通风房间的压力保持常压。空气平衡可以用以下公式表示：

（3.18）

式中——机械进风量（kg/s）；——自然进风量（kg/s）；——机械排风量（kg/s）；——自然排风量（kg/s）。

在未设有组织自然通风的房间中，当机械进、排风风量相等时，室内外压力相等，压差为零。当机械进风量大于机械排风量时，室内压力升高，处于正压状态，反之，室内压力降低，处于负压状态。由于通风房间不是非常严密的，当其压力处于正压或负压状态时，室内的部分空气会通过房间不严密的缝隙或窗户、门洞等排出或进入室内，我们把这种通风形式称为无组织进风。

因此在工程设计中，我们根据通风房间的工艺要求和特性，可以通过控制送、排风量来保证房间的压力要求，如为了满足通风房间或邻室的卫生条件要求，通过使机械送风量略大于机械排风量、让一部分机械送风量从门窗缝隙自然渗出的方法，使洁净度要求较高的房间保持正压，以防止污染空气进入室内；或通过使机械送风量略小于机械排风量，使一部分室外空气通过从门窗缝隙自然渗入室内补充多余的排风量的方法，使污染程度较严重的房间保持负压，以防止污染空气向邻室扩散。但是处于负压的房间，负压不应过大，否则会导致不良后果，室内负压引起的危害见表3.3。表2.1室内负压引起的危害负压（pa）风速（m/s）危害2.45~4.92~2.9使操作者有吹风感2.45~12.252~45自然通风的抽力下降4.9~12.252.9~4.5燃烧炉出现逆火3.35~12.253.5~6.4轴流式排风扇排风能力下降12.25~494.5~9大门难以启闭12.25~61.256.4~10局部排风扇系统能力下降热平衡通风房间的空气热平衡，是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。即式中

——总得热量（kw）；

——总失热量（kw）。

室内的总得热量包括：生产设备、产品、采暖散热设备、人体、送风、太阳辐射等等的散热量。室内的总失热量包括：围护结构、冷材料、排风、水分蒸发等等吸收的热量。注意事项室内的温度和压力的稳定，依赖于热平衡和空气平衡。在实际生产中，通风形式比较复杂，通风系统的平衡问题非常复杂，是一个动态平衡过程，室内温度、送风温度、送风量等各种因素都会影响这个平衡。如果上述条件发生变化，可以按照下列方法进行相应的调整：

1.如冬季根据平衡求得送风温度低于规范的规定，可直接将送风温度提高至规定的数值；

2.如冬季根据平衡求得送风温度高于规范的规定，应将送风温度降低至规定的数值，相应提高机械进风量；

3.如夏季根据平衡求得送风温度高于规范的规定，可直接降低送风温度进行送风，使室内温度有所降低。在满足室内卫生条件的前提下，进行车间通风系统设计时，为节省能量，可采取以下措施：

1.减少排风量

2.机械进风系统在冬季应采用较高的送风温度

3.空气再循环使用

4.采用既有送风又有排风的局部通风装置

5.设置热回收装置以上仅对各种通风方式作了概括性介绍，一般说来，局部排风的效果显著而且风量小，应优先采用，只是在不能设置局部排风系统或者单靠局部排风尚不能满足卫生要求时，才考虑全面排风。由于自然通风比较经济，应尽量采用。当自然通风达不到卫生或生产要求时，才采用机械通风或自然与机械的联合通风。实际上，在很多情况下是同时采用几种通风方式，如既有局部通风又有全面通风，既有局部排风又有局部送风等。

在建筑物内的不同地点有不同的送、排风要求，或建筑空间与面积较大时，则送、排风点布置较多。为便于运行管理，一般设多个送、排风系统。系统划分的原则是：

（1）可划为同一系统的情况①空气处理要求相同、室内参数要求相同;②同一生产流程、运行班次和运行时间。系统划分

(2)

应单独设置排风系统的情况

①两种或两种以上有害物质混合后能引起燃烧或爆炸；

②两种或两种以上有害物质混合后能形成毒害更大或有腐蚀性的混合物或化学物质；

③两种或两种以