暖通空调习题集和答案

第一章绪论习题1-1暖通空调在建筑环境控制中担负着怎样的技术使命?【答】作为一门应用性的技术科学，暖通空调肩负着这样的使命：遵循“以人为本”的宗旨，采用科学的环境控制技术，为人类创立一种健康、舒适而又富有效率的建筑环境，从而满足现代社会里人们在生活、工作及其他活动中对室内环境品质日益增长的需求。1-2暖通空调主要的系统类型有哪些？各自的根本组成和工作原理是什么？【答】暖通空调主要有供暖、通风、空气调节三种系统类型。供暖系统通过采用一定技术手段向室内补充热量，主要针对室内热环境进行温度参数的合理调控，以满足人类活动的需求，一般由热源、散热设备、和输送管道等组成。通风系统是以空气作为工作介质，采用换气方式，主要针对室内热〔湿〕环境〔由温度、湿度及气流速度所表征〕和〔或〕室内外空气污染物浓度进行适当调控，以满足人类各种活动需求，一般由风机、进排风或送风装置、风道以及空气净化和〔或〕热湿处理设备等组成。空气调节系统，是通过采用各种技术手段，主要针对室内热〔湿〕环境及空气品质，对温度、湿度、气流速度和空气洁净度、成分等参数进行不同程度的严格控制，以满足人类活动高品质环境需求，根本组成包括空调冷热源、空气处理设备、冷热介质输配系统〔包括风机、水泵、风道、风口与水管等〕、空调末端装置及自动控制和调节装置等。1-3空气调节可以分为哪两大类，划分这两类的主要标准是什么？【答】空调系统可以分为舒适性空调和工艺性空调两大类型，主要标准是按照空气调节的作用或效劳对象而划分的。舒适性空调作用是维持良好的室内空气状态，为人们提供适宜的工作或生活环境，以利于保证工作质量和提高工作效率，以及维持良好的健康水平。而工艺性空调作用是维持生产工艺过程或科学实验要求的室内空气状态，以保证生产的正常进行和产品的质量。1-4现代暖通空调在观念上发生了哪些变化？在技术上呈现出怎样的开展趋势？【答】首先是对其功能的观念转变，不但要为人类创造适宜的人居环境，还要肩负节能减排，保护地球资源和有效利用能源的重任；其次是深度方面，已远不限于为人类活动创立适宜的建筑环境，更着眼于室内环境质量的全面提升；再者是效劳对象方面，它的应用不在是某些特定对象享用的“奢侈品”，而应视为人类提高生活质量、创造更大价值、谋求更快开展的必需品。伴随建筑业的兴盛和建筑技术的进步，暖通空调技术获得了较快开展，其开展趋势为:①更加合理的用能，以降低能耗。提高能源利用效率，开发利用新能源和各种可再生能源；推广、改良各种节能技术，降低能源消耗；合理利用现有能源，实现冷、热源多元化用能，电力、燃气、煤并用，电力与自然能源并用，开展热、电联供，扩大燃气供能范围，开展区域供热、供冷等。②开发新型设备和系统，各种新型暖通空调系统和技术不断涌现。③创立新的设计观念和方法，如整体系统化、可持续性与动态设计、性能化设计概念出现并逐渐完善；设计理念由单纯地提供适宜的温湿度环境向创立舒适、健康、环保，高品质的室内空气质量的建筑环境转变。④更加注重提高系统控制、管理的自动化水平。1-5你对建筑环境控制技术的意义与内涵是如何认识的？第二章室内热湿负荷计算2-1建筑物内部热湿污染的成因及危害是什么？【答】①对于建筑物内部热污染：建筑物处于自然环境中，外部与内部热源综合作用于室内空气环境，通过导热、辐射或对流方式与其进行热量交换并形成加载于室内空气环境的热负荷，使之产生不利于人体舒适、健康或生产工艺特定需求的过热效应或过冷效应，室内环境遭受热污染。过热或过冷的环境会影响人体舒适、健康和工作效率甚至危及人的生命，对于某些生产工艺过程来说，一旦遭受热污染，将不能维持正常的生产与工艺操作，影响产品与成果的质量。②对于建筑物内部湿污染：建筑物处于自然环境中，外部与内部湿源综合作用于室内空气环境，通过蒸发、凝结或渗透、扩散等物理作用实现与其进行湿交换并形成加载于室内空气环境的湿负荷，使之产生不利于人体舒适、健康或生产工艺特定需求的湿度参数，室内环境遭受湿污染。其危害与热污染危害相似，只是产生的机理不同而已。2-2夏季空调室外计算干球温度是如何确定的？夏季空调室外计算湿球温度呢？【答】《采暖通风与空气调节设计标准》〔GB50019—2003〕规定夏季空调室外计算干球温度采用历年平均不保证50h的干球温度，夏季空调室外计算湿球温度采用历年平均不保证50h的湿球温度。2-3冬季空调室外计算温度是否与采暖室外计算温度相同？为什么？【答】不相同。冬季空调室外计算温度采用历年平均不保证1天的日平均温度，而采暖室外计算温度取冬季历年平均不保证5天的日平均温度。2-4试计算重庆市夏季空调室外计算逐时温度〔tτ〕。【解】按教材式〔2.3〕计算，并查教材附录1得重庆市夏季日平均温度和夏季空调室外计算干球温度，得，结果见表2.1。表2.1题2-4计算过程及结果时刻1:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:0012:00β-0.35-0.38-0.42-0.45-0.47-0.41-0.28-0.120.030.160.290.40△tr/℃7.69tWp/℃32.5tW，τ/℃29.8129.5829.2729.0428.8929.3530.3531.5832.7333.7334.7335.58时刻13:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:00β0.480.520.510.430.390.280.140.00-0.10-0.17-0.23-0.26△tr/℃7.69tWp/℃32.5tW，τ/℃36.1936.536.4235.8135.5034.6533.5832.5031.7331.1930.7330.502-5室内空气计算参数确定的依据是什么？【答】室内空气参数确实定主要依据室内参数综合作用下的人体热舒适、工艺特定需求和工程所处地理位置、室外气候、经济条件和节能政策等具体情况。2-6室外空气综合温度的物理意义及其变化特征是什么？【答】建筑围护结构总是同时受到太阳辐射和室外空气温度的综合热作用，为方便计算建筑物单位外外表得到的热量而引入室外空气综合温度概念，其相当于室外气温由空调室外计算温度增加了一个太阳辐射的等效温度值，并减少了一个围护结构外外表与天空和周围物体之间的长波辐射的等效温度值。其主要受到空调室外空气温度、围护结构外外表接受的总太阳辐射照度和吸收系数变化的影响，所以不同时间不同地点采用不同外表材料的建筑物的不同朝向外外表会具有不同的逐时综合温度值。2-7按上题条件分别计算中午12:00外墙和屋面处室外空气的综合温度。【解】首先确定12:00室外空气的计算温度：查教材附录1得西安,由教材表2.1查得,那么有再由教材附录2查得值：屋面0.74,南墙0.7。西安的大气透明度等级为5[5],由教材附录3查得I值：屋面(水平面)为919,南墙为438，取，于是可求得12:00室外空气综合温度分别为屋顶：南墙：2-8房间围护结构的耗热量如何计算？通常需要考虑哪些修正？【答】围护结构的根本耗热量包括根本耗热量和附加〔修正〕耗热量两项。根本耗热量按下式计算：，K为围护结构的传热系数，F为围护结构的计算面积，tN、tW分别为冬季室内、外空气的计算温度，a为围护结构的温差修正系数。附加耗热量要考虑朝向修正、风力修正、高度修正等主要修正，另外如考虑窗墙比修正、具有两面及其以上外墙的修正等。对于间歇供暖系统还要考虑间歇附加率。2-9层高大于4m的工业建筑，在计算冬季采暖围护结构耗热量时，地面、墙、窗和门、屋顶和天窗冬季室内计算温度如何取值？【答】冬季室内计算温度应根据建筑物的用途确定，但当建筑物层高大于4m时，冬季室内计算温度应符合以下规定：①地面，应采用工作地点的温度。②墙、窗和门，应采用室内平均温度。③屋顶和天窗，应采用屋顶下的温度。2-10在什么情况下对采暖室内外温差不需要进行修正？【答】当供暖房间并不直接接触室外大气时，围护结构的根本耗热量会因内外传热温差的削弱而减少，为此引入了围护结构的温差修正系数，其大小取决于邻室非供暖房间或空间的保温性能和透气状况。假设邻接房间或空间的保温性能差，易于室外空气流通，那么该区域温度接近于室外气温，温差修正系数亦接近于1。假设冷测温度或用热平衡法能计算出冷测温度时，可直接用冷测温度代入，不再进行温差修正。2-11位于西安的某办公楼为一矩形南北向多层建筑物，其冬季采暖室内设计温度为18℃，设计相对湿度为45%，内走廊温度较室内低1~2℃〔隔墙传热可以忽略〕。该楼地面层南向№1办公室左邻办公室，右邻楼梯间，房间宽7.5m、深7.2m、高3.9m，围护结构设计条件：外墙：370mm砖墙，外表水泥砂浆20mm，内外表白灰粉刷20mm；内墙：240mm砖墙，内外表白灰粉刷20mm；外窗：推拉铝合金窗2个,每个外形〔宽×高〕为3.0×2.0m，可开启局部的缝隙长度为8m〔冬季K值查教材附录4〕；地面：非保温地面，K值按地带考虑；内门：普通木门〔其传热可以忽略〕。要求计算该№1办公室冬季供热设计热负荷。【解】①计算围护结构传热耗热量Q1：据各围护结构的根本耗热量及附加耗热量，可算得围护结构总传热耗热量Q1=3201.1W，其中不考虑风向、高度修正。西安市空调室外计算参数查教材附录1，各项计算值见表2.2。表2.2房间围护结构耗热量计算表围护结构面积F/m2传热系数K/〔W·m-2·℃-1〕室内计算温度tN/℃采暖室外计算温度tW/℃温差℃温差修正根本耗热量朝向修正%修正后耗热量Q/W南外墙3.9*7.5-12=17.251.5718-5231622.90-15529.46南外窗126.411766.40-151501.44东内墙28.081.720.8888.680888.68地面Ⅰ〔7.5-0.28〕*2=14.440.471156.100156.10地面Ⅱ14.440.23176.39076.39地面Ⅲ14.440.12139.85039.85地面Ⅳ(7.2-0.41-6)*7.22=5.700.0719.1809.18总和3559.503201.10由于只有南面外墙，因此地面传热地带划分如图2.1。②计算冷风渗透耗热量Q2：西安冬季室外风速为2.7m/s，查教材表2-6得，每米窗缝隙渗入的空气量Ls=0.85m3/〔m·h〕，该办公室仅有一面外墙，其外窗缝隙总长度l为16米，查教材附录6朝向修正系数取n=0.4，那么总冷风渗透量：于是，冷风渗透耗热量Q2：第一地带第一地带第二地带第三地带第四地带222图2.1地面传热地带的划分③此题不考虑冷风侵入耗热量，故该办公室冬季供热设计热负荷：2-12假定2-11题中的办公室分层设置一次回风集中空调系统承当冬季供暖任务，No1办公室的设计新风量为360kg/h。要求计算确定该No1办公室的空调系统冬季所需设计供暖负荷应为多少?【解】由上题知：Q=3247.01W新风耗热量：所以总的供暖设计热负荷为：Q2=Q1+Qw=3247.01W+2323W=5570.01W2-13什么是得热量？什么是冷负荷？什么是除热量？试简述三者的区别。【答】室内得热量是指某时刻由室内、室外各种热源散入房间的热量的总和，得热量可分为潜热得热和显热得热，而显热得热又可分为对流热和辐射热；室内冷负荷是指某时刻当空调系统运行以维持室内温湿度恒定时，为消除室内多余的热量而必须向室内供给的冷量；房间的除热量是指空调设备供给房间的实际供冷量。区别：大多数情况下，冷负荷与得热量有关，但并不等于得热。得热量中显热得热中的对流成分和潜热得热〔不考虑围护结构内装修和家具的吸湿与蓄湿作用情况下〕立即构成瞬时冷负荷，而显热得热中的辐射得热在转化成室内冷负荷的过程中，数量上有所衰减，时间上有所延迟，即冷负荷与得热量之间存在相位差和幅度差，这与房间的构造、围护结构的热工特性和热源的特性有关。当空调系统连续运行并经常保持室温恒定时，除热量就等于空调冷负荷〔空调冷负荷就是指室内冷负荷〕；当空调系统间歇使用而停止运转，或虽然连续运转但室温经常处于波动状态时，房间便会产生一个额外增加的自然温升负荷，其与空调冷负荷之和就是所谓除热量。2-14室内冷负荷由哪些负荷所组成？如何确定？【答】室内冷负荷包括通过围护结构〔墙体、屋顶、窗户、内围护结构等〕逐时传热形成的冷负荷和室内热湿源〔照明、用电设备、人体等〕形成的冷负荷，对各项进行逐时计算和叠加，最后找出最大值即为室内冷负荷值。当计算多个房间的室内冷负荷时，对各个房间的冷负荷逐时进行叠加，其中出现最大的值即为多房间的冷负荷值，而不是将各房间最大冷负荷值进行简单叠加。2-15如何计算室内人体散热形成的冷负荷？【答】人体向室内空气散发的热量有显热和潜热两种形式。前者通过对流、传导、或辐射等方式散发出来，后者是指人体散发的水蒸气所包含的汽化潜热。人体散发的潜热量和显热中的对流、传导局部直接形成瞬时冷负荷，而辐射局部将会形成滞后冷负荷。因此在计算由于人体散热形成的冷负荷要分为两个局部：显热冷负荷Qcl,τ显和潜热冷负荷Qcl,τ潜。显热冷负荷为，潜热冷负荷为，人体散热总冷负荷，以上式中和分别为不同室温和劳动性质时成年男子显热散热量和潜热散热量。〔其他符号所代表的意义均同教材一致〕2-16什么情况下，任何时刻房间瞬时得热量总和的数值等于同一时刻的瞬时冷负荷？【答】由题2-10？？？可知得热量和冷负荷是有区别的，任一时刻房间的瞬时得热量的总和未必等于同一时刻的瞬时冷负荷，只有得热量中不存在以辐射方式传递的得热量，或围护结构和室内物体没有蓄热能力的情况下，得热量的数值才等于瞬时冷负荷。2-17假设2-11题中的办公楼位于重庆市。其夏季空调室内设计温度为27℃，设计相对湿度为65％，内走廊温度较室内高1～2℃〔隔墙传热可以忽略〕。又№1办公室处于办公楼顶层，其外墙改为240mm砖墙，外窗设置浅色内窗帘，屋顶为70mm钢筋混凝土屋面板加160mm沥青膨胀珍珠岩保温层，楼板结构按教材附录9序号4，其余设计条件同1-1题。计算该№1办公室夏季供冷围护结构传热冷负荷〔注：可在8:00～18:00之间进行逐时计算〕。【解】由于室内压力稍高于室外大气压，故无需考虑新风渗透引起的冷负荷。查教材[1]附录9内墙放热衰减度为1.6，楼板放热衰减度为1.8，判断该房间属于中型。重庆夏季空调室外计算日平均温度=32.5℃，室内设计温度为27℃①屋顶冷负荷由教材附录9查得：K=0.49W/(m2·℃),衰减系数β=0.37，延迟时间ε=9.3h。根据ρ、β、ε查手册[1]表20.3-2得扰量作用时刻τ-ε时代表城市上海市屋顶逐时冷负荷计算温度tτ-ε及重庆相对上海市地点修正值△，即可按式〔20.3-1〕[1]算出屋顶的逐时冷负荷。计算结果列于表2.3中。表2.3屋顶冷负荷计算时刻τ8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00作用时刻τ-ε22.723.70.71.72.73.74.75.76.77.78.7tτ-ε/℃39.6038.6037.6036.8136.6037.0938.0039.0040.4941.9143.49△/℃1tn/℃27△tτ-ε/℃13.6012.611.6010.8110.6011.0912.0013.0014.4915.9117.49K/W·m-2·℃-10.49F/m254Qcl,τ/W359.86333.40306.94286.03280.48293.44317.52343.98383.41420.98462.79②南外墙冷负荷由教材附录9查得：K=1.95W/(m2·℃),衰减系数β=0.35，延迟时间ε=8.5h。根据β、ε查手册[1]表20.3-1得扰量作用时刻τ-ε时代表城市上海市南外墙逐时冷负荷计算温度tτ-ε及重庆相对上海市地点修正值△，即可按式〔20.3-1〕[1]算出南外墙的逐时冷负荷。计算结果列于表2.4中。表2.4南外墙冷负荷计算时刻τ8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00作用时刻τ-ε23.50.51.52.53.54.55.56.57.58.59.5tτ-ε/℃32.5323232323232.53333.53434.5△/℃1tn/℃27△tτ-ε/℃6.5666666.577.588.5K/W·m-2·℃-11.95F/m217.25Qcl,τ/W218.64201.83201.83201.83201.83201.83218.64235.46252.28269.10285.92注意：计算时刻与作用时刻的定义与区别。③南外窗冷负荷a.瞬变传热得热形成冷负荷查得：K=6.4W/(m2·℃)，由教材附录12查得各计算时刻的负荷温差△tτ，计算结果列于表2.5中。表2.5南外窗瞬时传热冷负荷计算时刻τ8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00△tτ/℃3.2455.86.67.27.78.08.17.97.8K/W·m-2·℃-16.4F/m212Qcl,τ/w245.76307.20384.00445.44506.88552.96591.36614.40622.08606.72599.04注意：附录12中制表条件为tn=26℃，要进行修正。b.日射得热形成冷负荷窗内遮阳系数Cn=0.5，窗玻璃的遮挡系数Cs=1，窗户的有效面积系数Xg=0.85，查表20.5-2[1]重庆相对上海南外窗修正系数Xd=0.97，查表20.5-3[1]得上海透过标准窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度Jj,τ即可按教材式〔2.24〕计算出相应的逐时冷负荷。计算结果见表2.6。表2.6南外窗日射得热冷负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Jj,τ/W·m-266871151431591621501301129370XgXdCsCn0.85*0.97*1*0.5=0.41F/m212Qcl,τ/W324.72428.04565.80703.56782.28797.04738.00639.60551.04457.56344.40④东侧内墙由教材附录1查得重庆市夏季空调室外计算日平均温度twp=32.5℃。非空调邻室楼梯间无散热量，由教材表2.13确定该邻室温升△t1=0℃。内墙的传热系数从教材附录9中查得K=1.72W/(m2·℃)。按教材式〔2.25〕即可求得通过东侧内墙的稳定传热负荷为：Qcl=1.72×28.08×〔32.5-27〕W=265.64W。⑤总计：将前面所得各项冷负荷值汇总见表2.7。表2.7围护结构冷负荷计算汇总单位：W计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00屋顶负荷359.86333.40306.94286.03280.48293.44317.52343.98383.41420.98462.79外墙负荷218.64201.83201.83201.83201.83201.83218.64235.46252.28269.10285.92窗传热负荷245.76307.20384.00445.44506.88552.96591.36614.40622.08606.72599.04窗日射负荷324.72428.04565.80703.56782.28797.04738.00639.60551.04457.56344.40内墙负荷265.64总计1414.621536.111724.211902.502037.112110.912131.162099.082074.452020.001957.79根据以上可知该空调房间围护结构的最大冷负荷出现在14:00，值为2131.16W。2-18前述空调房间内，有12人做制图工作，上班时间8:00～18:00，日光灯照明共1080W。计算由室内热、湿源引起的冷负荷和湿负荷应为多少？【解】按条件,该空调房间为中等类型,应分别计算照明及人体的冷负荷和人体湿负荷(无设备散热)。①照明冷负荷：照明负荷系数JLτ-T查表20.8-2[1]，日光灯照明共1080W，连续开灯10h，按教材附录式〔2.36〕计算照明冷负荷。②人体形成冷负荷：12人制图工作，视为轻度劳动。查教材表2.21显热为51W/人，潜热130W/人，全热181W/人，湿量194g/〔h·人〕。取群集系数n′=0.97，人体显热负荷系数JPτ-T查表20.7-4[1]，那么人体总冷负荷按如下公式计算：Qcl′=〔JPτ-T×51+130〕×12×n′。因此，照明及人体形成的逐时总冷负荷见表2.8。③人体湿负荷：W=12×n′×w=12人×0.97×194g/〔h·人〕=2258g/h表2.8照明及人体形成的逐时总冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00开始工作小时数12345678910照明负荷系数JLτ-T0.390.60.680.730.780.810.840.870.890.9照明冷负荷Qcl(W)421.20648.00734.40788.40842.40874.80907.20939.60961.20972.00人体显热负荷系数JPτ-T0.50.690.750.790.830.860.880.90.910.92潜热冷负荷W130人体总冷负荷Qcl(W)1810.021922.811958.431982.182005.922023.732035.602047.482053.412059.35总冷负荷(W)2231.222570.812692.832770.582848.322898.532942.802987.083014.613031.352-19试阐述房间供暖、供冷设计负荷与系统供暖、供冷设计负荷之间的概念区别与联系。【答】房间供暖、供冷设计负荷确实定是系统供暖、供冷设计负荷确定的根底，是局部与整体的关系。由房间各项耗热量、得热量计算与热冷负荷分析的根底上，可求得房间总的供暖、供冷设计热负荷，再进一步综合各房间同时使用情况、系统的类型及调节方式，并考虑通风、再热、设备和输送管道的热冷量损耗带来的附加热冷负荷，综合确定系统供暖、供冷设计负荷。第三章空调送风量确实定与空气热湿处理过程3-1空调房间夏季设计送风状态点和送风量是如何确定的？【答】根据房间热量平衡关系式得房间送风量为，或根据湿量平衡关系式得房间送风量为。在系统设计时。空调冷、湿负荷、热湿比ε，室内状态点也是的，只要确定送风状态点，送风量即可确定。工程上常根据焓湿图和送风温差来确定送风状态点，先确定送风状态点的温度，其所在的等温线与热湿比线的交点即为送风状态点O。送风量即可确定，如已确定出余热量中的显热量，也可根据求空调送风量。3-2冬、夏季空调房间送风状态点和送风量确实定是否相同，为什么？【答】不相同。夏季确实定如上题所述，但冬季通过围护结构的温差传热往往是由室内向室外传递，只有室内热源向室内散热。因此冬季室内余热量往往比夏季少得多，常常为负值，而余湿量那么冬夏一般相同。这样冬季房间的热湿比值一般小于夏季，甚至出现负值，所以冬季空调送风温度tO大都高于室温tN。由于送热风时送风温差值可比送冷风时的送风温差值大，所以冬季送风量可以比夏季小，故空调送风量一般是先确定夏季的送风量，冬季即可采取与夏季相同风量，也可少于夏季风量。由于冬夏室内散湿量根本相同，所以冬季送风含湿量取值应与夏季相同。因此，过d0的等湿线和冬季的热湿比线的交点Od即为冬季送风状态点。故冬季送风量确实定通常有两种选择：①冬夏送风量相同，这样的空调系统称为定风量系统。定风量系统调节比拟方便，但不够节能。②冬季送风量减少，采用提高送风温度、加大送风温差的方法，可以减少送风量，节约电能，尤其对较大的空调系统减少风量的经济意义更突出，但送风温度不宜过高，一般以不超过45℃3-3上章所述空调房间如果要求相对湿度不大于65％，假定集中空调系统风机与管道温升为1℃，试确定该空调系统夏季的送风状态O及送风量G。【解】该办公室总冷负荷汇总见表3.1表3.1该办公室夏季冷负荷汇总表计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00室内热源冷负荷2231.222570.812692.832770.582848.322898.532942.802987.083014.613031.35围护结构负荷1536.111724.211902.502037.112110.912131.162099.082074.452020.001957.79总冷负荷3767.334295.024595.334807.694959.235029.695041.885061.535034.614989.14①由表得出该办公室最大逐时冷负荷出现在16点,为5061.53W，湿负荷2258g/h；取送风温差△to=8℃,管道温升为1℃,那么有送风状态O点to=19℃，L点温度18℃；进而查得送风状态O点和室内设计状态N点有关参数：OεOεN△toL图3.1该房间夏季送风状态图②计算送风量：按消除余热：按消除余湿：于是取最大值，送风量为3-4成都某工业车间为排除有害气体和维持正压的总排风量=1kg/s，冬季工作地点温度要求保持在，车间总的显热余热量，假定这个车间设计有一套使用80%再循环空气的集中热风供暖系统来保证室内温度要求，其中设计新风量应能补偿全部排风量。要求确定该集中热风供暖系统所需机械送风量和送风温度。【解】根据风量平衡关系，该系统新风量==1kg/s由：=+，，得=5kg/s根据显热余热量得3-5假定3-4题所说车间夏季显热余热量Q＝65kW，并按与冬季相同风量的集中空调系统来维持室温℃。要求确定该集中空|调系统所需的送风温度。【解】由上题知：=5kg/s，其余步骤如上题，算得3-6空调、通风房间新风供给的目的和意义是什么？房间设计最小新风量确定的原那么和方法是什么？【答】通新风是改善室内空气品质的一种行之有效的方法，其本质是提供人所必需的氧气并用室外的污染物浓度低的空气来稀释室内污染物浓度高的空气，对改善室内空气品质起着重要作用。但在设计工况下处理新风十分耗能，因此在确定新风量时一方面要考虑改善室内空气品质，另一方面要考虑建筑能耗，房间新风量的合理确定通常应符合以下主要原那么：①满足人的卫生要求，主要在于补充人体呼吸过程的耗氧量，同时将呼出的CO2或吸烟等产生的其他空气污染物稀释到卫生标准所允许的浓度范围；②足以补充房间局部排风量并维持其正压要求，空调房间为防止室外或邻室空气渗入而干扰室内温湿度与洁净度，还需要使用一局部新风来维持房间压力略高于外部环境“正压”状态。按以上原那么确定的新风量中选出一个最大值作为房间〔或系统〕所需的设计新风量。3-7对旅馆客房等的卫生间，当其排风量大于民用建筑的最小新风量时，新风量该如何取值？【答】新风量应该取两者中的较大值，即按排风量进行取值。3-8某空调房间有10人从事轻体力劳动，室内允许空气含CO2的体积浓度为0.1%，室外空气中CO2的体积浓度为0.04%，求室内每人所需新风量。【解】由有关资料表5-17[3]查得从事轻体力劳动时，CO2发生量为0.023〔CO2的密度为1.977kg/m3〕，即12.6mg/s，房间内共有十人，共产生的CO2为126mg/s，空气密度为1.2kg/m3。解法1：室内允许的CO2的体积浓度为0.1％=0.1×104×44/22.4，即=1964.29mg/m3室外空气中的CO2的体积浓度为0.04％，即=785.71mg/m3由公式：故，平均室内每人所需新风量为解法2：故，每人所需新风量为38.3注意：单位换算1％=104ppm=10L/m3，即1m3空气中含有10LCO2。ppm即一百万体积的空气中所含污染物的体积数，温度为25℃3-9某空调系统效劳于三个空调房间，它们的最小送风换气次数、人数、房间空气容积见表3.2：每人最小新风量为30，试确定空调系统的总新风量和新风比。表3.2题3-9表房间甲乙丙房间容积m3200400100最小换气次数次/h855人数人4204【解】将该空调系统作为集中空调系统进行处理，系统示意图大致如下：甲甲乙丙各房间的送风量：=200m38次/h=1600=400m35次/h=2000=100m35次/h=500所以系统的总风量：=++=4100，所有房间的新风量之和：未修正的系统新风量在送风量中的比例：需求最大的房间的新风比：那么修正后的系统新风比为：修正后的系统新风量为：3-10空气处理热湿根本过程有哪些？试针对各种根本过程尽可能全面地提出采用不同设备、介质和必要技术参数的各种热湿处理方案。ε>0ε>0ε=﹣∞Cε=+∞d=常数i=常数ε=0t=常数DBGEFAε<0ε>0ε<0图3.2空气热湿处理过程①等湿加热〔〕：使用以热水、蒸汽等作热媒的外表式换热器及某些换热设备，通过热外表对湿空气加热，使其温度升高、焓值增大，而含湿量不变。这一过程又称为“干加热”，热湿比为+∞。②等湿冷却〔〕：使用以冷水或其它流体作热媒的外表式冷却器冷却湿空气，当其冷外表温度等于或高于湿空气的露点温度时，空气温度降低、焓值减小而含湿量保持不变。这一过程又称为“干冷却”，其热湿比为-∞③等焓加湿〔〕：使用喷水室以适量的水对湿空气进行循环喷淋，水滴及其外表饱和空气层的温度将稳定于被处理空气的湿球温度ts，空气温度降低、含湿量增加而焓值根本不变。水分在空气中自然蒸发亦可使空气产生同样的状态变化。这一过程又称为“绝热加湿”，热湿比近似为0。④等焓减湿〔〕：使用固体吸湿装置来处理空气，湿空气的含湿量降低、温度升高而焓值根本不变，热湿比近似为0。⑤等温加湿〔〕：使用各种热源产生蒸汽，通过喷管等设备使之与空气均匀混合，空气含湿量和焓值增加而温度根本不变，该过程近似等温变化。⑥冷却枯燥〔〕：利用喷水室或表冷器冷却空气，当水滴或换热外表温度低于湿空气之露点温度时，空气将出现凝结、脱水，温度降低且焓值减小。3-11试在i-d图上分别画出以下各空气状态变化过程：a．喷雾风扇加湿b.硅胶吸湿c.潮湿地面洒水蒸发加湿d.电极式加湿器加湿e.电加热器加热【答】a、d过程为等温加湿，见图3.2中的过程；b过程为等焓减湿，见图3.2中的过程；c过程为等焓加湿，见图3.2中的过程；e过程为等湿加热，见图3.2中的过程3-12针对夏季空调传统热湿处理方案，构建一种无需使用人工冷源的低能耗节能空调方案，并与传统方案进行技术、经济分析与比拟。【答】夏季传统热湿处理方案在i-d图上的表示如图？？中过程，该处理过程分为喷水室冷水喷淋或表冷器间接冷却()和空气加热器干加热()两个过程,其特点是两步过程，能满足对环境参数的较高调控要求,使用和管理否很方便。但要求冷媒水温较低，需要人工冷源，相应的设备投资与能耗也就更大些，并造成冷热量的相互抵消，导致能量的无益消耗。而对于处理方案，先使用固体吸湿剂对空气进行等焓减湿处理到1点，然后再进行冷却处理。这一方案的优点就在于与传统方案相比，不存在冷热抵消的能量浪费，况且后续干冷过程允许冷媒温度较高，可使制冷设备供冷量大幅减小，甚至可以完全取消人工制冷，降低能耗。它的缺点就在于需要增设固体吸湿装置，有可能对初投资和运行管理带来不利。第四章空气净化处理4-1空气污染物通常包括哪些内容？【答】空气净化处理涉及的主要空气污染物包括：悬浮在空气中的固态、液态微粒，悬浮在空气中的微生物，以及各种对人体或生产过程有害的气体。悬浮微粒主要包括灰尘〔固态分散性微粒〕、烟、雾、烟雾等。空气中的微生物主要包括细菌、病毒、真菌、花粉、藻类和噬菌体等。4-2空气中悬浮污染物的浓度表示方法有哪些？【答】通常有以下三种表示方法：①质量浓度：单位体积空气中含有悬浮微粒的质量。②计数浓度：单位体积空气中含有各种粒径悬浮微粒的颗粒总数。③粒径计数浓度：单位体积空气中含有某一粒径范围内的悬浮微粒的颗粒数4-3表征过滤器性能的主要指标有哪些？【答】①过滤效率：在额定风量下，经过过滤器捕集的尘粒量与过滤器前空气含尘量的百分比。它反映的是被过滤器捕集下来的尘粒量的相对大小；②穿透率：过滤后的空气含尘浓度与过滤前空气含尘浓度的百分比。它反映的是经过过滤后的空气含尘量的相对大小。对于效率较高的过滤器，过滤效率相差不大，但穿透率那么有可能相差几倍，故常用穿透率来评价高效过滤器的性能；③面风速与滤速：面风速是指过滤器断面上所通过的气流速度，是反映过滤器通过能力和安装面积的性能指标；滤速是指过滤器滤料面积上通过的气流速度，是反映滤料通过能力的指标；④过滤器阻力：气流通过过滤器的阻力称为过滤器阻力，包括滤料阻力〔与滤速有关〕和结构阻力〔与框架结构形式和迎面风速有关〕，当然阻力越小过滤器性能越好；⑤容尘量：额定风量下，过滤器的阻力到达终阻力时，过滤器所容纳的尘粒总质量。容尘量是和使用期限有直接关系的指标，显然容尘量大过滤器性能较好。4-4空气净化常用设备有哪些？各自应用及特点是什么？【答】空气净化常用设备有空气过滤器、洁净工作台、洁净层流罩和自净器。空气过滤是利用过滤装置将送入洁净空间的空气中的悬浮微粒去除来保证进入房间的空气的洁净度，这是空气净化的常用方式。洁净工作台主要应用在洁净室内或一般室内，是根据产品生产要求或其他用途的要求在操作台上保持高洁净度的局部净化设备，通用性较强，可单台使用或连接成装配生产线。洁净层流罩是将空气以一定的风速通过高效过滤器后，由阻尼层均压使洁净空气流呈垂直单向流送入工作区以保证其洁净度，安装形式比拟多样。自净器是由风机、粗效、中效和高效〔亚高效〕过滤器及送、回风口组成的空气净化设备，自净过滤器过滤效率高、使用灵活，可在一定范围内造成洁净空气环境，自净器可用于对操作点进行局部临时洁净净化，可设置在洁净室内易出现涡流区的部位以减少尘菌滞留，也可作为洁净环境的简易循环机组。4-5空气流经某空气过滤器的初含尘浓度为1.2，出口空气含尘浓度为0.2，求它的计重效率和穿透率？【解】①计重效率：==83.3%②穿透率：4-6某空调系统采用三级空气过滤，过滤前入口含尘浓度为1×105粒/升。三级过滤后含尘浓度为150粒/升，粗效过滤器计数效率为25％，中效过滤器计数效率为80％，求高效过滤器应具有的计数效率。【解】由题意，得由即99.85％＝1－〔1－25％〕〔1－80％〕〔1－〕解得即高效过滤器应具有的计数效率为99％4-7某空调系统，如图3.1所示：新风量100，送风量1000，室外空气含尘浓度为1，室内空气允许含尘浓度为0.05，室内产尘量为40mg/h，新风过滤器计重效率为45%。假设忽略空气密度的变化及粗效过滤后粒径分布对循环过滤器的影响，试求再循环过滤器所需的计重效率？CC123新风过滤器2-再循环过滤器3-房间图4.1题4-7空调系统图【解】房间的全面通风量，其中：全面通风量，M：室内污染物散发量，mg/h：室内污染物允许质量浓度，：送风中含有该种污染物的浓度，：室外空气含有该种污染物的浓度，由题意知：=0.05又根据风量平衡：=+得：=-=1000-100=900经过新风过滤器后新风含尘浓度：=0.55那么由解得4-8空气过滤器有哪些主要类型，各自有什么特点及适用什么场合？【答】空气过滤器按其过滤效率可分为粗效、中效、高中效、亚高效和高效五种类型。粗效过滤器主要用于过滤≥5.0的大颗粒灰尘及各种异物，在空气净化系统中作为对含尘空气的第一级过滤，同时也作为中效过滤器前的预过滤，对次级过滤器起到一定保护作用，一般置于空调处理设备的新风入口或新风与回风混合之后；中效过滤器〔包括高中效过滤器〕主要用于过滤≥1.0的中等粒子灰尘，在净化系统中用作高效过滤器的前级预过滤来保护高效过滤器，也在一些要求较高的空调系统中使用，以提高空气的清洁度，一般集中置于空调系统正压端，空调处理箱送风机之后；高效过滤器〔包括亚高效过滤器〕可过滤0.5~0.1以上的微粒子灰尘，能有效滤除细菌，用于超净和无菌净化，通过高效过滤器的空气必须经过粗、中效两级过滤器预过滤，一般位于系统末端送风口之前，作为三级过滤的末级过滤器。4-9净化空调系统有哪些类型？【答】净化空调系统按作用范围可分为全面净化与局部净化类型；按净化设备的设置分集中式和分散式类型；按气流组织分单向流型、非单向流型和辐射流类型；按构造可分为整体式、装配式和局部净化式；还可按用途分为工业洁净室和生物洁净室。4-10常用气相污染物处理方法或装置有哪些？【答】空调净化系统常采用的气相污染物净化方式或装置有：①洗涤吸收方式，如空调装置中的喷淋室及湿式过滤器；②活性炭吸附方式；③化学吸附，利用化学药品与某些有害气体发生的化学反响去除气相污染物；④光触媒净化方式，利用半导体材料对有机污染物的无机化；⑤稀释方式，引入清洁无臭的空气来稀释室内气相污染物浓度。第五章建筑供暖5-1对室内供暖常用方式进行分类，并分析各自的特点。【答】①集中供暖与分散供暖：集中供暖方式是由单独设置的热源集中配置热媒，通过管道向各个房间或各个建筑物供给热量。而分散供暖方式是将热源、热媒输配和散热设备构成独立系统或装置，向单个房间或局部区域就地供暖。②全面供暖与局部供暖：全面供暖是使整个供暖房间维持一定温度要求；局部供暖使室内局部区域或局部工作地点保持一定温度。③连续供暖与间歇供暖：连续供暖使得全天使用的建筑物的室内温度全天均到达设计温度；而间歇供暖仅使非全天使用的建筑物在使用时间内的室内平均温度到达设计温度，而在其他时间自然降温。④值班供暖：在非工作时间或中断使用的时间内，使建筑物保持最低室温要求的供暖方式。5-2供暖系统有哪些形式？并对其进行比拟。【答】见表5-1表5-1供暖系统比照表分类方式系统形式特点热媒种类热水供暖系统高温水供暖〔水温>100℃〕和低温水供暖〔水温≤100℃〕。热能利用率高、节省燃料、热稳定性好、供暖半径大、卫生、平安。相同的供热量下所需供热设备较多，管道系统的管径较大，造价高，且热媒流量大，输送热媒消耗电能多。民用建筑和公共建筑的主要采暖形式。蒸汽供暖系统应用范围广、热媒温度高、所需散热面积小。缺点：由于散热器外表温度高，容易使其外表有机灰尘烤焦产生异味，卫生条件较差，且易烫伤，影响平安使用。可用于供热以工艺用蒸汽为主的厂区。热风供暖系统升温快、设备简单、投资较少。缺点：风机设备和气流噪声较大，通常用于耗热量大、所需供热面积较大、定时使用的大型公共建筑或有特殊要求的工业厂房中。散热方式对流供暖利用对流换热器或以对流换热为主向房间散发热量。辐射供暖利用受热面积释放的热射线，将热量直接投射到室内物体和人体外表。5-3对散热器进行经济技术评价主要考虑哪些指标或参数？列表比照分析铸铁和钢制散热器的性能。【答】散热器性能评价指标是多方面的，主要有：①热工性能：主要指传热系数，传热系数越高，其热工性能越好。②经济指标：主要考虑有单位散热量的本钱越低，安装费用越低，使用寿命越长，其经济性越好；同样材质的金属热强度越高，其经济性越好。③安装使用和工艺方面的指标：机械强度和承压能力；尺寸应较小，占地少；安装和使用过程不易破损；制造工艺简单，适于批量生产。④卫生和美观方面的评价指标：外表应光滑，易于去除灰尘；外形应美观，与房间装饰协调。铸铁散热器与钢铁散热器性能比拟见表4.2表5.2铸铁散热器与钢铁散热器性能比拟表评价指标散热器热工性能经济指标安装使用和工艺方面的指标卫生和美观方面的评价指标铸铁散热器热稳定性好，水容量大；铸铁柱型散热器传热系数较大，单片散热量小防腐性能好，使用寿命长，价格廉价金属热强度低结构简单；金属耗量大，笨重；有些产品档次不高，生产工艺简陋，造成环境污染严重。铸铁柱型散热器外形美观，积灰较易去除；铸铁翼型散热器外形不美观，肋间较易积灰不易去除。钢制散热器有些类型散热器水容量较少，热稳定性差容易腐蚀，使用寿命短，制造工艺先进，适于工业化生产；金属耗量少，耐压强度高，占地少，便于布置外形美观整洁，易实现产品多样化系列化，适应于各种建筑物对散热器的多功能要求。5-4散热器传热系数受哪些因素影响，并说明为什么要对其进行修正？【答】散热器的传热系数主要取决于散热器外外表空气侧的放热系数，而在自然对流情况下，放热系数又主要与传热温差有关。另外，还会受到通过散热器的热水流量、散热器的片数、散热器的安装方式、热媒种类和参数、室内空气温度和流速等因素的影响。而实验方法确定的传热系数是在特定的情况下测定的，故在实际情况不同时需要对其进行修正。主要考虑的修正有散热器组装片数修正、散热器连接形式修正系、散热器安装形式，从相关表中查到各项修正系数值，将传热系数除之皆可修正。〔b〕〔c〕〔a〕5-5图5.1中为同一组散热器，当进出水温度和室内温度相同，而接管方式不同时，试比拟其传热系数的大小。〔b〕〔c〕〔a〕图5-1题5-5图图5-1题5-5图【答】散热器连接方式不同时其外外表温度分布不同，其传热量也不同。下进上出时水流总趋势与水在散热器中冷却后的重力作用相反，而使散热器性能变差，传热系数变小。对与图5？？中散热器的传热系数大小关系为〔a〕>〔c〕>〔b〕。5-6散热器的布置与安装要考虑哪些问题？【答】①考虑散热效果问题。房间有外窗时，最好每个外窗下设置一组散热器，以便于散热器上升的热气流能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和冷辐射影响，同时也可迅速加热从窗缝隙渗入的冷空气。楼梯间布置散热器时，考虑到因热流上升上部空气温度比下部高，应尽量把散热器布置在底层或按一定比例分布在下部各层。②考虑管道布置问题。应防止户内管路穿过阳台门和进户门，应尽量减少管路的安装。③考虑散热器防护问题。为防止冻裂散热器，两道外门之间不能设置散热器。在其他有冻结危险的场所，其散热器应设单独的立、支管供热，且不得装设调节阀。托儿所、幼儿园散热器应暗装或加防护罩，以防烫伤儿童。④散热器应明装，简单布置，内部装修要求高可采用暗装。散热器安装应保证底部距地面不小于60mm，通常取为150mm，顶部距窗台板不小于50mm，背部与墙面净距不小于25mm。5-7热风采暖系统在哪些场适宜用？哪些场合不适用？【答】根据《采暖通风与空气调节设计标准》〔GB50019—2003〕规定，符合以下条件之一时，应采用热风采暖：①能与机械送风系统合并时。②利用循环空气采暖，技术、经济合理时。③由于防火、防爆和卫生要求，必须采用全新风的热风采暖时。属于以下情况之一时，不得采用空气在循环的热风采暖：①空气中含有病原体〔如毛类、破烂布等分选车间〕、极难闻气味的物质〔如熬胶等〕及有害物质浓度可能突然增高的车间。②生产过程中散发的可燃气体、蒸汽、粉尘与采暖管道或加热器外表接触能引起的燃烧的车间。③生产过程中散发的粉尘受到水、水蒸气的作用能引起自燃、爆炸以及受到水、水蒸气的作用能产生爆炸性气体的车间。④产生粉尘和有害气体的车间，如落砂、浇筑、砂处理工部喷漆工部及电镀车间等。5-8分析暖风机采暖的特点。【答】优点：①单机供热量大，相同热负荷下，所用末端设备的数量少；②小型暖风机可以吊挂，不占用建筑面积，大型暖风机落地安装，占地面积也有限；③启动升温快。缺点：①暖风机运行时风机有噪声。一般小型暖风机的噪声在60dB(A)左右，大型暖风机的噪声还要大些；②暖风机都是置于采暖房间内，直接加热室内循环空气，不补充新风〔室外空气〕，不能改善室内的空气品质。5-9两并联管段的阻力数为12、30，那么该并联管段的总阻力为多少？【解】并联管段的阻力数计算公式为：，计算得总阻力数为4.5。5-10与对流供暖系统相比辐射供暖有什么优点？适宜用在哪些场合？【答】①由于有辐射强度和温度的双重作用，造成真正符合人体散热要求的热状态，具有最正确舒适感。②利用与建筑结构相符合的辐射供暖系统，不需要在室内布置散热器，也不必安装连接水平散热器的水平支管，不占建筑面积，也便于布置家具。③室内沿高度方向上的温度分布比拟均匀，温度梯度较小，无效热损失可大大减小。④由于提高了室内外表的温度，减少了四周外表对人体的冷辐射，提高了舒适感。⑤不会导致室内空气的急剧流动，从而减少了尘埃飞扬的可能，有利于改善卫生条件。⑥由于辐射供暖系统将热量直接投射到人体，在建立同样舒适感的前提下，室内设计温度可以比对流供暖时降低2~3℃〔高温伏设施可降低5~10℃〕，从而可以降低供暖能耗10%~20%。5-11试分析哪些因素促使辐射采暖降低了采暖热负荷。辐射采暖热负荷应如何确定？【答】设计辐射采暖时相对于对流采暖时规定的房间平均温度可低1~3℃全面辐射采暖的热负荷确实定按正常计算出的热负荷乘以修正系数，中、高温辐射系统取0.8~0.9，低温辐射系统取0.9~0.95；或将室内计算温度取值降低2~6℃5-12某一房间采用地板辐射采暖，房间热负荷为2000W，地板面积为50m2，室内温度要求20℃。加热管覆盖层为：60mm豆石混凝土，20mm水泥砂浆找平层，其平均导热系数，初步确定加热管为间距为200mm。假设地板外表温度取26℃，那么加热管热水平均温度为多少？【解】单位面积地板散热量为：辐射板内部传热系数为：加热管内热水平均温度为。5-13民用建筑采用低温热水地板辐射采暖的供水温度和供、回水温差及系统的工作压力宜采用何值？【答】从人体舒适和平安角度考虑，民用建筑低温热水地板辐射的供水温度不应超过60℃，供回水温差宜小于或等于10℃5-14论述重力循环和机械循环热水采暖系统的主要区别。【答】主要区别在于系统循环动力不同。重力循环系统靠水的密度差进行循环，不需要外来动力，作用压头小，系统装置简单，运行时无噪声，不消耗电能，所需管径大，作用范围受限。机械循环系统的循环动力来自于循环水泵，水流速大、管径小、升温快、作用范围大，但因系统中增加了循环水泵，维修工作量大，运行费用增加。但其系统类型较多，适用场合更广泛。5-15对机械循环热水采暖系常见地系统形式进行比拟和分析。【答】见表5.2表5.2题5-15图5-16同程式热水采暖系统有什么优缺点？【答】采暖系统按各并联环路水的流程划分为同程式系统和异程式系统。同程式系统沿各根本组合体热媒流程根本相等，水力计算时各环路易于平衡，水力失调较轻，但有时可能要多消耗些管材，其耗量决定于系统的具体条件和布管技巧。对于系统作用半径较大的系统宜采用同程式系统，减轻水力失调。5-17高层建筑热水供暖系统在结构形式上着重要解决什么问题？【答】由干建筑高度增加，使得水系统的水静压力很大，影响到楼内系统与外网的连接方式，同时系统设备、管道的承压能力也需要考虑能否到达要求。另外，楼层数增加，致使自然作用压力的影响加大，有可能使得垂直失调现象十分严重。针对上述问题，高层建筑热水供暧系统在结构形式上着重要解决水静压力和垂直失调问题。5-18如何考虑热水供暖系统的排气和热膨胀问题？从原因、危害、措施等方面来分析。【答】热水供暖系统空气的来源主要有两条：①充水运行前留存在管道设备之中的空气；②水被加热后，溶解气体析出。这些空气占据散热器空间，减少有效散热面积；堵塞管道，造成水流中断；腐蚀管路，缩短系统寿命，必须及时迅速得排除掉。排气措施有干管设坡和设置集气罐、放气阀等放气装置。水的热膨胀问题表达在受热膨胀和冷却收缩两方面，受热产生膨胀应力，损坏管路系统和设备；冷却收缩使得系统产生倒空现象。用人为方法或设备，使因温升而加大的体积能排出系统；当发生冷却倒空时，能够向系统补水。5-19膨胀水箱有哪些作用？其上连接有哪些管子及各自的用处？【答】作用有容纳膨胀水、维持系统压力、可排除系统内的空气。水箱上连接有膨胀管、溢流管、排水管、信号管和循环管。膨胀管将膨胀水箱与系统相连，系统加热后增加的膨胀水量通过膨胀管进入膨胀水箱，系统停止运行水温降低后，膨胀水箱的水又通过膨胀管回馈到系统以防倒空，为防止偶然关闭阀门使系统内压力过分增高而发生事故，膨胀管上不允许安装任何阀门。溢流管将水箱溢出的水就近排入排水设施中，溢流管上也不允许设置阀门。排水管用来清洗、检修时放空水箱内的水，需装设阀门，平时关闭。信号管用于检查膨胀水箱的充水情况，应接至便于管理人员观察控制的地方，末端需设置阀门，平时关闭，检查时翻开阀门，假设没有水流出，说明膨胀水箱内水位未到达最低水位，需向系统补水。循环管与膨胀管一起构成自然循环环路膨胀水箱中的水通过该环路形成缓慢流动，防止冻结。5-20蒸汽作为热媒在暖通空调系统中有哪些用途？【答】①作为采暖系统的热媒。②加热通过热空气幕的空气。③制备热水。④加湿空气。⑤作热能动力。5-21何种条件时，可采用电采暖？【答】电能是高品味的能源形式，将其直接转换为低品味的热能进行供暖，在能源利用上并不十分合理，一般不宜采用。但对于环保有特殊要求的区域、远离集中热源的独立建筑、采用热泵的场所、能利用低谷电蓄热的场所或者有丰富的水电资源可供利用时，经过技术经济比拟合理时，可以采用电供暖。5-22供热管网布置有哪些原那么？【答】①经济上合理。主干线力求短直，主干线尽量走热负荷集中区。要注意管线上的阀门、补偿器和某些管道附件〔如放汽、防水、疏水等装置〕的合理布置，因为这将涉及到检查室〔可操作平台〕的位置和数量，尽量可能使其数量减少。②技术上可靠供热管线应尽量避开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及地下水位高等不利地段。③对周围环境影响少而协调供热管线应少穿主要交通线。一般平行于道路中心线并应尽量敷设在车行道以外的地方。通常情况下管线应只沿街道的一侧敷设。地上敷设的管道，不应影响城市环境美观，不阻碍交通。供热管道与各种管道、构筑物应协调安排，相互之间的距离，应能保证运行平安、施工及检修方便。5-23分户热计量系统负荷计算需要注意哪些问题？【答】①由于用户的生活习惯、经济能力、对舒适性的要求不尽相同，因而分户热计量系统的室内设计计算温度宜比常规供暖系统有所提高，通常分户热计量系统室内设计计算温度值比常规供暖系统室内计算温度提高2℃。②当相邻房间温差大与或等于5℃时，应计算通过隔墙或楼板的传热量。由于用户对室内温度的控制不确定，导致相邻房间温差值难以预测，由此产生的户间传热热负荷亦难以找到统一的计算方法，目前主要采用两种计算方法：按相邻房间实际可能出现的温差计算传热量，再乘以可能同时出现的概率；按常规方法计算出的热负荷再乘以一个附加系数。5-24分户热计量热水集中采暖系统计量方法有哪些？【答】①采用热水表直接测量水流量，不考虑供回水温的影响，假定供回水温各户相同，且不变。②采用热量计量表计量，热量计量表由流量计、温度传感器和积算器三局部组成。流量计用来测量流经散热设备的热水流量，安装在系统的供水管上。温度传感器用以测量供、回水温度，装在供、回水管路上。直接测定用热量，原理上准确；价格较贵，安装复杂；在小温差时，计量误差较大，目前应用较少。③用热量分配表计量。它不能直接计量用户的用热量，通过测量各散热器设备的散热比例，配合总热量表所测得到建筑物总热量数据，计算出各散热器散热量，来到达分户计量的目的。热量分配表构造简单、本钱低廉、安装方便，常用于既有建筑传统供暖系统实行分户热计量。tg=95℃1700tg=951700W1100W1500Wtt1tt2tth=70图5.2题5-25图5-25某单管热水供暖系统，立管进水温度，出水温度，采用四柱813型散热器，明装无遮挡，供暖室内温度，试确定如下图立管中，各组散热器的片数〔热负荷见图5.2〕。【解】①流出第一组散热器的温度：流出第二组散热器的温度：②查教材附录28得柱813型散热器的K=2.237Δt0.302，每片散热器的面积为0.28m2，假定：β1=β2=β3③，那么故第一组散热器的片数为：，在假定的片数范围内；④同理：故第二组散热器的片数为：，在假定的片数范围内；⑤同理：第三组散热器的片数为：，故另假设β1=1.05〔11～20片〕故第三组散热器的片数为：，在假定的片数范围内。5-26将上题改为双管系统，其余条件不变，试确定各组散热器片数，并进行比照分析单管和双管系统，对散热选择的影响。【解】系统作用原理图如图5.3：图5.3题5-26图图5.3题5-26图各散热器的散热量分别为〔按从上到下的顺序〕：由于各组散热器具有共同的进水温度和回水温度，因此各散热器的热媒平均温度均为：各散热器传热温差：查教材附录28，四柱813型散热器的传热系数为：修正系数：假定散热器组装片数修正系数：；该散热器均异侧连接，上进下出，查教材附录31，连接形式修正系数；散热器明装，无遮挡，查教材附录32安装形式修正系数；所以散热器所需面积：===查教材附录28，四柱813型散热器每片散热面积为0.28，计算片数为：=/=/=/校核片数修正系数的值：查教材附录30，当散热器片数为11~20时，=1.05；当散热器片数为6~10，=1.00。因此，实际所需散热器面积为：==3.23×1.05=3.39==2.09×1.00=2.0==2.85×1.05=2.99所以实际选用片数为：=/=/=/单管和双管系统对散热器选择的影响：对于单管系统，最大的特点即每组散热器的出水温度是下一组散热器的进水温度，经过散热器的散热，每组散热器按进水先后顺序，其平均热媒温度逐渐下降，因而其传热系数逐渐降低，造成其传热面积在对应的热负荷条件下相应增加。而对于双管系统，各散热器具有相同的进水温度和出水温度，因而具有相同的平均热媒温度，即相同的传热系数，由于这个影响，双管系统的散热器总面积一般比单管系统稍小些。5-27某供暖系统热负荷为70kW，供水温度为95℃，回水温度为70℃，求系统所需水流量。假设采用低压蒸汽作热媒，蒸汽的汽化潜热为2250kJ/kg，求所需的蒸汽流量。【解】①对热水供暖系统，由得系统所需水流量为：②对于蒸汽供暖系统，所需蒸汽流量为：5-28如下图机械循环热水供暖系统，设管道无散热损失。系统供水温度tg=95℃，密度ρ=962kg/m3；回水温度=70℃，其密度为=978kg/m3。系统总阻力为280kPa，计算循环水泵的流量和扬程。图5.4题5-28图【解】由题意，循环水泵的流量：而由供回水密度差所引起的附加压头为：，故可忽略。故水泵的扬程为：5-29如图5-5所示热水供暖系统。h1=2.0m，h2=3.5m；每个散热器的热负荷为800W；供水温度为95℃，回水温度为70℃，对应温度的水密度分别为962kg/m3和978kg/m3。不考虑热水在沿途的冷却，分别计算双管和单管系统的自然循环作用压力。图5.5题5-29图【解】①求双管系统的重力循环作用压力双管系统属于并联环路，各层散热器所在环路的作用动力不同，需分别计算。根据式〔3-1-3〕和〔3-1-4〕[4]的计算方法，通过各层散热器循环环路的作用动力，分别为：第一层：第二层：求单管系统的重力循环作用压力：第二层散热器流出管路中的水温：相应水的密度那么第六章建筑通风6-1按通风的功能与目的来分类，建筑的通风方式有哪几种？各自在应用上有何特点？【答】见表6.1。表6.1通风方式比照表分类方式通风方式应用特点通风目的一般换气通风旨在治理主要由在室人员及其活动说产生的各种污染物，满足人的生命过程的耗氧量及其卫生标准。热风供暖通常指在工业建筑中，将新风或混合空气经过滤、加热等处理，再送入建筑物内，用来补充或局部补充全部或局部区域的热损失，改善其热环境。排毒与除尘着重治理中各种生产工艺过程中产生的有害气体、蒸汽与粉尘，为保障人体健康，维持正常生产所需的环境条件。事故通风为排除因突发事件产生的大量有燃烧、爆炸危害或有毒害的气体、蒸汽等防护式通风在人防地下室等特殊场所，以防御原子辐射及生化毒物污染，保障战时指挥、通信或医疗、救护等环境平安目的所进行的清洁式通风、过滤式通风或隔绝式通风/。建筑防排烟为防止火灾时火势或烟气蔓延至走廊、前室及楼梯间等通道，以保证居民平安疏散及消防人员顺扑救所设置的防烟与排烟设施。通风动力自然通风不使用通风机驱动，依靠室外风力造成的风压和室内外空气温差所造成的热压驱使空气流动。经济有效，应予以优先考虑机械通风依靠通风机产生的压力驱使空气流动。是特定建筑空间进行有组织通风的主要技术手段，是通风系统广泛采用的一种通风方式。气流方向送风将室外新风或经必要处理后符合环控要求的空气经由通风管道等途径送入室内排风从室内将污染物随空气一道经由通风管道等途径排出室外。通风效劳范围全面通风以整个室内空间为对象进行送风与排风，适用于建筑物内部污染源较为分散或不确定情况，通风量较大。局部通风针对建筑内部污染源集中在局部位置的情况，仅以局部污染区域为对象进行送风与排风。6-2通风系统划分的一般原那么是什么？哪些情况下应当单独设置排风系统？【答】当建筑内在不同地点有不同的送、排风要求，或者效劳面积过大，送、排风点较多时，需分设多个送、排风系统。当效劳区域的空气处理要求与环控参数要求相同，或者各区域处于同一生产流程、运行班次和运行时断时，可以划分同一系统。对于以下情况应单独设置排风系统：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混合后能形成毒害更大或具腐蚀性的混合物或化合物。③两种或两种以上有害物质混合后易使蒸汽凝结并积聚粉尘。④散发剧毒物质的房间及设备。⑤建筑内设有储存易燃、易爆物质或有防火、防爆要求的单独房间。6-3通风系统中进、排风口的布置应满足哪些要求？【答】对于进风口，①应设在室外空气较清洁的地点，进风口处室外空气中有害物浓度不应大于室内工作地点最高容许浓度的30%。②应尽量设在排风口的上风侧，并且应低于排风口。③进风口的底部距室外地坪不应低于2m，当布置绿化地带时，不宜低于1m。④降温用的进风口宜设在建筑物的背阴处。对于排风口，①一般情况下，通风排气主管至少应高出屋面0.5m。②通风排气中的有害物必需经大气扩散稀释时，排风口应位于建筑物空气动力阴影区和正压区以上。③要求在大气中扩散稀释的通风排气，其排风口上不应设风帽，以防止雨水进入风机。④对于排除有害气体或含有粉尘的通风系统，其排风口上宜设置锥形风帽或防雨风帽。6-4通风机运行时的工作点是如何决定的？运行过程中，如果用户所需风量发生变化，可采取哪些技术措施来调节？【答】风机接入管网运行时，其实际工况点是风机性能曲线和管网特性曲线的交点。调节方法有：①改变管网特性曲线。方法是在通风机转速不变的情况下，改变系统中的阀门等节流装置的开度大小来增减管网压力损失而使流量发生改变。②改变通风机特性曲线。通过改变通风机的转速使得风机风量、风压随其转速的减小而降低，而效率根本不变。改变通风机进口导流叶片角度，使气流进入通风机叶轮前旋转度发生改变，从而改变其风量、风压、功率和效率。6-5计算机械送风系统的空气加热器时，室外计算温度应采取何值？计算消除余热、余湿用的全面通风耗热量呢？【答】用于选择机械送风系统加热器的冬季室外计算温度应采用供暖室外计算温度。消除余热、余湿用的全面全面通风耗热量采用冬季通风室外计算温度。6-6某一体积为224m3的车间中，设有全面通风系统，全面通风量为0.14m3/s，CO2的初始体积浓度为0.05%，室内有15人进行轻度劳动，每人呼出的CO2的量为12.5mg/s，进风空气中CO2的浓度为0.05%，到达稳定时车间内CO2的浓度为多少？【解】CO2的产生量为M=15×12.5mg/s=187.5mg/s，送入室内的空气中CO2的体积含量为0.05%，〔0.05％=0.05×104×44/22.4mg/m3〕，即c0=982mg/m3。由稳定状态时全面通风量计算式得到达稳定时车间内CO2的质量浓度为：6-7某地下室的体积Vf=200m3，设有机械全面通风系统。通风量L=0.04m3/s，有198人进入室内，人员进入后立即开通风机，送入室外空气。假定室内人员活动可视为轻作业，经过多长时间后，该房间内的CO2浓度到达5.9g/m3。【解】由有关资料表5-17[3]查得从事轻体力劳动时，CO2发生量为0.023〔CO2的密度为1.977kg/m3〕，即12.6mg/s，房间内共有198人，共产生的CO2为2.5g/s，即M=2.5g/s送入室内的空气中CO2体积含量为0.05%，即c0=0.98g/m3，风机启动前室内空气中CO2浓度与室外相同，即c1=0.98g/m3。因此6-8某车间散发醋酸乙酯蒸汽量为320mg/s，要求室内卫生标准为200mg/m3，苯的散发量为40mg/s要求室内卫生标准为6mg/m3，那么车间的全面通风量为多少？〔空气密度取1.2kg/m3〕【解】送风空气中上述污染物的浓度为0，取平安系数为6，分别计算出稀释每种蒸汽到最高容许浓度以下所需的风量：醋酸乙酯：苯：两种溶剂污染有叠加作用，全面通风量应为各自所需风量之和，即：6-9同上题条件，假设同时还有余热量150kW，夏季通风室外计算温度为30℃，要求车间内温度不超过35℃，车间的全面通风量为多少？【解】消除余热所需通风量为：全面通风量应取消除空气污染物和消除余热所需风量两者之中的较大者，即全面通风量为47.5kg/s。6-10通风设计如果不考虑风量平衡和热平衡，会出现什么现象？【答】通风房间的风量平衡、热量平衡是自然界的客观规律。设计中欲维持室内设计温度、湿度或有害物质浓度稳定不变，就必须建立起某种确定的热湿平衡或有害物量平衡，如果不遵循相关规律，实际运行中将会在新的室内状态下到达平衡，那么无法保证预期的设计温度、压力及气流组织等环控要求。6-11某车间布置如图6-1，生产设备散热量，围护结构失热量，上部天窗排风量Lzp=，局部排风量Ljp=，室内工作区温度为20℃，室外空气温度为-12℃，机械进风温度为37℃，车间内温度梯度，从地面到天窗中心线的距离为10m，求机械进风量Ljj和自然进风量Lzj。AAGjpGjjAAAA图6.1题6-11图【解】列空气质量平衡方程式：上部天窗的排风温度为：由相关手册查得：，，，即〔1〕列热平衡方程式：联立式(1)、(2)解得，6-12某车间通风系统布置如图6-1，设备散热量为20kW，机械进风量为Gjj=1.0kg/s，机械局部排风量为Gjp=1.36kg/s，室外温度为5℃，开始时室内温度为20℃，当风量平衡时，1〕A窗口是进风还是排风？风量为多少？2〕室内温度为多少？〔围护结构失热量按计算〕【解】1〕列空气质量平衡方程式：由于Gjj>Gjp，所以Gzp=0，Gzj=Gjj-Gjp=0.36kg/s，即A窗口是自然进风口，进风量为0.36kg/s。2〕列热平衡方程解得℃。6-13假设室内空气平均温度为35℃，室外空气温度为27℃