[精选]建筑设备工程培训讲义.pptx
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1、建筑设备工程建筑设备工程建筑工程系建筑工程系第九章第九章 通风通风91 建筑通风概述建筑通风概述建筑通风的任务和意义建筑通风的任务和意义任务:把室内被污染的空气直接或净化后任务:把室内被污染的空气直接或净化后排至室外,把新鲜空气补充进来。排至室外,把新鲜空气补充进来。意义:改善室内的空气环境意义:改善室内的空气环境满足人体舒适需要满足人体舒适需要保证产品质量保证产品质量促进生产开展促进生产开展防止大气污染防止大气污染9.1 建筑通风概述9.1.1 建筑空间空气的卫生条件建筑空间空气的卫生条件1空气温度、湿度和流速空气温度、湿度和流速2空气中有害物浓度、卫生标准和排放标准空气中有害物浓度、卫生标
2、准和排放标准3通风工程中的空气设计参数通风工程中的空气设计参数9.1.2 建筑通风系统的分类建筑通风系统的分类1自然通风:有组织的自然通风和无组织的自然通风自然通风:有组织的自然通风和无组织的自然通风2 机械通风机械通风3 全面通风:全面送风和全面排风全面通风:全面送风和全面排风4 局部通风局部通风图图9.1 风压作用的自然通风风压作用的自然通风图图9.2 热压作用的自然通风热压作用的自然通风图图9.3 利用风压和热压的自然通风利用风压和热压的自然通风图图9.4 管道式自然通风管道式自然通风自然通风的影响因素建筑门窗柳孝图建筑物理89页图59开口位置对室内空气流动的影响开口上下对室内空气流动的
3、影响柳孝图建筑物理90页图510水平遮阳对室内气流组织的影响柳孝图建筑物理90页图512不同窗户形式对室内气流的影响室内气流的调节绿化的导风作用2机械通风机械通风图图9.5 全面机械排风全面机械排风自然送风自然送风图图9.6 全面机械送风自然排风全面机械送风自然排风1进风口;进风口;2空气处理设备;空气处理设备;33风机;风机;4 4风道;风道;5送风口送风口图图9.7 全面通风全面通风图图9.8 局部送风系统示意图局部送风系统示意图3局部通风局部通风 1局部送风局部送风 2局部排风局部排风图图9.9 局部排风系统示意图局部排风系统示意图9.2.3 局部通风系统的组成与设计要求局部通风系统的组
4、成与设计要求1局部送风系统局部送风系统图图9.11 局部机械吹风系统局部机械吹风系统2局部排风系统局部排风系统1密闭式密闭式图图9.12 密闭式排风罩密闭式排风罩2柜式通风柜柜式通风柜图图9.13 柜式排风罩柜式排风罩图图9.14 外部吸气排风罩外部吸气排风罩3外部吸气式外部吸气式4吹吸式吹吸式5接受式接受式3局部排风的净化和除尘局部排风的净化和除尘1有害气体的净化处理有害气体的净化处理燃烧法燃烧法吸附法吸附法吸收法吸收法冷凝法冷凝法2除尘除尘粉尘的性质粉尘的性质粉尘的密度粉尘的密度粉尘的粘附性粉尘的粘附性粉尘的粒径分布粉尘的粒径分布除尘方法及设备除尘方法及设备除尘方法有湿法防尘、除尘系统和通
5、风排气系统。除尘方法有湿法防尘、除尘系统和通风排气系统。除尘设备机械除尘器类、过滤除尘器类、湿式除除尘设备机械除尘器类、过滤除尘器类、湿式除尘器类、电除器类尘器类、电除器类图图9.15 重力沉降室重力沉降室图图9.16 惯性除尘器惯性除尘器图图9.17 旋风除尘器旋风除尘器图图9.18 冲激式除尘器冲激式除尘器1含尘气体进口;含尘气体进口;2净化气体出口;净化气体出口;3挡水板;挡水板;4溢流箱溢流箱5溢流口;溢流口;6泥浆斗;泥浆斗;7刮板运输机;刮板运输机;8型通道型通道图图9.19 喷淋塔喷淋塔9.2 全面通风的计算全面通风的计算9.2.1 确定方法简述确定方法简述1.为稀释有害物所需的
6、通风量减少室内有害物浓度的并使其到达要求值所需的通风量减少室内有害物浓度的并使其到达要求值所需的通风量L的计算式:的计算式:2.为消除余热所需的通风量3.为消除余湿所需的通风量当室内散发有害蒸汽和气体时,全面通风量应按各种气体分别稀释至容许浓度所需空气量的总合计算,当室内同时放散余热,余湿时,全面通风量按其中所需最大的空气量计算。当散入室内有害物数量无法具体计算时,全面通风量可按类似房间换气次数的经验数据进行计算。换气次数n是指通风量Lm3/h与房间体积Vm3的比值,即 n=L/Vn n是换气次数,见表是换气次数,见表9.3。对于一般居住及公共建筑,当散入室内的有害气体对于一般居住及公共建筑,
7、当散入室内的有害气体量无法具体确定时,全面通风量可按房间的换气量无法具体确定时,全面通风量可按房间的换气次数估算次数估算 L=nV 9-59.2.1 全面通风的气流组织全面通风的气流组织图图9.10 全面通风气流组织示意图全面通风气流组织示意图9.2.1 全面通风的气流组织 全面通风的效果不仅与全面通风量有关,还与通风房间的气流组织有关。上送下排工程设计中,通常采用以下的气流组织方式:1 如果散发的有害气体温度比周围气体温度高,或受车间发热设备影响产生上升气流时,无论有害气体浓度大小,均应采用下送上排的气流组织方式。2 如果没有热气流的影响,散发的有害气体密度比周围气体密度小时,应采用下送上排
8、的方式;比周围空气密度大时,应从上下两个部位排出,从中间部位将清洁空气直接送至工作地点。3 在复杂情况下,要预先进行模拟实验,以确定气流组织方式。因为通风房间内有害气体浓度分布除了受对流气流影响外,还受局部气流、通风气流的影响。9.2.3 空气质量平衡和热量平衡1.空气质量平衡 单位时间进入室内的空气质量应和同一时间内排出的空气质量保持相等。即通风房间的空气质量kg/s要保持平衡,这就是空气平衡。空气平衡的数学表达式为 Gjj+Gzj=G +Gzp在工程实际中为满足各类通风房间及邻室的卫生要求,常利用无组织自然渗透通风措施,使洁净度要求较高的房间维持正压,使机械送风量略大于机械排风量5%10%
9、,使污染严重的房间维持负压,使机械送风量小于机械排风量10%20%,用自然渗透通风来补偿以上两种情况的不平衡局部。2.热平衡热平衡是指室内的总得热量和总失热量相等,以保持车间内温度稳定不变,即 Qd=Qs 车间总得热量包括很多方面,如生产设备散热、产品散热、照明设备散热、采暖设备散热、人体散热、自然通风得热、太阳辐射得热及送风得热等。车间的总体热量为各得热量之和。车间的总失热量同样包括很多方面,有维护结构失热、冷材料吸热、水分蒸发吸热、冷风渗入耗热及排风失热等。9.3.1 自然通风的作用原理自然通风的作用原理质量流量质量流量G G为为1风压作用下的自然通风风压作用下的自然通风风向一定时,建筑物
10、外围结构上各点的风压值风向一定时,建筑物外围结构上各点的风压值通过窗孔的空气体积流量通过窗孔的空气体积流量L L9.3 自然通风自然通风图图8.20 建筑物四周的空气分布建筑物四周的空气分布图图8.21 热压作用下的自然通风热压作用下的自然通风2热压作用下的自然通风热压作用下的自然通风窗孔窗孔b b的内外压力差的内外压力差假设以中和面作基准,则有中和面余压假设以中和面作基准,则有中和面余压P P0=0,各窗孔的余压为各窗孔的余压为图图8.22 余压分布规律余压分布规律3热压和风压同时作用下的自然通风热压和风压同时作用下的自然通风窗孔窗孔a a的内外压差的内外压差:窗孔窗孔b b的内外压差的内外
11、压差:图图8.23 风压和热压同时作风压和热压同时作 用下的自然通风用下的自然通风9.3.2 自然通风的计算自然通风的计算 1计算室内所需的全面通风换气量计算室内所需的全面通风换气量图图8.24 进风有效系数进风有效系数值值2确定进、排风窗孔的位置确定进、排风窗孔的位置分配各窗孔的进、排风量。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计算各窗孔的内外压差和窗孔面积在热压的作用下,窗孔在热压的作用下,窗孔a a和和b b的面积的面积F Fa a、F Fb b分别为分别为室内平均温度室内平均温度根据空气量平衡方程根据空气量平衡方程L La aL Lb b可得可得9.3.4 进风窗、避
12、风天窗与风帽1.进风窗的布置与选择 自然通风进风窗的标高应根据其使用的季节来确定:夏季通常使用房间下部的进风窗,其下缘距室内地坪的高度一般为0.3m1.2m,这样可使室外新鲜空气直接进入工作区;冬季通常使用车间上部的进风窗,其下缘距地面不宜小于4.0m,以防止冷风直接吹向工作区。对于单跨厂房对于单跨厂房进风窗应设在外墙上,在集中供暖工地区最好设上、下两进风窗应设在外墙上,在集中供暖工地区最好设上、下两排。排。2.避风天窗 普通天窗往往在迎风面上发生倒灌现象,为了稳定排风,需要在天窗外加设挡板或采取特殊构造形式的天窗,以使天窗的排风口在任何风向时都处于负压区,这种天窗称为避风天窗。矩形避风天窗
13、1.挡风板 2.喉口下沉式天窗下沉式天窗 其局部屋面下凹,利用屋架本身的高差形成低凹的避风区。这种天窗无须专设挡风板和天窗架,其造价低于矩形天窗,但是不易清扫。曲折线形天窗尺寸单位:ma a折线形天窗 b曲线形天窗 挡风板的形状为折线或曲线形。与矩形天窗相比,其排风能力强、阻力小、造价低、质量轻。3避风风帽避风风帽就是在普通风帽的外围增设一周挡风圈。4通风屋顶通风屋顶是在一般的屋顶上架设通风间层而成的图图9.29 各建筑物之间避风天窗的比例关系各建筑物之间避风天窗的比例关系图图9.30 各建筑物之间风帽的有关尺寸各建筑物之间风帽的有关尺寸9.3.5 建筑设计与自然通风的配合1.建筑形式的选择1
14、 以自然通风为主的热车间,为增大进风面积,应尽量采用单跨厂房。单跨厂房。2 余热量较大的厂房应尽量采用单单层层建建筑筑,不宜在其四周建筑坡屋;否则,宜建在夏季主导风向的迎风面。3 如果车间内无高大障碍物阻挡,也不放散大量的粉尘和有害气体,且迎风面和背风面的开孔面积占外墙面积的25%以上时,尽可能采用“穿堂风穿堂风的通风方式。4 热加工厂房的平面布置,应尽可能采用“L形、“形或“形等形式,不宜采用“形或“形布置。2建筑形式的选择建筑形式的选择图图8.31 多跨中间的自然通风多跨中间的自然通风图图8.32 开敞式穿堂风图开敞式穿堂风图图图8.33 上、下开敞式和侧窗式穿堂风上、下开敞式和侧窗式穿堂
15、风图图8.34 热源在车间内的布置热源在车间内的布置3车间内工艺设备车间内工艺设备的布置与自然通风的布置与自然通风9.4 通风系统的主要设备和构件9.4.1 风机1.离心风机和轴流风机的结构原理图8.21 离心风机构造示意图1.1.叶轮 2.机轴 3.叶轮 4.吸气口 5.出口6.机壳 7.轮毂 8.扩压环图9.22 轴流风机的构造简图1.1.圆筒形机壳 2.叶轮 3.进口 4.电动机2.2.风机的基本性能参数风机的基本性能参数1 风量L是指风机在标准状况下工作时,在单位时间内所输送的气体体积,称为风机风量,以符号L表示,单位为m3/h;2 全压或风压P是指每m3空气通过风机应获得的动压和静压
16、之和,Pa;3 轴功率N是指电动机施加在风机轴上的功率,kW;4 有效功率Nx是指空气通过风机后实际获得的功率,kW;5 效率风机的有效功率与轴功率的比值;6 转数n风机叶轮每分钟的旋转数,r/min。3.通风机的选择(1)根据被输送气体空气的成分和性质以及阻力损失大小,选择不同类型的风机。(2)2 根据通风系统的通风量和风道系统的阻力损失,按照风机产品样本确定风机型号。由于风机的磨损和系统不严密处产生的渗风量,应对通风系统计算的风量和风压附加安全系数。即 L风机=1.051.1L P风机=1.101.15P按照L风机 和P风机 两个参数来选择风机。另外,样本中所提供的性能选择表或性能曲线,是
17、指标准状态下的空气。所以,当实际通风系统中空气条件与标准状态相差较大时,应进行换算。9.4.3 风道风道风道的材料、形状及保湿风道的材料、形状及保湿风道常用薄钢板、塑料、胶合板、纤维板、钢筋风道常用薄钢板、塑料、胶合板、纤维板、钢筋混凝土、砖、石棉水泥、矿渣石膏板等制成。混凝土、砖、石棉水泥、矿渣石膏板等制成。风道的断面形式为矩形或圆形风道的断面形式为矩形或圆形。2风道的布置风道的布置风道的布置应在进风口、送风口、排风口、空气风道的布置应在进风口、送风口、排风口、空气处理设备、风机的位置确定之后进行。处理设备、风机的位置确定之后进行。3风道的水力计算风道的水力计算根据通风系统平面布置图绘制系统
18、轴侧图根据通风系统平面布置图绘制系统轴侧图选择风道的各管段的流速值选择风道的各管段的流速值计算各管段的断面积F求出计算管路的阻力损失对并联管路进行阻力平衡对并联管路进行阻力平衡求出最不利计算管路的总阻求出最不利计算管路的总阻力损失,并以此值来选择风机力损失,并以此值来选择风机的型号和规格。的型号和规格。4阀门阀门常用的阀门有插板阀、蝶阀。常用的阀门有插板阀、蝶阀。图图8.38 插板阀构造示意图插板阀构造示意图9.4.3 室内送、排风口室内送、排风口图图9.35 两种最简单的送风口两种最简单的送风口a风管侧送风口风管侧送风口 b插板式送、吸风口插板式送、吸风口图图9.36 百叶式送风口百叶式送风
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