第四章通风与空气调节

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1、学 而 不 思 则 惘 ， 思 而 不 学 则 殆第四章通风与空气调节第 一 节概述一、建筑通风的意义和任务在一些生产过程中，将会产生大量的热、湿、粉尘和有害气体（称为工业有害物） ，对这些有害物如果不进行处理，就会严重污染室内外空气环境，对人们身心健康造成极大危害。现今随着工业生产的不断发展，规模的不断扩大，散发的工业有害物日益增加 (全世界每年排入大气的粉尘高达l 亿吨，硫化物 (SOX)高达 1.5 亿吨)，因此，为广大人民群众创造良好的劳动环境、生活环境，搞好劳动保护、 环境保护，认真学习和研究建筑通风工程，对促进社会和经济的发展具有积极作用和意义。建筑通风的主要任务是控制生产过程中产

2、生的粉尘、有害气体、高温、高湿，使室内有害物量不超过国家规定的卫生标准，从而创造良好的生产、生活环境。二、建筑通风方式的分类及组成1、按照通风动力的不同，通风系统可分为自然通风和机械通风两大类。自然通风是依靠室内外空气的温度差所造成的热压或室外风力造成的风压使空气流动的。自然通风在一般的民用及公共建筑中大多采用开启的外窗进行无组织的自然换气，在工业建筑中用以改善工作区的劳动条件应用得更为广泛。机械通风是依靠风机的动力使空气流动的，由于配置了动力设备 (通风机 )，可使空气通过风道输送，并可对所输送的空气进行净化(空气过滤 )，因此，它有自然通风无可比拟的优越性。缺点是初投资大，运行及维护费较高

3、。一般的民用建筑和一些发热量小而且污染轻微的小型工业厂房，通常只要求保持室内空气新鲜清洁，并在一定程度上改善室内空气温湿度和流速。这种情况下往往可以采用通过门窗换气、穿堂风降温等手段就能满足要求，不需要对进、排风进行处理。2、按照通风作用范围的不同，通风系统可分为全面通风和局部通风两大类。全面通风又称稀释通风，它一方面用清洁空气稀释室内空气中有害物浓度，同时把污染的空气排出室外，使室内空气中的有害物浓度不超过国家卫生标准中规定的最高允许浓度。全面通风由于所需要风量大，相应的设备也较庞大，设计全面通学 而 不 思 则 惘 ， 思 而 不 学 则 殆风系统时，要选择合理的气流组织，合理地布置送风口

4、和排风口，使得送入室内的新鲜空气以最短的路程送入工作区，同时使得污浊的空气以最短的路程排至室外。局部通风系统可分为局部送风和局部排风两种形式。由于风量小、造价低，设计时应优先考虑局部通风系统。它们都是利用局部气流使某工作区不受有害物的污染，创造良好的工作环境。局部送风即只向局部工作区输送新鲜空气，在局部地点造成良好的空气环境。局部通风系统有系统式和分散式两种。系统式即空气经过集中处理后直接送入局部工作区，分散式局部送风一般采用轴流风机或喷雾风扇采用室内再循环空气的方法。局部排风即把局部工作区产生的有害物（空气）收集起来通过风机排至室外。局部排风系统一般由局部排风罩(密闭罩 )、风道、除尘器 (

5、有害气体净化器 )、通风机等组成。当室内有突然散发有毒气体或爆炸危险性气体的可能性时，应当设置事故排风系统。通风系统由于设置场所的不同，其系统组成也各不相同，一般通风系统主要由以下各部分组成： 进风系统由进风百叶窗、 空气过滤器 (加热器 )、通风机 (离心式、轴流式、贯流式 )、风道以及送风口等组成。 排风系统一般由排风口 (排气罩 )、风道、过滤器 (除尘器、空气净化器 )、风机、风帽等组成。三、有害物的来源有害物是指生产过程中产生的各种粉尘，有害气体和蒸汽， 以及高温和热辐射。工业有害物的来源主要有以下几方面：对于粉尘主要是工业生产过程中固体物料的破碎，粉末物料的筛分、混合，物料的燃烧、

6、加工以及物料加热时产生的气体凝结被氧化的过程中产生的。工业粉尘对人体最大的危害是人体吸入一定量粉尘后，可能引起各种尘肺病，同时粉尘的产生也加速了机器的磨损，影响生产设备的寿命；粉尘排至大气，不仅危害居民健康，严重的还会危害水源土壤及农作物的生长。对于有害蒸汽和气体主要是电镀、酸洗、金属冶炼、化工等生产过程产生的。最常见的有害气体有CO、SO2、C6H6(苯)、铅尘或铅蒸气。对于高温及热辐射的产生主要是冶炼、轧钢、机械制造厂的锻造、铸造车间在生产过程中产生的通常在每立方米车间体积每小时散出的热量大于83.6KJ(m3h)时称之为热车间。学 而 不 思 则 惘 ， 思 而 不 学 则 殆实践证明单

7、纯依靠通风的方式是不能从根本上解决防尘、防毒、防高温、热辐射的。彻底解决这一问题必须采取综合的措施，i改进生产工艺流程、改进工艺操作方法；建立严格的管理监督机制，采用合理的通风措施等。为了使工业企业的设计应用符合卫生要求、排放要求，保护工人、居民的健康、安全。1962 年我国颁布了工业企业设计卫生标准后经实践检验，又作了部分修订于1979 年颁发了工业企业设计卫生标准 (GTJ3679)，它是工业企业设计和检查的重要依据。1973 年我国又颁发工业三废排放试行标准(GBJ73)，排放标准是在卫生标准的基础上制定的对十三类工业有害物的排放量、排放浓度都做了明确规定，即工业企业在设计、使用中排入大

8、气的有害物的浓度、数量必须符合卫生标准及排放标准。第 二 节全 面 通 风 量 的 确 定无论是进行自然通风设计还是进行机械通风系统设计，均需要确定通风量。通风量都是根据室内外空气的计算参数以及需要消除的室内产热量、产湿量、有害气体的产生量确定的。一、室内外空气的计算参数通风房间的气象参数， 应根据卫生标准来确定。 就温度而言， 车间内工作区 （即工作地点所在的地面以上2m 内的空间）的夏季空气温度应按车间内外温差计算，但不能超过表 71 的规定。某些车间（如炼焦、平炉、轧钢等）的工作区温度确受条件限制，在采用一般降温措施后仍不能达到表71 要求时，可再适当放宽，但不能超过 2。同时应在工作区

9、附近设置工人休息室，休息室的温度一般不得超过室外温度。集中供暖地区冬季车间工作区的温度以及辅助房间的室内温度，参见表72 和表 73。车间内工作区的夏季空气温度表 71 夏季通风室外计算温度 /22 23 24 25 26 27 28 2932 33 工作区与室外温差/10 9 8 7 6 5 4 3 2 学 而 不 思 则 惘 ， 思 而 不 学 则 殆作为通风工程设计依据的室外气象参数叫做通风室外计算参数。如同确定供暖室外计算温度的原则一样，按所采用的通风室外计算参数设计的通风装置，应能保证在绝大多数的时间里室内的气象参数符合卫生标准的要求。表74 中列举了一些城市的通风室外计算参数值。表

10、74中的冬季通风室外计算温度是根据历年1 月份平均温度的平均值统计的，只适用于一般通风系统。对于冬季使用的局部通风、补偿局部排风的送风以及补偿为排除有害气体的全面排风的送风，应采用供暖室外计算温度。民用及工业辅助建筑的冬季室温要求表 72 序号房间名称室温/1 卧室和起居室1618 2 厕所、盥洗室12 3 食堂14 4 办公室、休息室1618 5 技术资料室16 6 存衣室16 7 哺乳室20 8 淋浴室25 9 淋浴室的更衣室23 10 女工卫生室23 生产车间的冬季室温要求表 73 序号车间工作性质室温/1 当每名工人占用面积不超过50m2时：轻作业中作业重作业15 12 10 学 而

11、不 思 则 惘 ， 思 而 不 学 则 殆2 当每名工人占用较大面积（50100m2时） ：轻作业中作业重作业10 7 5 二、全面通风量的确定全面通风量即把散发到室内的有害物，稀释到卫生标准规定的最高允许浓度以下所必需的通风量。按消除余热所必需的通风量按公式71 进行计算。gpttcQG1按消除余湿所必需的通风量按公式72 进行计算。jp2ddWG按稀释有害物所必需的通风量按公式73 进行计算。jccGG03式中G1、G2、G3全面通风量 (kg/s)；Q余热量 (KJ/s)；W余湿量 (gs)；G室内有害物散发量（ mg/h） ；tp排出空气温度 ()；tj进人空气温度 ()；dp排出空气

12、含湿量 (gkg)；dj进入空气含湿量 (gkg)； 空气密度 (kgm3)；c空气的质量比热 kJ(kg)；c0室内空气中有害物的最高允许浓度(mg/m3)；cj进入空气中有害物的浓度(mgm3)。学 而 不 思 则 惘 ， 思 而 不 学 则 殆如果房间内同时散发余热、余湿和有害气体时，通风量应分别计算，按其中所需最大值取作全面通风量。如果同时散发数种溶剂（苯及其同系物、醇类、醋酸酯类）的蒸汽，或数种对人体健康的危害性质是一样的，故应看成是一种有害物质，即其所需全面通风量应是分别清除每种有害气体所需全面通风量之和。例如某车间同时散发苯蒸汽和甲醇蒸汽，消除苯蒸汽所需通风量为10200m3/h

13、，消除甲醇蒸汽所需通风量为 7350 m3/h,由消除有害气体所需全面通风量是上述二者之和17550 m3/h。但该车间消除余热所需全面通风量为25150 m3/h，则最后确定该车间的全面通风量应为 25150 m3/h。对于一般居住及公共建筑，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次数估算，即L=Nv m3/h。其中 V 是房间的体积（ m3） ，N 是换气次数（次 /h） ，见表 75。居住及公共建筑的最小换气次数表 75 房间名称换气次数（次 /h）房间名称换气次数（次/h）住宅宿舍的居室1.0 厨房的贮藏室 （米、面）0.5 住宅宿舍的盥洗室0.51.0 托幼的

14、厕所5.0 住宅宿舍的浴室1.03.0 托幼的浴室1.5 住宅的厨房3.0 托幼的盥洗室2.0 食堂的厨房1.0 学校礼堂1.5 三、空气平衡和热平衡1、空气平衡任何一个通风房间， 为了能够正常地进风和排风， 必须保持室内压力稳定不变。为此，应使进入房间的总空气量等于排出房间的总空气量，即保持空气量平衡。对于产生有害气体和粉尘的车间，为防止其向邻室扩散，可使进风系统的风量略小于排风系统的风量（一般相差10%20%） ，以形成一定的负压，不足的进风量将来自邻室和靠本房间的自然渗透弥补。相反，对于生产要求较洁净的车间，当其周围环境较差时，则使进风系统的的风量略大于排风系统的风量（约5%10%） ，

15、以保证室内正压，阻止外界的空气进入室内。学 而 不 思 则 惘 ， 思 而 不 学 则 殆2、热量平衡通风房间的热量平衡， 是指房间的得热量 （包括进风带入的热量和其他得热量）与失热量（包括排风带出热量和其他失热量）两者相等，才能保持室内温度稳定。在寒冷地区，冬季要求保持一定的室内温度，并且不允许温度过低的室外空气直接送入工作区。因此在设计全面通风系统时，常需将空气量平衡和热量平衡两者联系起来考虑，以便既能保证要求的通风量，又可保持规定的室内温度。第 三 节自 然 通 风一、自然通风作用原理自然通风作用原理就是利用室内外空气的容重差引起的热压或风力作用造成的风压实现通风换气的一种通风方法。在热

16、压或风压的作用下，一部分窗孔室外的压力高于室内的压力，这时，室外空气就会通过这些窗孔进入室内；另一部分窗孔室外压力低于室内压力，室内部分空气就会通过这些窗孔而流出室外，由此可知窗孔内外的压力差是造成空气流动的主要因素。自然通风可应用于厂房或民用建筑的全面通风换气，也可应用于热设备或高温有害气体的局部排气。1、热压作用下的自然通风假定某厂厂房下部和上部设有窗孔a和 b，上、下窗孔高度差为h，窗孔外压力分别为ap及bp，窗孔内压力分别为ap和bp，室内外空气温度分别为nt及wt，空气重度分别为n及w，当nt时wt，则nw。首先将上窗孔b 关闭，这时空气在压力差作用下，在窗孔a 内外发生流动。这种空气流动，最终使得ap和bp相等。此时，空气停止流动。根据流体静压力分布规律我们可知；wabhpp，nabhpp即：hpphphpppnwaawanabb)()()()(由此可得出窗孔 b 的数学表达式即hppnwab)(学 而 不 思 则 惘 ， 思 而 不 学 则 殆当0aapp，nw0 时，bbpp0，这时，将窗孔 b 打开，空气将从b 流至室外，同时，室内空气压力也将随之降低。当出现apap