風(fēng)路系統(tǒng)水力計(jì)算

1、風(fēng)路系統(tǒng)水力計(jì)算1 水力計(jì)算方法簡述目前，風(fēng)管常用的的水力計(jì)算方法有壓損平均法、假定流速法、靜壓復(fù)得法等幾種。1. 壓損平均法（又稱等摩阻法）是以單位長度風(fēng)管具有相等的摩擦壓力損失為前提的，其特點(diǎn)是，將已知總的作用壓力按干管長度平均分配給每一管段，再根據(jù)每一管段的風(fēng)量和分配到的作用壓力，確定風(fēng)管的尺寸，并結(jié)合各環(huán)路間壓力損失的平衡進(jìn)行調(diào)整，以保證各環(huán)路間的壓力損失的差額小于設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定值。這種方法對于系統(tǒng)所用的風(fēng)機(jī)壓頭已定，或?qū)Ψ种Ч苈愤M(jìn)行壓力損失平衡時，使用起來比較方便。2. 假定流速法是以風(fēng)管內(nèi)空氣流速作為控制指標(biāo)，這個空氣流速應(yīng)按照噪聲控制、風(fēng)管本身的強(qiáng)度，并考慮運(yùn)行費(fèi)用等因素來進(jìn)行設(shè)

2、定。根據(jù)風(fēng)管的風(fēng)量和選定的流速，確定風(fēng)管的斷面尺寸，進(jìn)而計(jì)算壓力損失，再按各環(huán)路的壓力損失進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到平衡。各并聯(lián)環(huán)路壓力損失的相對差額，不宜超過15%。當(dāng)通過調(diào)整管徑仍無法達(dá)到要求時，應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)裝置。3. 靜壓復(fù)得法（略，具體詳見實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊之11.6.3）對于低速機(jī)械送（排）風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的水力計(jì)算，大多采用假定流速法和壓損平均法；對于高速送風(fēng)系統(tǒng)或變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管的水力計(jì)算宜采用靜壓復(fù)得法。工程上為了計(jì)算方便，在將管段的沿程（摩擦）阻力損失和局部阻力損失這兩項(xiàng)進(jìn)行疊加時，可歸納為下表的3種方法。 將與進(jìn)行疊加時所采用的計(jì)算方法 計(jì)算方法名稱基本關(guān)系式備注單位管長壓力損失

3、法（比摩阻法）管段的全壓損失 管段全壓損失，Pa；單位管長沿程摩擦阻力，Pa/m用于通風(fēng)、空調(diào)的送（回）風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)的壓力損失計(jì)算，是最常用的方法當(dāng)量長度法風(fēng)管配件的當(dāng)量長度管段的全壓損失 Pa常見用靜壓復(fù)得法計(jì)算高速風(fēng)管或低速風(fēng)管系統(tǒng)的壓力損失。提供各類常用風(fēng)管配件的當(dāng)量長度值當(dāng)量局部阻力法（動壓法）直管段的當(dāng)量局部阻力系數(shù)管段的全壓損失 Pa常見用于計(jì)算除塵風(fēng)管系統(tǒng)的壓力損失，計(jì)算表中給出長度l=1m時的和動壓值2 通風(fēng)、防排煙、空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)的空氣流速2.1 通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)的空氣流速宜按表2-1采用 風(fēng)管內(nèi)的空氣流速（低速風(fēng)管） 表2-1風(fēng)管類別住宅（m/s）公共建筑（m/s）干管

4、支管從支管上接出的風(fēng)管通風(fēng)機(jī)入口通風(fēng)機(jī)出口注：1 表列值的分子為推薦流速，分母為最大流速。2.2 有消聲要求的通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)，其風(fēng)管內(nèi)的空氣流速宜按表2-2選用風(fēng)管內(nèi)的空氣流速（m/s） 表2-2室內(nèi)允許噪聲級dB（A)主管風(fēng)速支管風(fēng)速253534235504723注：通風(fēng)機(jī)與消聲裝置之間的風(fēng)管，其風(fēng)速可采用810m/s。2.3 機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)排風(fēng)口風(fēng)速宜按表2-3 機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)排風(fēng)口空氣流速（m/s） 表2-3部位新風(fēng)入口風(fēng)機(jī)出口空氣流速住宅和公共建筑3.54.55.010.5機(jī)房、庫房4.55.08.014.02.4暖通空調(diào)部件的典型設(shè)計(jì)風(fēng)速，按表2-4采用。 暖通空調(diào)部件的典型設(shè)計(jì)

5、風(fēng)速（m/s） 表2-4部件名稱迎面風(fēng)速部件名稱迎面風(fēng)速 加熱盤管冷卻減濕盤管2.03.0 1.蒸汽和熱水盤管2.55.0空氣噴淋室（最小1.0，最大8.0） 噴水型參見生產(chǎn)廠家資料 2.電加熱器 填料型參見生產(chǎn)廠家資料 裸線式參見生產(chǎn)廠家資料 高速噴水型6.09.0 肋片管式參見生產(chǎn)廠家資料冷卻減濕盤管2.03.0空氣過濾器1.板式過濾器 1）粘性慮料1.04.0 2）干式帶擴(kuò)展表面， 平板型（粗效）同風(fēng)管風(fēng)速 3）褶疊式（中效）3.8 4）高效過濾器（HEPA）1.32.可更換慮料的過濾器 1）卷繞型黏性慮料2.5 2）卷繞型干式慮料1.03.電子空氣過濾器 電離式0.81.8 2.5送風(fēng)

6、口的出口風(fēng)速，應(yīng)根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)、對噪聲的要求、送風(fēng)口形式及安裝高度和位置等確定，可參照表2-5及表2-6的數(shù)值。 表2-5 各類送風(fēng)口的出口風(fēng)速送風(fēng)口形式場所示例出口風(fēng)速（m/s）備注側(cè)送百葉公寓、客房、別墅、會堂、劇場、展廳2.53.8送風(fēng)口位置高、工作區(qū)允許風(fēng)速高和噪聲標(biāo)準(zhǔn)低時取較大值一般辦公室5.06.0高級辦公室2.54.0電影院5.06.0錄音、廣播室1.52.5商店5.07.5醫(yī)院病房2.54.0條縫風(fēng)口頂送24孔板頂送35送風(fēng)均勻性要求高或送熱風(fēng)時，取較大值噴口48空調(diào)區(qū)域內(nèi)噪聲要求不高時，最大值可取10m/s地板下送2置換通風(fēng)下送0.20.5 表2-6 散流器頸部最大風(fēng)速

7、（m/s）建筑物類別允許噪聲dB(A)吊頂高度（m）3456廣播室323.94.154.254.35住宅、劇場33394.354.654.855.00公寓、旅館大堂、辦公室40465.155.405.755.85餐廳、商店47536.156.657.007.15公共建筑物54606.506.807.107.502.6 回風(fēng)口的風(fēng)速，可按表2-7選用；當(dāng)房間內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)要求較高時，回風(fēng)口風(fēng)速應(yīng)適當(dāng)降低。 表2-7 回風(fēng)口吸風(fēng)速度回風(fēng)口位置位于人的活動區(qū)之上在人的活動區(qū)內(nèi)離座位較遠(yuǎn)在人的活動區(qū)內(nèi)離座位較近門上格柵或墻上回風(fēng)口門下端縫隙走廊回風(fēng)斷面吸風(fēng)速度（m/s）4.03.04.01.52.02.5

8、5.53.01.01.5 2.7高速送風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)管內(nèi)的最大允許風(fēng)速，按表2-5采用。 高速送風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)管內(nèi)的最大允許風(fēng)速 表2-8風(fēng)量范圍（m3/h）最大允許風(fēng)速（m/s）風(fēng)量范圍（m3/h）最大允許風(fēng)速（m/s）1000006800030225001700020.5680004250025170001000017.5425002250022.5100005050152.8 機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)、機(jī)械排煙系統(tǒng)及機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)采用金屬管道時，風(fēng)速不宜大于20m/s；采用非金屬管道時，風(fēng)速不宜大于15m/s；機(jī)械排煙口風(fēng)速不宜大于10m/s；機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)口風(fēng)速不宜大于7m/s。2.9 自然通風(fēng)的

9、進(jìn)排風(fēng)口風(fēng)速宜按表2-6采用。自然通風(fēng)的風(fēng)道風(fēng)速宜按表2-7采用。自然通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)排風(fēng)口空氣流速（m/s） 表2-9部位進(jìn)風(fēng)百葉排風(fēng)口地面出風(fēng)口頂棚出風(fēng)口風(fēng)速0.51.00.51.00.20.50.51.0 自然進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)道空氣流速（m/s） 表2-10部位進(jìn)風(fēng)豎井水平干管通風(fēng)豎井排風(fēng)道風(fēng)速1.01.20.51.00.51.01.01.53 風(fēng)管管網(wǎng)總壓力損失的估算法3.1 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的壓力損失（包括摩擦損失和局部阻力損失）應(yīng)通過計(jì)算確定。一般的通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)，管網(wǎng)總壓力損失，可按下式進(jìn)行估算： （3-1）式中 單位長度風(fēng)管沿程壓力損失，當(dāng)系統(tǒng)風(fēng)量L10000m3/h時， Pa/m；風(fēng)量

10、10000m3/h時，按照選定的風(fēng)速查風(fēng) 管計(jì)算表確定。 l風(fēng)管總長度，是指到最遠(yuǎn)送風(fēng)口的送風(fēng)管總長度加上到最遠(yuǎn)回風(fēng)口的回風(fēng) 管總長度，m； k整個管網(wǎng)局部壓力損失與沿程壓力損失的比值。 彎頭、三通等配件較少時，k=1.02.0； 彎頭、三通等配件較多時，k=3.05.0。 3.2.通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)靜壓的估算 送風(fēng)機(jī)的靜壓應(yīng)等于管網(wǎng)的總壓力損失加上空氣通過過濾器、噴水室（或表冷器）、加熱器等空氣處理設(shè)備的壓力損失之和，可按表3-1給出的推薦值采用。 推薦的送風(fēng)機(jī)靜壓值 表3-1類 型風(fēng)機(jī)靜壓值（Pa)送、排風(fēng)系統(tǒng)小型系統(tǒng)100250一般系統(tǒng)300400空調(diào)系統(tǒng)小型（空調(diào)面積300m2以內(nèi)）

11、400500中型（空調(diào)面積2000m2以內(nèi)）600750大型（空調(diào)面積大于2000m2）6501100高速系統(tǒng)（中型）10001500高速系統(tǒng)（大型）15002500 3.3 機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)管網(wǎng)的總阻力損失應(yīng)包括防煙樓梯間、前室、消防前室、合用前室、封閉避難層的正壓值。其中防煙樓梯間正壓值為4050Pa；前室、消防前室、合用前室、封閉避難層的正壓值為2530 Pa。 4 沿程壓力損失的計(jì)算4.1 通過公式計(jì)算沿程壓力損失4.1.1 風(fēng)量4.1.1.1通過圓形風(fēng)管的風(fēng)量通過圓形風(fēng)管的風(fēng)量L（m3/h）按下式計(jì)算：L=900d2V （4-1）式中d風(fēng)管內(nèi)徑，m；V管內(nèi)風(fēng)速，m/s。4.1.1.2

12、通過矩形風(fēng)管的風(fēng)量通過矩形風(fēng)管的風(fēng)量L（m3/h）按下式計(jì)算： L=3600abV （4-2）式中 a，b風(fēng)管斷面的凈寬和凈高，m。4.1. 2 風(fēng)管沿程壓力損失風(fēng)管沿程摩擦損失（Pa），可按下式計(jì)算： （4-3）式中 單位管長沿程摩擦阻力，Pa/m； l風(fēng)管長度，m。4.1.3 單位管長沿程摩擦阻力單位管長沿程摩擦阻力，可按下式計(jì)算： （4-4）式中 摩擦阻力系數(shù)； 空氣密度，kg/m3； 風(fēng)管當(dāng)量直徑，m； 對于圓形風(fēng)管： 對于非圓形風(fēng)管： (4-5) 例如，對于矩形風(fēng)管： 對于扁圓風(fēng)管： F風(fēng)管的凈斷面積，m2；P風(fēng)管斷面的濕周，m；a矩形風(fēng)管的一邊，m；b矩形風(fēng)管的另一邊，m；A扁圓風(fēng)

13、管的短軸，m；B扁圓風(fēng)管的長軸，m。4.1.4摩擦阻力系數(shù)摩擦阻力系數(shù)，可按下式計(jì)算： （4-6）式中 K風(fēng)管內(nèi)壁的絕對粗糙度，m； 雷諾數(shù)： （4-7） 運(yùn)動粘度，。4.2 通過查表計(jì)算沿程壓力損失查表計(jì)算：可以按規(guī)定的制表?xiàng)l件事先算就單位管長沿程摩擦阻力，并編成表格供隨時查用，當(dāng)已知風(fēng)管的計(jì)算長度為時，即可使用式（4-3）算出該段風(fēng)管的沿程壓力損失（Pa）了。下面介紹與計(jì)算表有關(guān)的內(nèi)容。4.2.1制表?xiàng)l件4.2.1.1風(fēng)管斷面尺寸 風(fēng)管規(guī)格取自國家標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB 50243-2002) 。注：矩形風(fēng)管的長、短邊之比不宜大于4，最大不應(yīng)超過10。4.2.1.2空氣參

14、數(shù) 設(shè)空氣處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，即大氣壓力為101.325kPa，溫度為20，密度，運(yùn)動粘度。 4.2.1.3風(fēng)管內(nèi)壁的絕對粗糙度 以作為鋼板風(fēng)管內(nèi)壁絕對粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)。其他風(fēng)管的內(nèi)壁絕對粗糙度見表4-1。風(fēng)管內(nèi)壁的絕對粗糙度 4-1絕對粗糙度K（mm）粗糙等級典型風(fēng)管材料及構(gòu)造0.03光滑潔凈的無涂層碳鋼板；PVC塑料；鋁0.09中等光滑鍍鋅鋼板縱向咬口，管段長1200mm0.15一般鍍鋅鋼板縱向咬口，管段長760mm0.90中等粗糙鍍鋅鋼板螺旋咬口；玻璃鋼風(fēng)管3.00粗糙內(nèi)表面噴涂的玻璃鋼風(fēng)管；金屬軟管；混凝土 4.2.2單位長度沿程壓力損失的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算表詳見實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊表11.2-2、11.

15、2-3。 4.2.3.標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算表的套用 4.2.3.1異形斷面風(fēng)管的套用 非標(biāo)準(zhǔn)斷面的金屬風(fēng)管，使用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算表的步驟如下： 4.2.3.1.1.算出風(fēng)管的凈斷面積F（m2）； 4.2.3.1.2根據(jù)風(fēng)管的凈斷面積F和風(fēng)管的計(jì)算風(fēng)量，算出風(fēng)速V（m/s）； 4.2.3.1.3按公式（4-5）求出風(fēng)管當(dāng)量直徑de（m）； 4.2.3.1.4最后，根據(jù)風(fēng)速V和當(dāng)量直徑de查圓形風(fēng)管標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算表，得出該非標(biāo)準(zhǔn)斷面風(fēng)管的單位長度摩擦阻力。 4.2.3.2絕對粗糙度的修正對于內(nèi)壁的當(dāng)量絕對粗糙度的風(fēng)管，其單位長度摩擦阻力值，可以先查風(fēng)管標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算表，之后乘以表4-2給出的修正系數(shù)。絕對粗糙度的修正系數(shù) 表4-

16、2風(fēng)速（m/s）下列絕對粗糙度（mm）時的修正系數(shù)0.030.090.150.93.020.95111.201.5030.951.251.6040.901.301.70571.351.808120.851.401.85131.451.9014160.800.901.95 4.2.3.3空氣狀態(tài)的修正當(dāng)風(fēng)管內(nèi)的空氣處于非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時，風(fēng)管單位長度摩擦阻力實(shí)際值的確定方法是：先由計(jì)算表查出的風(fēng)管單位長度摩擦阻力的標(biāo)準(zhǔn)值，然后再乘以的修正系數(shù)，其中為實(shí)際狀態(tài)下的空氣密度，可近似按下式確定： （4-8）式中 Pb實(shí)際大氣壓，kPa； t風(fēng)管內(nèi)的空氣溫度，。5 風(fēng)管的局部壓力損失計(jì)算5.1 局部壓力損失

17、當(dāng)空氣流經(jīng)風(fēng)管系統(tǒng)的配件及設(shè)備時，由于氣流流動方向的改變，流過斷面的變化和流量的變化而出現(xiàn)渦流時產(chǎn)生了局部阻力，為克服局部阻力而引起的能量損失，成為局部阻力損失，并按下式計(jì)算： （5-1）式中 局部阻力系數(shù)； V風(fēng)管內(nèi)部局部壓力損失發(fā)生處的空氣流速，m/s； 空氣密度，kg/m3。通風(fēng)、空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)中產(chǎn)生局部阻力的配件，主要包括空氣進(jìn)口、彎管、變徑管、三（四）通管、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和空氣出口等。大多數(shù)配件的局部阻力系數(shù)值是通過實(shí)驗(yàn)確定的。選用局部阻力系數(shù)計(jì)算局部壓力損失時，必須采用實(shí)驗(yàn)時所對應(yīng)的流速和動壓（）。需要說明的是，局部壓力損失沿著風(fēng)管長度上產(chǎn)生，不能將它從摩擦損失中分離出來。為了簡化計(jì)算，假定局部壓力損失集中在配件的一個斷面上，不考慮摩擦損失。只有對長度相當(dāng)長的配