工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風

工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風第一節(jié)自然通風的作用原理空氣流過窗孔時的阻力ΔP為窗孔兩側的壓力差為：ΔP=ζρv2/2（7-1）

則v=[2ΔP/（ζρ）]1/2=μ（2ΔP/ρ）1/2

（7-2）

通過窗孔的空氣量：

L=vF=μF（2ΔP/ρ）1/2（7-3）

G=Lρ=μF（2ΔP·ρ）1/2（7-4）

工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風一、熱壓作用下的自然通風

根據(jù)流體靜力學原理，窗孔b的內(nèi)外壓差為

ΔPb=Pb′－Pb=（Pa′－ghρn）－（Pa－ghρw）=ΔPa+gh（ρw－ρn）（7-5）

ΔPb+（-ΔPa）

=ΔPb+│ΔPa│=gh（ρw－ρn）

（7-6）

把gh（ρw－ρn）稱為熱壓。

工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風二、余壓及中和面：何謂余壓：位于中和面上的窗孔是沒有空氣流動的。

Pxa=Pxo－h(huán)1（ρw－ρn）g=－h(huán)1（ρw－ρn）g

（7-7）

Pxb=Pxo+h2（ρw－ρn）g=h2（ρw－ρn）g

（7-8）工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風三、風壓作用下的自然通風

正壓區(qū)；負壓區(qū)，即空氣動力陰影區(qū)。空氣動力陰影區(qū)最大高度為

Hc≈0.3(A)

（7-9）了解建筑物周圍氣流運動狀況，不但對自然通風計算、天窗型式的選擇和配置有重要意義，而且對通風、空調(diào)系統(tǒng)的進、排風口的配置也有重大影響。如第六章所述，局部排風系統(tǒng)排放的有害物質(zhì)濃度不符合排放標準要求時，如將其排入空氣動力陰影區(qū)內(nèi)，有害物質(zhì)會逐漸集聚；如有工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風進風口布置在該區(qū)域，有害物質(zhì)會隨進風進入廠房。圖7-4是鑄造車間化鐵爐煙氣采用不同排放高度時有害物質(zhì)分布示意圖。圖a，煙氣排入建筑物上部空氣動力陰影區(qū)內(nèi)，有害物質(zhì)在車間上部及周圍集聚。圖b是煙氣排入空氣動力陰影區(qū)以上，這樣車間周圍有害物質(zhì)濃度大大下降。工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風

室外氣流吹過建筑物時，其四周的靜壓分布如圖7-5所示，迎風面為正壓區(qū)，頂部及背風面均為負壓區(qū)。圖7-6所示的雙凹形天窗2和4，從局部看處于迎風面，由于它們處于整個建筑所造成空氣動力陰影之內(nèi)，所以窗孔2、4處均為負壓。工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風風壓的定義：和遠處未受擾動的氣流相比，由于風的作用在建筑物表面所形成的空氣靜壓力變化。風壓值：

某一建筑物周圍的風壓分布與建筑物的幾何形狀和風向有關。風向一定時，建筑物外圍結構上某一點的風壓值可用下式表示：

Pf=Kvw2ρw/2

（7-10）工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風四、熱壓、風壓同時作用下的自然通風迎風面窗孔a的內(nèi)外壓差為

ΔPa=Pxa－Kavw2ρw/2

（7-11）

背風面窗孔b的內(nèi)外壓差為

ΔPb=Pxb－Kbvw2ρw/2=Pxa+hg（ρw－ρn）－Kbvw2ρw/2

（7-12）工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風第二節(jié)自然通風的計算

根據(jù)現(xiàn)行《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》（GBJ19-87）規(guī)定：放散熱量的生產(chǎn)廠房及輔助建筑物，其自然通風應僅考慮熱壓作用。

1、設計計算：

2、校核計算：

3、計算時的簡化條件：1）通風過程是穩(wěn)定的，影響自然通風的因素不隨時間而變化。工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風2）整個車間的空氣溫度都等于車間的平均空氣溫度tnp；

tnp=（tn+tp）/2式中tn——室內(nèi)工作區(qū)溫度，℃

tp——上部窗孔的排風溫度，℃。3）同一水平面上各點的靜壓均保持相等，靜壓沿高度方向的變化符合流體靜力學法則；4）車間內(nèi)空氣流動時，不受任何障礙的阻擋；5）不考慮局部氣流的影響，熱射流、通風氣流到達排風窗孔前已經(jīng)消散；6）用封閉模型得出的空氣動力系數(shù)適用于有空氣流動的孔口。工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風一、自然通風的設計、校核計算步驟

1、計算消除余熱所需的全面通風換氣量；

G=Q/(c（tp-tj））kg/s式中Q——車間的總余熱量，KJ/s；

tp——車間上部窗孔的排風溫度，℃；

tj——車間的進風溫度，℃；

c——空氣比熱，℃。2、確定窗孔的位置及中和面位置；3、計算各窗孔的內(nèi)外壓差；工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風4a、分配各窗孔的進、排風量，計算各窗孔面積。4b、計算各窗孔的進、排風量，并校核自然通風量能否滿足要求。注：中和面在設計計算中應當假定；校核計算中應當計算確定。進風窗孔=Ga/(μa(2h1(ρw-ρn)ρw)1/2)排風窗孔Fb=Gb/(μb(2ΔPbρp)1/2)=Gb/(μb(2h2(ρw-ρn)ρp)1/2)工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風根據(jù)空氣量平衡方程式，Ga=Gb，如果近似認為μa≈

μb，ρw≈ρp

。上述公式可簡化為：

(Fa/Fb)2=h2/h1或Fa/Fb=（h2/h1）0.57-20

從公式20可以看出，進排風窗孔面積之比是隨中和面位置的變化而變化的。中和面向上移（即增大h1減小h2），排風窗孔面積增大，進風窗孔面積減??；中和面向下移，則相反。在熱車間都采用上部天窗進行排風，天窗的造價要比側窗高，因此中和面位置不宜選的太高二、車間排風溫度tp（℃）1、溫度梯度法：適用于廠房高度不大于15m，當室內(nèi)散熱比較均勻，且散熱強度不大于116w/m3的場合。

tp=tn+ΔtH（H－2）（7-13）工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風2、有效系數(shù)法

適用于廠房高度大于15m，且散熱強度大于116w/m3的場合。當作業(yè)地帶無局部排風時：

tp=tw+(tn－tw)/m

（7-14）當作業(yè)地帶有局部排風時：

tp=tw+[Q－0.278c(tn－tw)·Gjp]/（G－Gjp）

（7-15）

工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風

散熱量有效系數(shù)mm=(tn－tw)/(tp－tw)

（7-16）通常m值宜按同類車間實測數(shù)據(jù)采用，見《簡明通風設計手冊》P61表3-6。當無實測資料時，單跨生產(chǎn)廠房可按下式計算：

m=m1m2m3

（7-17）

工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風第三節(jié)避風天窗與風帽一、避風天窗

工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風二、筒形風帽1、筒形風帽結構2、筒形風帽的選擇

根據(jù)風帽直徑，確定風帽的具體型號。風帽直徑可利用公式計算或由線算圖查取。

工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風第四節(jié)自然通風與工藝、建筑設計的配合一、建筑形式

1、采用單跨車間；2、采用穿堂風；

3、采用雙層結構；

4、進風側窗離地面的高度：夏季不宜超過，冬季應設在4m以上；

5、采用避風天窗；

6、多跨廠房應將冷熱跨間隔布置。工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風二、廠房總平面布置

1、廠房主要進風面一般應與夏季主導風向成60~90度角，不宜小于45度；應避免西曬；不宜將過多的輔助建筑布置在廠房四周。

2、自然通風的各建筑物之間應保持適當?shù)木嚯x。見課本p192表7-4。工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風三、工藝布置

1、以熱壓為主進行自然通風的廠房，應盡量將散熱設備布置在天窗的下方。以穿堂風為主進行自然通風時，應把熱源單排布置在夏季盛行風向的下風側。

2、炎熱地區(qū)，可把熱源布置在廠房外面、且位于夏季盛行風向的下風側，僅把爐子操作口放在廠房內(nèi)。布置在室內(nèi)的熱源，應采取有效的隔熱措施。工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風3、當熱源沿廠房一側外墻布置時，且外墻與熱源之間無工作點時，熱源應盡量布置在該側外墻兩個進風口之間。

4、當散熱設備布置在多層建筑物內(nèi)時，應盡量將其布置在建筑物的頂層。如必須布置在其他各層時，應采取防止熱空氣影響上層的措施。

工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風第五節(jié)局部送風一、普通風扇

吊扇由葉片、吊桿、扇頭、上罩及供電線路組成。適用于室溫≤35℃

和熱輻射照度小于300w/m2

的場合。當熱輻射照度大于300w/m2

試，工作地點的風速：輕作業(yè)2~4m/s；中作業(yè)3~5m/s；重作業(yè)5~7m/s。

工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風二、噴霧風扇

1、作用：增加風速及降溫。

2、要求：采用噴霧風扇時，應力求控制霧滴直徑不超過100μm，最好在60μm以下。

3、適用場合：空氣溫度高于35℃、輻射照度大于1400w/m2，且工藝不忌細小霧滴的中、重作業(yè)的工作地點。工作地點的風速應采用3~5m/s。工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風三、系統(tǒng)式局部送風

1、適用場合：當工人經(jīng)常停留的工作地點輻射照度和空氣溫度較高，且工藝條件又不允許有水滴，或工作地點散發(fā)有害氣體或粉塵不允許采用再循環(huán)空氣時，應采用系統(tǒng)式局部送風。

工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風2、設置系統(tǒng)式局部送風時，工作地點的溫度和平均風速應按表7-6確定。工作地點的溫度和平均風速表7-6輻射照度（w/m2）冬季溫度（℃）冬季風速（m/s）夏季溫度（℃）夏季風速（m/s）350~700700~14001400~21002100~280020~2520~2518~2218~221~21~32~33~426~3126~3025~2924~281.5~32~43~54~6工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風（一）系統(tǒng)式局部送風的設計

1、系統(tǒng)式局部送風系統(tǒng)，不應與進氣通風系統(tǒng)合并；

2、不得將有害物質(zhì)或熱氣流吹向人體；

3、送風氣流宜從人體的前側或前側上方傾斜吹到頭、頸和胸部，或從上向下垂直送風；

4、送到人體上的有效氣流寬度，宜采用1m；對于室內(nèi)散熱量小于23w/m3的輕作業(yè)者，采用。工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風送風口的型式及選用：1、送風口（或噴頭）型式：有旋轉送風口、圓形送風口和球形可調(diào)風口等。2、選用原則：（1）當工作場所較大時，宜采用大型送風口或旋轉送風口；（2）當工作地點固定時，可采用帶有漸擴短管的圓形送風口；（3）球形可調(diào)風口適用于船舶、飛機、工廠車間、交換機房等場合的定點送風。

工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風（二）系統(tǒng)式局部送風的計算

1、計算內(nèi)容：首先確定工作地點所需要的溫度和風速，然后求出送風口出口風速、送風量、送風口尺寸以及送風溫度。計算前，首先要根據(jù)表7-6的規(guī)定，確定局部工作地點的溫度和風速，然后按自由射流規(guī)律進行計算。

2、計算方法：設置系統(tǒng)式局部送風系統(tǒng)的目的是在工作地點造成一定的風速和溫度，在自由射流的邊界附近，射流溫度接近于室溫，氣流速工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風度接近于零，邊界部分的氣流實際上起不到局部送風的作用。因此我們只取流速為軸心速度20%以上的范圍作為局部送風的有效作用范圍。表7-6中要求的溫度和風速是指有效作用范圍內(nèi)的平均溫度和平均風速，不是指整個射流斷面上平均溫度和風速。在這種情況下，我們不能直接應用流體力學中的有關公式進行計算，局部送風系統(tǒng)用的計算公式經(jīng)過換算后在表7-7列出。工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風四、空氣幕（一）空氣幕的作用和分類：1、空氣幕的作用：（1）防止室外冷、熱氣流侵入；（2）防止余熱和有害氣體的擴散；（3）阻擋灰塵、有害氣體、昆蟲的侵入。2、空氣幕的組成：空氣幕可由空氣處理設備、風機、風管系統(tǒng)及空氣分布器組成。工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風3、空氣幕的分類：（1）按照空氣分布器的安裝位置不同分為：1）側送式空氣幕：側送式空氣幕又分單側和雙側兩種，門寬B＜4m用單側，B≥4m用雙側。側送式空氣幕主要用于工業(yè)廠房、車庫等的大門上。工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風2）下送式空氣幕：下送式空氣幕目前已很少使用。3）上送式空氣幕適用于一般的公共建筑，如商店、旅館、會堂、影劇院、體育館、機場、地鐵車站、候機室等。貫流風機主要用于上送式非熱空氣幕。工業(yè)通風第七章自然通風和局部送風（2）空氣幕按系統(tǒng)形式可分為：1）吹吸式空氣幕在大門空氣幕中很少