第九章 通風(fēng)工程

第九章通風(fēng)工程第一節(jié)通風(fēng)系統(tǒng)概述通風(fēng)

:就是把室內(nèi)被污染的空氣直接或凈化后排至室外，把新鮮空氣補(bǔ)充進(jìn)來。通風(fēng)包括從室內(nèi)排除污濁的空氣和向室內(nèi)補(bǔ)充新鮮的空氣兩個(gè)方面。其中，前者稱為“排風(fēng)”，后者稱為“送風(fēng)”，為實(shí)現(xiàn)排風(fēng)或送風(fēng)而采用的一系列設(shè)備、裝置的總體稱為通風(fēng)系統(tǒng)。空調(diào)：是空氣調(diào)節(jié)的簡稱，是高級(jí)通風(fēng)，是按照人們和生產(chǎn)工藝的要求，對(duì)空氣的溫度、濕度、清潔度、空氣速度、噪音氣味等進(jìn)行控制并提供足夠的新鮮空氣的工程技術(shù)。通風(fēng)與空調(diào)的區(qū)別：以控制室內(nèi)有害物量不超過衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)為對(duì)象而采取的通風(fēng)設(shè)施，它屬于一般通風(fēng)換氣的任務(wù)。以消除余熱、余濕而維持室內(nèi)溫度、濕度等為對(duì)象所采取的通風(fēng)設(shè)施，它屬于空氣調(diào)節(jié)工程中的任務(wù)。通風(fēng)的意義：改善室內(nèi)的空氣環(huán)境、滿足人體舒適需要、保證產(chǎn)品質(zhì)量、促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展、防止大氣污染。一、室內(nèi)空氣污染物種類工業(yè)建筑空氣污染物有害物：1、粉塵定義：因自然力或機(jī)械力產(chǎn)生的，能夠懸浮于空氣中的固體細(xì)小微粒。工業(yè)粉塵來源：固體物料的機(jī)械粉碎和研磨；粉狀物料的混合、篩分、包裝及運(yùn)輸；物質(zhì)的燃燒；物質(zhì)被加熱時(shí)產(chǎn)生的蒸汽在空氣中的氧化和凝結(jié)。如圖右圖2、有害蒸氣和氣體

在化工、造紙、紡織物漂白、金屬冶煉、澆鑄、電鍍、酸洗、噴漆等工業(yè)生產(chǎn)過程中常常會(huì)產(chǎn)生有害蒸氣和氣體。如汞蒸汽、鉛、苯、二氧化等。體。對(duì)人體危害呼吸道皮膚消化道侵入體內(nèi)發(fā)生作用造成危害有害物侵入人體的途徑大約有95%的工業(yè)中毒都是通過呼吸道入侵所致。民用建筑空氣污染物有害物來源主要有：人、人的活動(dòng)、建筑物所用的材料（建筑材料、裝飾材料、涂料等），設(shè)備（復(fù)印機(jī)、空調(diào)設(shè)備等）。主要成分：二氧化碳、一氧化碳、可吸入粒子、病原體、煙卷煙氣、氮氧化合物、甲醛（含有各種粘接板材、保溫材料中），放射性氣體氡（含住磚、石及砌體中）、石棉（含在建筑材料中）、發(fā)揮有機(jī)化合物和氣味等。

空氣中有害物含量與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

有害物的含量定義：單位體積空氣中有害物的含量。表示：體積濃度：單位體積空氣中所含有害氣體的體積。

單位:mL/m3，ppm，×10-4％。

關(guān)系:1mL/m3=1ppm=1×10-4％。質(zhì)量濃度：單位體積空氣中所含有害物的質(zhì)量。

單位：mg/m3顆粒濃度：單位體積空氣中所含各種粒徑粉塵的顆粒總數(shù)（計(jì)數(shù)濃度）或所含某一粒徑范圍內(nèi)的粉塵顆粒數(shù)（粒徑計(jì)數(shù)濃度）。

單位：粒/m3相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)——以人為本<<工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)>>(GBZ1-2002)

排放標(biāo)準(zhǔn)——保護(hù)環(huán)境《工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ4-1973)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)通風(fēng)系統(tǒng)分類按處理空氣方式：送風(fēng)、排風(fēng)按作用范圍不同：局部通風(fēng)、全部通風(fēng)按空氣流動(dòng)動(dòng)力：自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)

按空氣流動(dòng)動(dòng)力1）自然通風(fēng)：動(dòng)力：風(fēng)壓和熱壓。優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能、經(jīng)濟(jì)；無噪聲、無污染；舒適度好。缺點(diǎn)：室外進(jìn)入空氣無法預(yù)先處理；室內(nèi)排出空氣無法進(jìn)行凈化處理；換氣量一般要受室外氣象條件的影響，通風(fēng)效果不穩(wěn)定。應(yīng)用：余熱2）機(jī)械通風(fēng)動(dòng)力：通風(fēng)機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：各設(shè)計(jì)參數(shù)可以保證，通風(fēng)效果好；可對(duì)送排風(fēng)進(jìn)行處理

缺點(diǎn)：一次性投資大，運(yùn)行費(fèi)用高。應(yīng)用：粉塵、有害氣體、蒸氣濃度高的車間。第二節(jié)自然通風(fēng)一、自然通風(fēng)原理自然通風(fēng)是借助于室內(nèi)外空氣自然的壓力——風(fēng)壓和熱壓作用促使空氣流動(dòng)的。特點(diǎn):不需動(dòng)力,經(jīng)濟(jì);但進(jìn)風(fēng)不能預(yù)處理,排風(fēng)不能凈化,污染周圍環(huán)境;且通風(fēng)效果不穩(wěn)定。風(fēng)壓作用的自然通風(fēng)熱壓作用的自然通風(fēng)風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)

定義：建筑在風(fēng)壓作用下，具有正值風(fēng)壓的一側(cè)進(jìn)風(fēng)，而在負(fù)值風(fēng)壓的一側(cè)排風(fēng)，這就是在風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)。自然通風(fēng)的影響因素1、開口位置對(duì)室內(nèi)空氣流動(dòng)的影響2、開口高低對(duì)室內(nèi)空氣流動(dòng)的影響3、水平遮陽對(duì)室內(nèi)氣流組織的影響4、不同窗戶形式對(duì)室內(nèi)氣流的影響熱壓作用下的自然通風(fēng)定義：室內(nèi)外空氣溫度差存在而產(chǎn)生，此時(shí)由于室內(nèi)外的空氣的密度不相同，室內(nèi)外空氣的壓力是不相同的。這種因空氣密度不同所產(chǎn)生的壓力差就稱之為“熱壓”。熱壓作用產(chǎn)生的通風(fēng)效應(yīng)又稱為“煙囪效應(yīng)”。二、自然通風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算（1）計(jì)算全面通風(fēng)量。消除余熱的全面通風(fēng)量按下式計(jì)算：Q——車間總余熱量,kj/s；c——空氣的比熱容，c=1.01kj/(kg?℃)——車間的排風(fēng)溫度，℃；——車間的進(jìn)風(fēng)溫度，℃。（℃）車間的排風(fēng)溫度有兩種方法：1）溫度梯度法——排風(fēng)天窗中心距地面高度，m；——工作區(qū)溫度，即指工作地點(diǎn)所在地面上2m以內(nèi)的溫度，℃；——沿車間高度方向的溫度梯度，℃/m。在排風(fēng)溫度相同的情況下，有效熱量系數(shù)愈大，進(jìn)入作業(yè)地帶的有效余熱量越大。2)有效熱量系數(shù)法——由熱源占地面積和車間地板面積比值確定系數(shù)，見表9-2；——由熱源高度確定系數(shù)，見表9-3；——由熱源的輻射散熱量和總熱量比值確定系數(shù)，見表9-4.夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度

工作區(qū)溫度29<3231<3432~33<3534<36表9-2車間內(nèi)工作地點(diǎn)的夏季空氣溫度單位℃熱源高度m246

8101214

1.0

0.850.75

0.65

0.60

0.55

0.5表9-3系數(shù)

輻射熱量/總熱量（m）

0.40.50.550.60.650.71.01.071.121.181.301.45表9-4系數(shù)

排風(fēng)窗孔——窗孔a、b的流量，kg/s；——窗孔a、b的流量系數(shù)；——室外空氣的密度，kg/m3；——排風(fēng)溫度下的空氣密度，kg/m3；——室內(nèi)平均溫度下的空氣密度，kg/m3；——中和面至窗孔a、b的距離，m。（2）確定窗孔的位置，分配各窗孔的進(jìn)、排風(fēng)量。（3）確定窗孔的面積。進(jìn)風(fēng)窗孔1、建筑平面規(guī)劃

（1）建筑群的布局可從平面和空間兩個(gè)方面考慮。一般建筑群的平面布局可分為：行列式、錯(cuò)列式、斜列式及周邊式等，從通風(fēng)的角度來看，錯(cuò)列式和斜列式較行列式和周邊式好。（2）為了保證建筑的自然通風(fēng)效果，建筑主要進(jìn)風(fēng)面一般應(yīng)與夏季主導(dǎo)風(fēng)向成60°~90°角，不宜小于45°，同時(shí)應(yīng)避免大面積外墻和玻璃窗受到西曬。（3）室外風(fēng)吹過建筑物時(shí)，迎風(fēng)面的正壓區(qū)和背風(fēng)面的負(fù)壓區(qū)都會(huì)延伸一定的距離，在這個(gè)距離內(nèi)，如果有其他較低矮的建筑物存在，就會(huì)受高大建筑所形成的正壓區(qū)或負(fù)壓區(qū)的影響。為了保證較低矮的建筑物能正常進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)，各建筑之間有關(guān)的尺寸應(yīng)保持適當(dāng)?shù)谋壤Ｈ?、自然通風(fēng)與建筑設(shè)計(jì)

2、建筑形式的選擇1.建筑高度對(duì)自然通風(fēng)的影響2.穿堂風(fēng)3.多層車間4.熱車間

1.建筑高度對(duì)自然通風(fēng)的影響：

自然通風(fēng)的風(fēng)壓作用和熱壓作用都隨著建筑物的高度的增加而增強(qiáng)。這對(duì)高層建筑物的室內(nèi)通風(fēng)是有利的。但是，高層建筑能把城市上空的高速風(fēng)引向地面，產(chǎn)生“樓房風(fēng)”的危害，這對(duì)周邊地區(qū)自然通風(fēng)的穩(wěn)定性和控制是不利的。.2、穿堂風(fēng)如果迎風(fēng)面和背風(fēng)面的外墻開孔面積占外墻總面積1/4以上，且建筑內(nèi)部阻擋較少時(shí)，室外氣流橫貫整個(gè)車間，形成所謂的“穿堂風(fēng)”。應(yīng)用穿堂風(fēng)時(shí)，應(yīng)將主要熱源布置在夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。3、多層車間多層車間，在工藝條件允許下熱源盡量安設(shè)在上層，下層用于進(jìn)風(fēng)。某鋁電解車間，為了降低工作區(qū)溫度，沖淡有害物濃度，廠房采用雙層結(jié)構(gòu)。車間的主要放熱設(shè)備電解槽布置在二層，電解槽兩側(cè)的地板上，設(shè)置四排連續(xù)的進(jìn)風(fēng)格子板。室外新鮮空氣由側(cè)窗和地板的送風(fēng)格子板直接進(jìn)入工作區(qū)。這種雙層建筑自然通風(fēng)量大，工作區(qū)溫升小，能較好的改善車間中部的勞動(dòng)條件。4、熱車間為了增大進(jìn)風(fēng)面積，以自然通風(fēng)為主的熱車間應(yīng)盡量采用單跨廠房。在多跨廠房中應(yīng)將冷、熱跨間隔布置，盡量避免熱跨相鄰。

3、工藝布置

以熱壓為主進(jìn)行自然通風(fēng)的廠房，應(yīng)盡量將散熱設(shè)備布置在天窗下方。

散熱量大的熱源應(yīng)盡量布置在廠房外面，夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。布置在室內(nèi)的熱源，應(yīng)采取有效的隔熱措施。

當(dāng)熱源靠近生產(chǎn)廠房一側(cè)的外墻布置，而且外墻與熱源間無工作點(diǎn)時(shí)，熱源應(yīng)盡量布置在該側(cè)外墻的兩個(gè)進(jìn)風(fēng)口之間。

熱車間的熱源布置第三節(jié)機(jī)械通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)是依靠風(fēng)機(jī)提供的動(dòng)力使空氣流動(dòng)。機(jī)械通風(fēng)可劃分為局部通風(fēng)和全面通風(fēng)兩種。全面通風(fēng)是對(duì)整個(gè)房間進(jìn)行通風(fēng)換氣，用送入室內(nèi)的新鮮空氣把房間里的有害物質(zhì)濃度稀釋到國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的允許濃度以下。局部通風(fēng)是采用局部氣流，使人員工作的地點(diǎn)不受有害物質(zhì)的污染，以造成良好的局部工作環(huán)境。全面通風(fēng)

全面機(jī)械排風(fēng)（自然送風(fēng)）

全面機(jī)械送風(fēng)（自然排風(fēng)）1—進(jìn)風(fēng)口；2—空氣處理設(shè)備；3—風(fēng)機(jī)；4—風(fēng)道；5—送風(fēng)口全面通風(fēng)量的確定消除余熱所需的通風(fēng)量消除余濕所需的通風(fēng)量有害物所需的通風(fēng)量Q——室內(nèi)濕熱余熱量，W；W——室內(nèi)余濕量，g/s；X——室內(nèi)有害氣體的散發(fā)量，mg/s；t——室內(nèi)溫度d——空氣的含濕量；y——空氣中有害氣體的濃度；c——空氣的定壓比熱；ρ——空氣的密度；k——安全系數(shù)；p——排風(fēng)；j——進(jìn)風(fēng)。

當(dāng)散入室內(nèi)有害物數(shù)量無法具體計(jì)算時(shí)，全面通風(fēng)量可按類似房間換氣次數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。換氣次數(shù)，就是通風(fēng)量與通風(fēng)房間體積V的比值，換氣次數(shù)n=L/V（次/h）。各種房間的換氣次數(shù)，如表8.3

局部送風(fēng)系統(tǒng)示意圖

局部排風(fēng)系統(tǒng)示意圖

全面通風(fēng)局部通風(fēng)三、氣流組織

單向流——“強(qiáng)制排風(fēng)，自然進(jìn)風(fēng)”全面通風(fēng)的氣流組織

全面通風(fēng)的效果不僅與全面通風(fēng)量有關(guān)，還與通風(fēng)房間的氣流組織有關(guān)。上送下排四、空氣質(zhì)量平衡和熱量平衡

空氣平衡的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

Gjj+Gzj=Gjp+Gzp

熱量平衡表達(dá)式為第四節(jié)通風(fēng)系統(tǒng)的主要設(shè)備及管道一、排風(fēng)罩排風(fēng)罩是設(shè)置在有害物源處，捕集和控制有害物的重要部件。排風(fēng)罩分類1、密閉罩有害物的放散源全部罩住只留操作口從罩外吸入空氣罩內(nèi)污染空氣由上部排風(fēng)口排出控制效果最佳排風(fēng)量最小能防止橫向氣流的干擾優(yōu)先采用整體密閉罩產(chǎn)塵設(shè)備大部或全部密閉，只有傳動(dòng)部分留在罩外。適用于有振動(dòng)或含塵氣流速度高的設(shè)備。

2、柜式排風(fēng)罩下吸氣式(用于冷過程且有害物的密度較大)上吸氣式(產(chǎn)熱量較大的工藝過程）上下吸氣式(用于發(fā)熱量不穩(wěn)定的過程)3、

外部吸氣罩4、接受式罩5、槽邊排風(fēng)罩6、吹吸式排風(fēng)罩應(yīng)用二、除塵器除塵器總類:（1）重力沉降室重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置氣流進(jìn)入重力沉降室后，流動(dòng)截面積擴(kuò)大，流速降低，較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降層流式和湍流式兩種（2）慣性除塵器

慣性除塵器是使含塵氣體與擋板撞擊或者急劇改變氣流方向，利用慣性力分離并捕集粉塵的除塵設(shè)備。（3）旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器是除塵裝置的一類。除沉機(jī)理是使含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，借助于離心力降塵粒從氣流中分離并捕集于器壁，再借助重力作用使塵粒落入灰斗。（4）過濾式除塵器

主要依靠濾料表面形成的粉塵初層和集塵層進(jìn)行過濾作用。

（5）

濕式除塵器優(yōu)點(diǎn)：可同時(shí)除塵和除有害氣體結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低能處理濕度大、溫度高的氣體缺點(diǎn)：能耗大，耗水量大有廢液、泥漿處理問題在寒冷地區(qū)使用需防凍（6）靜電除塵器靜電除塵器的原理：在正、負(fù)電極之間形成高壓電場,使空氣電離,當(dāng)含塵氣體通過電場時(shí),粉塵被荷電,從而使塵粒向集塵極運(yùn)動(dòng)并沉積于集塵極上,使氣體得到凈化。三、通風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)是輸送空氣的動(dòng)力裝置。風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)：葉輪、電機(jī)、外殼風(fēng)機(jī)的種類：1)離心風(fēng)機(jī)

2)軸流風(fēng)機(jī)

3)混流風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)在管路中的作用：輸送空氣1)離心風(fēng)機(jī)2)軸流風(fēng)機(jī)軸流風(fēng)機(jī)構(gòu)造示意圖四、通風(fēng)管道系統(tǒng)1.形式：圓形和矩形2.材料：磚和混凝土、薄鋼板、玻璃纖維板、鋁板、聚氯乙烯板、軟管材料3.截面面積確定