建筑設(shè)備-建筑通風與空調(diào)系統(tǒng)

任務(wù)7

建筑通風與空調(diào)系統(tǒng)的組成項目教學目標通過本項目的學習了解建筑通風系統(tǒng)的組成通過本項目的學習了解建筑空調(diào)系統(tǒng)的組成掌握各類空調(diào)系統(tǒng)的特點和適用場合時間2003年香港淘大花園，400多人感染，死亡40多人建筑設(shè)計通風缺陷是主要殺手之一，2米寬的內(nèi)天井，廚房、衛(wèi)生間進排風相互干撓“一家抄辣椒，全樓打噴嚏”。給SARS病毒交叉感染機會。【建筑通風缺陷造成疾病傳染】通風和空調(diào)的任務(wù)在人類生活在空氣的環(huán)境中，創(chuàng)造良好的空氣環(huán)境條件（溫度、濕度、潔凈度等）。人體舒適溫度為18-23°C

人體舒適識讀為45%-65%保障人們的健康。提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。通風系統(tǒng)從室內(nèi)排出污濁的空氣——稱為排風向室內(nèi)補充新鮮空氣——稱為送風。為了實現(xiàn)排風和送風，所采取的一系列設(shè)備、裝置的總體稱為通風系統(tǒng)。通風的任務(wù)——把室內(nèi)被污染的空氣直接或經(jīng)處理后排至室外，把新鮮空氣補充進來，保持室內(nèi)環(huán)境符合衛(wèi)生標準或生產(chǎn)工藝的需要。通風系統(tǒng)分類按建筑物按范圍按動力工業(yè)建筑通風民用建筑通風全面通風局部通風機械通風自然通風通風系統(tǒng)的分類自然通風

自然通風是由室內(nèi)和室外空氣的溫度差、密度差，以及向建筑物吹來的風壓的作用，使房間或生產(chǎn)車間內(nèi)的空氣和室外的空氣得到交換。根據(jù)自然壓差形成的機理，可分為熱壓作用下的自然通風和風壓作用下的自然通風。自然通風是一種具有很大潛力的通風方式，它具有節(jié)能、改善室內(nèi)熱舒適性和提高室內(nèi)空氣品質(zhì)的優(yōu)點，是人類歷史上長期賴以調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的原始手段。自然通風在實現(xiàn)原理上有利用風壓、利用熱壓、風壓與熱壓相結(jié)合以及機械輔助通風等幾種形式。自然通風

舊式建筑樓高較高，房門有設(shè)置氣窗。如果都沒有氣窗，表示當你關(guān)起門時，就算開窗，空氣也不會對流。此類窗戶是否理想？為保留大面積的景觀窗，側(cè)邊通風用的推射窗可開啟角度又不足，易造成通風不良外推90度的窗扇兩邊都有空間讓風吹進來，側(cè)向風打在垂直窗扇上都可以灌進室內(nèi)。窗戶上方以有氣窗為佳，兩扇對開的橫拉窗，保證至少能有一半的通風面積。90度外推的型式，使通風面積幾乎是整個開口，外推后窗面開口分成兩半，垂直的窗扇則成為導風板，將風導入室內(nèi)，通風效果更好。1、熱壓作用下的自然通風：室內(nèi)熱源加熱空氣，密度降低，熱空氣自然上浮，房間上部空氣壓力比房間外部的大氣壓力大，導致室內(nèi)空氣向外流動。在房間下部，室外空氣不斷流入，補充因上部空氣流出所引起的下部負壓空間。熱壓作用下的自然通風室內(nèi)熱源2、風壓作用下的自然通風：

建筑物的迎風面受空氣的推動作用形成正壓區(qū)，推動空氣從該側(cè)沿建筑物的開孔部分進入房間。建筑物的背風面，受空氣的撓流影響形成負壓區(qū)，吸引建筑物內(nèi)的空氣從該側(cè)的孔口流出。風壓作用下的自然通風風壓作用下的自然通風熱壓作用下的自然通風室內(nèi)熱源3、自然通風在建筑設(shè)計中的使用條件：（1）自然通風節(jié)能，但室內(nèi)空氣溫度、濕度受室外空氣參數(shù)影響。（2）自然通風在高大的工業(yè)建筑中使用，有利于改善工作區(qū)的勞動條件（3）民用建筑采用開啟外窗、門進行自然通風：住宅的臥室、起居室、衛(wèi)生間通風開口面積大于房間面積1/20，廚房開口面積大于房間面積的1/10，并不小于0.6平方米。4、自然通風在建筑形狀設(shè)計中的應(yīng)用（1）建筑寬度小于10米，可以采用單側(cè)自然通風。建筑寬度小于15米，可以采用雙側(cè)自然通風；（2）自然通風的進風口，應(yīng)位于建筑物的主導風向；（3）進風側(cè)外墻的窗墻比兼顧采光和日射得熱因素，取30％～50％面積。（4）建筑結(jié)構(gòu)為重型或中型時，考慮結(jié)構(gòu)本身的蓄熱能力，可結(jié)合晚間通風加強自然通風效果。5、自然通風在建筑內(nèi)部設(shè)計中的應(yīng)用（1）層高大的建筑可以利用內(nèi)部的熱壓，改善自然通風。（2）建筑內(nèi)部的分隔，直接影響自然通風的風量和氣流組織狀況（穿堂風）；（3）利用豎直通道產(chǎn)生的煙囪效應(yīng)有效組織自然通風（中廳的利用）；（4）利用門窗的開口高度和位置改善自然通風效果；（5）可在屋頂上架設(shè)通風空間，帶走大部分太陽輻射熱，提高屋頂?shù)母魺嵝Ч囟缺葘嶓w屋頂內(nèi)表面低4～6℃）。熱通道幕墻－－雙層結(jié)構(gòu)的新型幕墻。高層建筑窗際自然通風方式說明天窗外加外遮陽及通風裝置如果屋頂面有利用天窗采光的設(shè)計，其朝向須避開太陽直射，并提供外部反光遮陽，且有從裝置上部排走熱量的通風口。雙屋頂構(gòu)造利用上層構(gòu)造來遮蔽直接日射，中間為開放的空氣層，利用風力或浮力通風的原理來散熱，外層采用淺色輕質(zhì)材料，用以遮擋太陽的熱進入內(nèi)層屋頂。屋頂通風塔或排氣裝置在非空調(diào)空間，設(shè)置屋頂通風塔（風力通風）或屋頂排氣裝置（浮力通風）來減低室內(nèi)環(huán)境的熱負荷。機械通風依靠機械的動力（風機的壓力）進行通風換氣的過程。

機械通風按照通風的范圍分為

全面通風（全面送風、全面排風）

局部通風（局部送風、局部排風）

（機械通風可以和自然通風共同存在）

1、局部通風：在有人員活動或污染物產(chǎn)生的局部地點進行通風換氣，改善局部地點的工作環(huán)境或防止局部地點產(chǎn)生的污染物擴散。局部機械排風、自然進風局部機械送風、自然排風

2、全面通風：對整個控制空間通風換氣，降低控制空間的污染物濃度。事故通風：解決生產(chǎn)偶然事故時，排放有害氣體或爆炸性氣體（屬于全面通風）全面機械送風、自然排風全面機械排風、自然進風全面送排風全面通風的氣流組織“X”表示有害物源，“O”表示人員的工作位置，箭頭表示進、排風方向。方案1合理，2與3不合理機械通風優(yōu)點(1)進入生產(chǎn)車間或工作房間內(nèi)的空氣，可以預先進行預熱或冷卻、加濕或減濕。使它的溫度和濕度能符合通風房間的衛(wèi)生要求和技術(shù)要求。(2)從車間排出來的空氣，可以進行凈化除塵。既可以在工業(yè)廢氣中回收許多貴重的原料和工業(yè)品，還可以清除空氣中的有害氣體、蒸汽和其他粉塵，以保證工廠附近的空氣不被污染。(3)能夠在通風房間內(nèi)造成人為的氣象條件，做到冬暖夏涼，四季如春。(4)可以將送入空氣，按照工作需要或工藝布置的特點，輸送到工作或生產(chǎn)車間的各個特定地點去，并且能按照需要分配空氣量；同時，還能將廢舊空氣或生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的有害物，從各產(chǎn)生地點直接排出到室外去。(5)通風量在一年四季中可保持平衡，不受季節(jié)性的限制和外界氣象條件的影響。在任何地點和任何時候，都可以按照人們的意志，根據(jù)工作房間和生產(chǎn)車間的需要，來調(diào)節(jié)所需的通風量。機械通風優(yōu)點送排風的方式通風房間氣流組織的主要方式有：上送上排上送下排下送上排中間送上下排等在設(shè)計時具體采用哪種方式，則根據(jù)操作人員位置、有害物源分布情況、有害物性質(zhì)及其濃度分布、有害物運動趨向等因素綜合考慮。送排風原則送風口應(yīng)盡量接近操作地點。送入通風房間的清潔空氣，要先經(jīng)過操作地點，再經(jīng)污染區(qū)排至室外。排風口盡量靠近有害物源或有害物濃度高的區(qū)域，以利于把有害物迅速從室內(nèi)排出。在整個通風房間內(nèi)，盡量使進風氣流均勻分布，減少渦流，避免有害物在局部地區(qū)積聚。(a)，(b)，(c)所示的氣流組織方式通風效果差，而(d)，(e)，(f)所示的氣流組織方式通風效果好氣流組織對同時散發(fā)有害氣體、余熱、余濕的車間，一般采用下送上排的送排風方式清潔空氣從車間下部進入，在工作區(qū)散開，然后帶著有害氣體或吸收的余熱、余濕流至車間上部，由設(shè)在上部的排風口排出。熱車間氣流組織氣流組織上述氣流組織的特點是：(1)新鮮空氣沿最短的路線迅速到達作業(yè)地帶，途中受污染的可能較小。(2)絕大部分在車間下部作業(yè)地帶操作的工人首先接觸清潔空氣。(3)符合熱車間內(nèi)有害氣體和熱量的分布規(guī)律，一般上部的空氣溫度或有害物濃度高。通風系統(tǒng)的主要設(shè)備一、機械送風系統(tǒng)的組成室外采風口風管送風機空氣處理裝置室內(nèi)送風口風管二、機械排風系統(tǒng)的組成室內(nèi)排風口風道排風機空氣處理裝置室外排風口風道衛(wèi)生間通風設(shè)備風道

風道，也稱風管，其作用是輸送空氣。常用的風道材料有金屬和非金屬兩類。金屬材料包括：鍍鋅鋼板、普通薄鋼板、鋁及鋁合金板、不銹鋼板；非金屬材料有：磚、混凝土、鋼筋混凝土、礦渣水泥、硬聚氯乙烯塑料板、玻璃鋼板、陶瓷等。采用金屬和硬聚氯乙烯塑料板(PE板）等制作時常稱為風管，采用非金屬磚和混凝土制作時常稱為風道。風管材料復合風管鍍鋅薄鋼板風管土建風管風管外形圓形風管矩形風管風道風道的形狀一般有圓形和矩形兩種斷面。在同樣斷面面積下，圓形風道周長最短，最為經(jīng)濟。矩形風道四角存在局部渦流，在同樣風量下，矩形風道的壓力損失要比圓形風道大。在一般情況下（特別是除塵風道）都采用圓形風道，只是有時為了便于和建筑配合才采用矩形斷面。酚醛鋁箔復合直接風管無機玻璃鋼風管

復合玻鎂風管板材

復合玻纖板風管

圓形螺旋風管

矩形風管圓形金屬軟管

風管風口風閥風機處理裝置百葉風口、側(cè)送風漩流風口、上下部送風散流器、頂送風百葉風口格柵風口網(wǎng)格風口送風口回風口常用設(shè)備和附件將一定量的空氣，按一定速度送到室內(nèi)——送風口散流器自垂百葉

可調(diào)式風口

圓型散流器

圓型可調(diào)風口

球形噴口自平衡窗式進風口室外風口與建筑環(huán)境的協(xié)調(diào)香港會展中心（97回歸交接儀式）室內(nèi)排風口室內(nèi)排風口是全面排風系統(tǒng)的一個組成部分，室內(nèi)被污染的空氣由排風口排入排風管道，排風管道的種類較少，通常做成百葉式。風管風口風閥風機處理裝置常用設(shè)備和附件風機啟動閥調(diào)節(jié)閥止回閥防火閥排煙防火閥風閥對系統(tǒng)中的風量進行調(diào)整，使其滿足所要求的工況。調(diào)節(jié)原理是增加系統(tǒng)的阻力，以消耗風機提供的多余壓頭，達到減少流量的目的。因此這些調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)作用是以消耗風機運行能耗為代價的。常用的風閥大多是采用鑄鐵、鍍鋅鋼板等材料制作。多采用法蘭連接。常用的閥門有插板閥。插板閥電動調(diào)節(jié)閥手動調(diào)節(jié)閥

防火閥70℃止回閥消聲器蝶閥防火閥閥內(nèi)有一套信號、聯(lián)鎖裝置及易熔片。易熔片的熔點溫度為72℃，發(fā)生火災時能切斷氣流，防止火焰曼延。當管道內(nèi)溫度達到熔點溫度時，易熔片熔斷，閥門關(guān)閉，風機停止運轉(zhuǎn)并發(fā)出信號。根據(jù)通風的場所有動作溫度在90℃(一般用)和120℃(廚房等用火的房間)兩種。防火閥安裝時應(yīng)順氣流方向設(shè)置，并應(yīng)緊靠防火墻設(shè)置。通風機分類按風機構(gòu)造按功能離心風機混流風機普通風機防爆風機斜流風機軸流風機排煙風機人防風機通風機風機主要性能參數(shù)風量立方米小時風壓Pa軸功率KW噪聲dB效率有效功率/軸功率家用新風換氣機

人防風機消聲減震裝置空氣調(diào)節(jié)工程（AirConditioner）空氣調(diào)節(jié)是通風的高級形式，任務(wù)是在任何自然環(huán)境下，采用人工的方法，創(chuàng)造和保持一定的溫度、濕度、氣流速度及一定的室內(nèi)空氣潔凈度，滿足生產(chǎn)工藝和人體的舒適要求。對空氣控制的內(nèi)容主要包括溫度、濕度、空氣流速、壓力、潔凈度以及噪聲等參數(shù)?？照{(diào)系統(tǒng)工藝性空調(diào)：為生產(chǎn)或科學實驗過程服務(wù)的空調(diào)系統(tǒng)，電子，醫(yī)院手術(shù)，考古研究（防止氧化的保護氣體空調(diào)）舒適性空調(diào)：為保證人體舒適的空調(diào)系統(tǒng)稱為工藝性空調(diào)往往同時需要滿足工作人員的舒適性要求，所以二者又是相互關(guān)聯(lián)、統(tǒng)一的?？照{(diào)系統(tǒng)舒適性空調(diào)主要應(yīng)用于公共和民用建筑中，對空氣的要求除了保證一定的溫、濕度以外，還要求保證足夠的新鮮空氣、適當?shù)目諝獬煞?，以及一定的潔凈度、一定范圍的空氣流速。工藝性空調(diào)對于現(xiàn)代化生產(chǎn)來說，是必不可少的。工藝性空調(diào)一般來說對新鮮空氣量沒有特殊要求，而主要是對溫、濕度、潔凈度的要求比舒適空調(diào)要高。空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制的參數(shù)1）控制的參數(shù)：2）空調(diào)基數(shù)：空調(diào)溫度、相對濕度基數(shù)，空調(diào)區(qū)域內(nèi)按設(shè)計規(guī)定所需保持的空氣基準溫度與基準相對濕度；3）空調(diào)精度：指室內(nèi)溫度和相對濕度允許波動范圍。例如：對舒適性空調(diào)的室內(nèi)參數(shù)總的規(guī)定：1．冬季：t=18～22℃，φ=40～60%，υ=0.2m/s2．夏季：t=24～28℃，φ=40～65%，υ=0.3m/s

新風量：10～100m3/h·人如辦公室30m3/h·人商場10m3/h·人

空調(diào)系統(tǒng)的組成：房間：即空調(diào)房間，被調(diào)的空間可以是封閉式的，也可以是敞開式的，可以由一個房間或多個房間組，也可以是一個房間的一部分?？諝馓幚碓O(shè)備：室內(nèi)空氣與室外新鮮空氣被送到這里進行熱濕交換與凈化，達到要求的溫濕度與潔凈度，然后送到室內(nèi)。能量輸配系統(tǒng)：包括空氣和水的能量輸配系統(tǒng)?？諝獠糠质强諝膺M入空氣處理設(shè)備，送到空氣房間形成的輸送和分配系統(tǒng)。水的能量輸配部分則包括水泵、水管、水閥等。冷熱源：空氣處理設(shè)備的冷源或熱源。夏季降溫用冷源一般由制冷機組承擔，而再熱或冬季加熱用熱源可以是蒸汽、熱水鍋爐，熱泵或電?？諝庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)分類空調(diào)系統(tǒng)的組成示意圖空調(diào)系統(tǒng)的組成

空氣處理設(shè)備：表面式冷卻器、噴水室、加熱器、加濕器等空氣輸送設(shè)備：風機、送、回、排風管及其部件等空氣分配裝置：各種送風口、回風口、排風口等冷熱源：鍋爐房、冷凍站等自控調(diào)節(jié)裝置

空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)分類一、空氣處理設(shè)備的集中程度①集中式空調(diào)系統(tǒng)②半集中式空調(diào)系統(tǒng)③分散式空調(diào)系統(tǒng)

一、按空氣處理設(shè)備的集中程度：1）集中式：空氣處理設(shè)備集中設(shè)置在空調(diào)機房，空氣經(jīng)過處理后，經(jīng)風道送入各房間；2）半集中式：空調(diào)機房集中處理部分或全部風量，然后送往各房間，由分散在各被調(diào)房間的二次設(shè)備（又稱末端裝置）再進行處理；3）分散式（也稱局部系統(tǒng)）：不設(shè)集中的空調(diào)機房，而把整體組裝的冷熱源、空氣處理設(shè)備與風機均具備的空調(diào)器直接設(shè)置在被房間內(nèi)或附件，控制局部、一個或幾個房間的空氣參數(shù)?？諝庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)分類集中式空調(diào)系統(tǒng)

集中式空調(diào)系統(tǒng)屬于全空氣系統(tǒng)，它是一種最早出現(xiàn)的基本的空調(diào)方式。它服務(wù)的面積大，處理的空氣量多，技術(shù)上也比較容易實現(xiàn)，現(xiàn)在仍然用的很廣泛，特別是在恒溫恒濕，潔凈室等工藝性空調(diào)場合。集中式系統(tǒng)的特點是所有的空氣處理設(shè)備，包括風機、冷卻器、加熱器、加濕器、過濾器等都設(shè)置在一個集中的空調(diào)機房里。集中空調(diào)系統(tǒng)示意圖集中空調(diào)系統(tǒng)示意圖分散式空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)機組實際上是一個小型的空調(diào)系統(tǒng)。它體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，需要的機房面積少。小容量的空調(diào)機組可不要機房，直接布置在空調(diào)房間內(nèi)，施工安裝工作量小，上馬快。在許多需要空調(diào)的場所，特別是舒適性空調(diào)，得到了廣泛的應(yīng)用。按容量大小可劃分為掛式空調(diào)器和立柜式空調(diào)器。室外室內(nèi)蒸發(fā)器冷凝器AirAir分散式空調(diào)系統(tǒng)示意圖半集中式空調(diào)系統(tǒng)

（風機盤管＋新風機組）既有對新風的集中處理與輸配，又能借設(shè)在空調(diào)房間的末端裝置（如風機盤管）對室內(nèi)循環(huán)空氣作局部處理，兼具前兩種系統(tǒng)特點的系統(tǒng)稱為半集中式系統(tǒng)。風機盤管構(gòu)造示意圖風機盤管結(jié)構(gòu)臥式風機盤管立式風機盤管該系統(tǒng)的優(yōu)點：布置靈活，各房間可獨立調(diào)節(jié)，噪音較小，占建筑空間少，運行經(jīng)濟。缺點：機組分散設(shè)置，臺數(shù)多時，維護工作量大，因有凝水，故需經(jīng)常清理，以防霉菌產(chǎn)生。空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)分類二、負擔室內(nèi)負荷所用介質(zhì)不同①全空氣系統(tǒng)②全水系統(tǒng)③空氣—水系統(tǒng)

④冷劑系統(tǒng)

二、按處理空調(diào)負荷的介質(zhì)：（1）全空氣系統(tǒng)：完全由處理過的空氣作為承載空調(diào)負荷的介質(zhì)，由于空氣的比熱c較小，需要用較多的空氣才能達到，消除余熱、余濕的目的，因此該系統(tǒng)要求風道斷面較大，或風速較高，從而占據(jù)較多的建筑空間；QW（1）全空氣系統(tǒng)（2）全水系統(tǒng)：完全由處理后的水作介質(zhì)，水的比熱c大，因此管道所占空間小，但這種方式只能解決空氣的溫度（冷熱），無法解決換氣問題，故不能（很少）單獨使用；QW（2）全水系統(tǒng)（3）空氣—水系統(tǒng)：處理過后空氣、水各擔負一部分負荷，如新風+風機盤管系統(tǒng)，用水加熱或冷卻。特點：可減少集中式空調(diào)機房與風道所占的建筑空間，又能保證室內(nèi)的新風換氣要求；QW（3）空氣-水系統(tǒng)（4）制冷劑系統(tǒng)（直接蒸發(fā)機組系統(tǒng)）：由制冷劑直接作為承載空調(diào)負荷的介質(zhì)的系統(tǒng)；蒸發(fā)器或冷凝器直接向房間吸收或放出熱量。特點：冷熱量的輸送損失少Q(mào)W（4）冷劑系統(tǒng)制冷劑直接進入每個房間的末端制冷劑系統(tǒng)：戶式中央空調(diào)。三、根據(jù)集中式空調(diào)系統(tǒng)處理的空氣來源分類

①封閉式系統(tǒng)

②直流式系統(tǒng)

③混合式系統(tǒng)

NONONO冷卻器過濾器風機NC空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)分類（1）封閉式：所處理的空氣全部來自空調(diào)房間本身，沒有室外空氣補充，全部為再循環(huán)空氣，因此房間和空氣處理設(shè)備之間形成了一個封閉環(huán)路，由于從室內(nèi)抽回的空氣通常比室外空氣更接近送風狀態(tài)，因此可減少加熱或冷卻空氣所需的能量，運行費用較少；這種系統(tǒng)衛(wèi)生條件差，但能耗低。通常應(yīng)用于人員不長期停留的庫房等工程（2）直流式：所處理的空氣全部來自室外，室外空氣經(jīng)處理后送入室內(nèi)，然后全部排出室外，通常用于有污染物或高溫的房間，能耗較高，但通風換氣效果好；這種系統(tǒng)衛(wèi)生條件好，但能耗大。通常應(yīng)用于室內(nèi)空氣不宜循環(huán)使用的工程中，如放射性實驗室以及散發(fā)大量有害物的車間等。(3)混合式：采用混合一部分回風的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)即利用室外新風保證空調(diào)房間衛(wèi)生條件要求，又能利用回風減少能耗。這種空調(diào)系統(tǒng)在大多數(shù)民用建筑中被廣泛采用。如超市、商場、大餐廳、宴會廳及展覽大廳、體育場館等建筑。按風道中空氣流速分類