建筑设备第九章通风课件.ppt

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1、第九章 通风,通风的任务：建筑通风工程，就是把室内被污染的空气排到室外，同时把室外新鲜的空气输送到室内的换气技术。排风从室内排除污浊空气送风向室内补充新鲜空气通风的意义：1、满足人类舒适、卫生需要 2、改善室内的空气环境 3、防止大气污染,第一节 建筑通风概述,1,2,一、建筑空间空气的卫生条件,（一）空气的温度、湿度和流速,（1）供氧量,3,（2）温度,4,小结：在建筑通风设计计算中应根据当地气候条件、建筑物的类型、服务对象等条件选取适宜的室内计算温度。,5,（3）相对湿度,人体在气温较高时会蒸发更多的水份，这时相对湿度便十分重要。在某些生产车间设计中，相对湿度除了考虑人体舒适的需求外，还应

2、兼顾到生产工艺的特殊要求。,6,（4）空气流动速度风的动力作用，会改变空气的流动速度。比如：气流流速过大会引起吹风感，尤其是冷空气流速偏大，冷刺激超过一定限度将引起血管收缩，使人体表面温度失调，产生不舒适的感觉；而气流流速过小则会产生闷气、呼吸不畅的感觉,7,（二）空气中有害物浓度、卫生标准和排放标准,衡量有害物质在空气中含量的多少一般是以浓度表示。我国也颁发了相应的规范和标准，对排风系统排入大气的有害物质排放浓度作了具体规定。比如：卫生标准工业企业设计卫生标准（GBZ12010）排放标准工业“三废”排放试行标准（GBJ41973）,8,（三）通风工程中的空气设计参数,通风工程设计的室外气象参

3、数，也称通风室外计算参数，按有关手册查用。其中通风房间内的空气设计参数，包括温度、相对湿度、空气速度、洁净度,9,二、通风系统分类定义：为排风和送风设置的管道及设备等装置分别称 为排风系统和送风系统，统称为通风系统。,10,（一）自然通风,定义：自然通风是依靠风压和热压的作用使室内外空气通过建筑物围护结构的孔口进行交换的。,11,建筑设备,12,不需要设置动力装置，因此是一种经济、节能、无噪声的通风方式。受室外气象条件影响，通风效果不稳定。,自然通风原理：,自然通风特点：,“风压”和“热压”这两种基本作用形式。,13,1、风压作用下的自然通风原理：,自然通风,室外气流遇到建筑物时，动压转变成静

4、压，在不同朝向的围护结构外表面上形成风压差。在迎风面上产生正压而在背风面上产生负压。在这个风压的作用下室外空气通过建筑物迎风面上的门、窗的孔口或缝隙进入室内，室内空气则由背风面、侧面上的门、窗口排出。,风压作用下自然通风示意图,2023/1/19,14,2、热压作用下的自然通风原理：热压是由于室内外空气温度不同而形成的重力压差。室内热源加热空气，室内空气密度降低，热空气自然上浮，导致建筑上部（天窗）空气压力比房间外部的大气压力大，导致室内空气向外流动。在建筑下部（门窗），室外密度较大空气不断流入，补充因上部空气流出所引起的下部负压空间。,自然通风,总结：热压作用压力的大小与室内外温差、建筑物孔

5、口设计形式及风压大小等因素有关，温差越大、建筑物高度越大，自然通风效果越好。,2023/1/19,15,3、按建筑构造的设置情况：（1）有组织自然通风：具有一定程度调节风量能力的自然通风，比如：可以由通风管道上的调节阀门以及窗户的开启程度控制风量的大小。（2）无组织自然通风：经过围护结构缝隙所进行的不可进行风量调节的自然通风。,自然通风,2023/1/19,16,4、穿堂风：也称过堂风，在风压的作用下，室外空气从建筑物一侧进入，贯穿内部，流动于建筑内部空间的风。比如：产生于建筑物间隙、高墙间隙、门窗相对的房间或相似的通道。,自然通风,2023/1/19,17,5、有组织的管道的自然通风：室外空

6、气从室外进风口进入室内，先经加热处理后由送风管道送至房间，热空气散热冷却后从各房间下部的排风口经排风道由屋顶排风口排出室外。用途：常用作集中供暖的民用和公共建筑物中的热风供暖或自然排风措施。,自然通风,2023/1/19,18,旧式建筑楼高较高，房门有设置气窗。如果都没有气窗，表示当你关起门时，就算开窗，空气也不会对流。,此类窗户是否理想？,为保留大面积的景观窗，侧边通风用的推射窗可开启角度又不足，易造成通风不良,19,（二）机械通风,依靠通风机产生的作用力强制室内外空气交换流动。包括机械送风和机械排风,20,（二）机械通风,机械送风系统的组成,室外采风口,风管,送风机,空气处理装置,室内送风

7、口,风管,机械排风系统的组成,室内排风口,风道,排风机,空气处理装置,室外排风口,风道,21,（二）机械通风,22,机械通风与自然通风相比的优点：,1、机械通风作用压力可根据设计计算结果而确定,2、可根据需要对进风和排风进行各种处理,3、可通过管道输送,4、送风和排风可通过管道输送,23,机械通风与自然通风相比的缺点：,1、机械通风系统需设置各种空气处理设备、动力设备 各类风道、控制附件和器材，故而初次投资和日常 运行维护管理费用远大于自然通风系统,2、各种设备需要占用建筑空间和面积，并需要专门 人员管理，通风机还将产生噪声,24,定义：对整个房间进行换气基本原理：用清洁空气稀释（冲淡）室内空

8、气中的有 害物浓度，同时不断地把污染空气排至室 外，保证室内空气环境达到卫生标准。别称：稀释通风,全面通风,2023/1/19,25,（三）全面通风组成方式：包括全面送风和全面排风1.机械送风、自然排风2.自然进风、机械排风3.机械进风、机械排风气流组织形式：送风系统中，送风口临近工作场所，排风系统中，吸风口设污染最严重处尽量使室内气流均匀，减少涡流的存在，避免污染物在局部地区停留。,26,基本原理：进风来自房间门、窗的孔洞和缝隙，排风 机的抽吸作用使房间形成负压，可以防止 有害气体窜出室外。用途：主要用于污染严重的房间。,全面机械排风系统,2023/1/19,27,基本原理：室外新风先经空气

9、处理装置进行预处理，达到室内卫生标准和工艺要求时，由送风机、送风道、送风口送入房间。此时室内处于正压状态，室内部分空气通过门、窗逸出室外。用途：当房间对送风有所要求或邻室有污染源不宜直接自然进风，可采用机械送风系统。,全面机械送风系统,2023/1/19,28,写字楼、大商场、娱乐室、会议室、KTV包间等公共场所，中央机械式通风系统样可以解决室内空气品质改善的问题。,29,局部通风定义：利用局部气流改善室内某一污染程度严重或是工作人员经常活动的局部空间的空气条件。关键词：局部适用条件（目的）：改善室内某一污染程度严 重，或工作人员经常活动 的局部空间分类：局部送风和局部排风。,局部通风,30,

10、（四）局部通风,1、局部送风系统工作原理：将符合室内要求的空气输送并分配给局部工作区 安装位置：产生有毒有害物质的厂房适用范围：面积很大，操作人员较少，工作地点固定，生产过程中有污染物产生的车间，只需向工作地点送风，在局部造成良好的空气环境。分类：系统式：由管道送风系统向局部工作地点送风 分散式：使用轴流风扇或喷雾风扇循环室内空气 提高作业地带气流速度、利用喷雾水滴的蒸发吸热作用 加速人体的散热。,31,原理：风机与甩水盘同轴转动，盘上的出水沿 着切线方向甩出，形成的水雾与水流同 时被送到工作区域，水滴在空气中吸热 蒸发空气温度下降，并能吸收一定辐射,分散式送风,32,原理：将室外空气收集后进

11、行预处理，待达到室内卫生 标准要求后送入局部工作区。组成：室外进风口、空气处理设备、风道、风机、喷头,系统式送风,固定式（工作地点固定）旋转式（工作地点不固定）,喷头,33,2.局部排风系统,34,局部排风罩、风管、净化设备和风机,2、局部排风,局部排风是对室内某一局部区域有害物质在未与工作人员接触之前捕集、排除，以防止有害物质扩散到整个房间,局部排风系统的组成,局部排风罩按其作用原理有以下几种类型,密闭罩是将工艺设备及其散发的有害污染物密闭起来，通过排风在罩内形成负压，防止有害物质外逸,（1）密闭式，简称密闭罩,35,检修不便，无观察孔的排风罩无法监视其工作过程,优点,不受周围气流的干扰，所

12、需风量较小，排风效果较好,缺点,柜式通风柜实际上是密闭罩的特殊形式，柜的一侧设有可启闭的操作孔和观察孔。,（2）柜式（通风柜）,根据车间内散发有害物质的密度大小，或是室内空气温度高低，可以将排风口布置在不同的位置，如上部排风、下部排风或是上、下同时排风等,36,对于生产设备不同封闭的车间，一般是把排风罩直接安置在有害物产生地点，借助于风机在排风罩吸入口处造成的负压作用，将有害物质吸入排风系统。,（3）外部吸气式,这类排风罩所需的风量较大，称为外部吸气罩,当工艺操作的要求不允许在污染源上部或附近设置密闭罩或外部吸气排风罩时，采用吹吸式排风罩将是最有效的方法,（4）吹吸式,37,原理：当某些生产设

13、备或机械本身能将污染物以一定方 向排出或散发时，排风罩宜选用接受式。特点：只起接收空气的作用，污染物形成的气流完全由 生产过程本身造成。设计时应将排风罩置于污染 气流的前方，与运动的机械方向相吻合,接受式,如车间内高温热源的气流排风罩应位于车间的顶部或上部，如图915，对于砂轮磨削过程中抛甩出的粉尘，应将排风罩入口正好朝向粉尘被甩出的方向，如图916所示,38,第二节 通风系统的主要设备和构件,机械排风系统一般由有害污染物收集设施、净化设备、排风道、风机、排风口及风帽等组成；机械送风系统一般由进风室、风道、空气处理设备、风机和送风口等组成。此外，在机械通风系统中还应设置必要的调节通风量和启闭系

14、统运行的各种控制部件，即各式阀门。,39,建筑设备,一、通风机,通风机在管路中的作用：为空气流动提供必需的动力以克服输送过程中的阻力损失,2.通风机的基本结构：,叶轮、机轴、电机、外壳、集流器（吸风口）,3.通风机的种类,1)离心风机2)轴流风机3)贯流风机,40,建筑设备,（一）离心风机,离心风机构造示意图,41,离心式风机1.工作原理叶轮高速旋转时产生的 离心力，使流体获得能量。,42,吸入口,叶轮前盘,后盘,支架,机壳,节流板,出口,叶片,42,2.压力分类高压离心风机压力P3000Pa，常用于气体输送；中压离心风机3000PaP1000Pa，常用于除尘排风系统；低压离心风机P1000P

15、a，常用于通风及空气调节系统。3.特点空气轴向吸入，径向压出；低噪声、高风压。,43,43,4、离心风机的全称包括有：名称、型号、机号、传动方式、旋转方向和各处风口位置等内容，书写顺序为：,其中全压系数是衡量不同类型风机压头大小的参数。不同类型的风机在风机叶轮直径及转数相同的条件下，全压系数越大则压头也越大。,44,轴流式风机1.工作原理旋转叶片的挤压推进力使流体获得能量。2.特点气流沿轴向流动，方向不发生变化。与离心式相比，体积小、占地少；风压小、风量大、噪声较大。多用于阻力较小的大风量系统。,45,45,（二）轴流式通风机,以500Pa为界分为低压轴流风机和高压轴流风机其全称可写成：,46

16、,（三）贯流风机叶轮为多叶式、长圆筒形。叶轮旋转时，气流从叶轮敞开处进入叶栅，穿过叶轮内部，从另一面叶栅处排入蜗壳，形成工作气流。,47,47,（1）用于输送含有爆炸、腐蚀性气体的空气时，需选用防爆防腐型风机（2）用于输送含有强酸或强碱类气体的空气时，可选用塑料通风机（3）对于一般工厂、仓库和公共民用建筑的通风换气，可选用离心风机（4）对于通风量大而所需压力小的通风系统以及用于车间内防暑散热的通风系统，多选用轴流风机,（四）通风机的选择,通风机的选择可按下列步骤进行：,1、根据被输送气体（空气）的成分和性质以及阻力损失的大小，首先选择不同用途和类型的风机,例如：,48,建筑设备,（五）风机的安

17、装,风机可安装在角钢制成的支架上风管中间小型离心风机可用支架安装在墙上，柱子上及平台上，或者固定在混凝土基础上此外：减振隔振,49,50,二、风道作用输送空气：送风管道将室外空气输送到室内各点；排风管道将室内污染空气输送到室外。,50,材料及断面材料薄钢板0.5 3mm厚、铝板；塑料、玻璃钢可防腐；砖砌、矿渣石膏板、矿渣混凝土板等。地下风道：用混凝土板做底、两边砌砖用预制钢筋混凝土板做顶。利用建筑空间兼作风道时，多采用混凝土或砖砌风道,51,51,主要设备和构件,52,截面形状圆形强度大，耗材少；多用于暗装。矩形占用空间小，易于装饰，可用于明、暗装多种需要。矩形风道适宜的宽高比在3.0以下。根

18、据建筑设计需要，也可按三角形、多边形或其它不规则形状特制。,52,53,风道的布置 风道的布置应在进风口、送风口、排风口、空气处理设备、风机的位置确定之后进行。工业建筑沿墙壁或柱子敷设，也可在楼板下吊架装设。公用和民用建筑形式：一般暗装，墙内、顶棚、夹层间。也可沿地板、天花板明装敷设。要求：设在内墙，以避免结露、降温。,53,54,风道间距可以把风道与建筑结构结合在一起，如厨房、卫生间的排烟、排气竖直风道。间距要求：同类（进风或排风）：12砖(120mm)；进、排风之间：1砖(240mm)；防漏风。贴附风道当内墙厚度小于1.5砖或上述风道不能保证间距要求时，可采取贴墙布设贴附风道。贴附风道与外

19、墙间要留有40mm厚的空气保温层。,54,55,三、进、排风装置室外进、排风装置1.室外进风装置室外进风口是通风和空调系统采集新鲜空气的入口。根据进风室的位置不同，形式：竖直风道塔式进风口外墙式进风口屋顶式进风口,55,位置：室外洁净地点，远离污染源；背荫外墙则；排风口上风侧，且低于排风口。高度：进风口下缘距室外地坪不宜小于2m绿化地带距地坪不宜小于1m屋顶式进风口高出屋面0.51m,56,56,2.室外排风装置形式与进风装置相同。通常从屋顶排出，排风口高出屋面0.51m若附近设有进风装置，则至少高出屋面2m。排风出口处设置风帽或百叶风格。,57,57,58,59,60,送、排风口1.送风口作

20、用分配和输送新鲜空气至送风点；控制和调节气流速度和方向（部分风口）。构造形式风管风口方向：侧向、下向。形式：敞开式插板式,60,61,百叶式单层百叶风口双层百叶风口,61,自平衡窗式进风口,2023/1/19,62,室外风口与建筑环境的协调,香港会展中心（97回归交接仪式）,2023/1/19,63,建筑设备,空气分布器：在工业车间中往往需要大 量的空气从较高的上部风道向工作区送 风，而且为了避免工作地点有“吹风”的感觉，要求送风口附近的风速迅速降低,调节风速,64,65,2.排风口作用：将室内污染的空气汇集于排风系统内。形式：篦板式网式百叶式,65,四、风管阀门1.调节风量、打开或关断风系统

21、：蝶阀、对开多叶调节阀、三通调节阀2.防火阀：当火灾发生时，切断气流通路，防止火势沿风管蔓延3.止回阀：防止风机停止后气流倒转,66,66,电动调节阀,手动调节阀,防 火 阀 70,止回阀,消声器,蝶 阀,2023/1/19,67,9.2 全面通风量的确定,一、全面通风的设计原则1.先局部，后全面散发热、湿或有害物的车间或其它房间，当不能采用局部通风或达不到卫生要求时，应辅以或采用全面通风。先自然，后机械对于全面通风的建筑，尽量采用自然通风，以节约能源和投资。当自然通风达不到卫生条件或生产要求时，则应采用机械通风或自然与机械的联合通风。,68,68,民用建筑全面通风厨、厕、卫自然或机械；民用建

22、筑的厨房、厕所、盥洗室和浴室等，宜设置自然通风或机械通风进行全面换气。居室、办公自然通风。生产厂房、辅助间补风先自然后机械设有供暖且有排风时，需要补风。当自然补风达不到要求或不合理时，设机械送风。严寒地区，尚应设可开启的气窗进行定期换气。,69,69,建筑设备,9.2 全面通风量的确定,有害物来源人体：产热产湿排出CO2家具，墙壁：甲醛等燃烧：产生CO，CO2，Sox，NOx机器设备：产生的热，湿，工业粉尘，有害气体，蒸汽,70,二、确定方法简述,1、工业建筑（1）有害物质的来源：生产设备、工艺运行过程中（2）有害物散发量：通过现场测定或依照类似生产工艺的调查资料确定（由于生产过程中各不相同且

23、极其复杂）（3）热源：工业炉及其他加热设备散热量、热物料冷却散热量和动力设备运行时的散热量（与余热量有关）（4）湿量：来源于水体表面的水蒸发量、物料的散湿量、生产过程中化学反应散发的水蒸气量等。小结：余热、余湿的数量取决于车间性质、规模和工艺条件。,71,2、民用和公共建筑（1）有害物质的来源：不存在有害物生产源故不需要计算有害物散发量：（2）余热量和余湿量：人员密集（如剧场、会议室）、电气照明设备、其他动力设备,72,3、全面通风系统的作用（1）在工业建筑中，降低室内有害物浓度的任务，消除室内多余热量和湿量（2）在民用和公共建筑中，用于冬季热风供暖和夏季冷风降温，当产生过多的热量和湿量，可以

24、改善室内的空气环境。,73,74,三、全面通风量计算全面通风量：为改变空气温、湿度或稀释有害物浓度，使作业地带的空气环境符合卫生标准所必须的换气量。,有害物,余热,余湿,有害气体,粉尘,通风排除,74,75,三、全面通风量的计算消除余热所需的全面通风量质量流量G：式中，Q 室内余热量，kW；tp、ts 排风、送风温度，；c 空气质量比热，c1.01kJ/kg.。体积流量L：式中，空气送风密度，kg/m3。,式9-1,式9-2,75,76,三、全面通风量的计算消除余湿所需通风量体积流量L：式中：W 余湿量，g/s；dp、ds 排风、送风含湿量，g/kg(干)含湿量：与1kg干空气混合在一起的水蒸

25、气量。,干空气,湿空气,混合空气,式9-3（2）,76,建筑设备,三、全面通风送风量的计算,（三）减少室内有害气体所需的全面通风量的计算,Z,yp,ys,L,L,当车间同时散发有害气体及余热余湿时，全面通风量应按其中所需最大的通风量计算。,式中L全面通风量，m/s x室内有害物散发量，g/s yp排风中有害物的浓度，g/mys送风中有害物浓度，g/mK安全系数，一般在310范围内,77,其中V为房间的体积，n是换气次数（次/h），见下表。,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，全面通风量可按类似房间的换气次数的经验数据进行计算，即：,78,79,三、全面通风量的计算全面

26、通风量计算原则 危害性质不同，分别计算，取最大值。危害性质相同，分别计算，求其和。比如：（1）仅是消除余热、余湿或有害气体时，其各个通风量值就是建筑全面通风量数值（2）当室内有多种有机溶剂的蒸汽或是刺激性有味气体同时存在时，全面通风量应按各类气体分别稀释至容许值所需要的换气量之和计算（3）对于室内要求同时消除余热、余湿及有害物质的车间，全面通风量应按其中所需最大的换气量计算。,79,四、气流组织及风口的位置全面通风的气流组织对气流流向和均匀度按一定要求进行组织。1.送风要求：送风口靠近工作区；新鲜空气以最短距离到达工作区，避免中途污染；气流分布均匀，减少涡流，避免有害物积聚；风量、风向可调节；

27、风口外形美观，少占空间；根据要求，设置空气过滤。,80,80,2.排风要求：排风口接近污染源或浓度高区域；高温气流上排风；常温气流按污染物密度上或下排。,81,81,四、气流组织及风口的位置风口位置1.进风口位置：1)设于有害物浓度小的区域；2)室外空气洁净的地点（降温应设背荫3)低于排风口，且处于上风侧；4)底部距室外地坪2m（绿化带1m）。,82,82,2.排风口位置：1)有害物源附近或浓度最高区域；2)一般在建筑物上部（只有当有害物密度比空气大，且室内没有热气流影响时，设在下部）。,83,83,四、气流组织及风口的位置常用气流组织形式：上送下排、下送上排、中间送上下排等。,84,散发有害

28、物和余热的房间，一般采用下送上排方式。,84,在全面通风系统中室内送风口的位置应靠近工作地点，使新鲜空气以最短距离到达作业地带，避免途中受到污染；应尽可能使气流分布均匀，减少涡流，避免有害物质在局部空间积聚,1、如果室内气温接近环境温度，散发的有害气体不受热气流的影响，这时的气流组织形式必须考虑有害气体密度大小2、当有害气体密度小于空气密度时，排风口应布置在房间上部（送风口应在下部）形成下送上排的气流状态3、当有害气体密度大于空气密度时，排风口应同时在房间上、下部布置，采用中间送上、下排的气流组织形式,85,86,五、空气量平衡与热量平衡空气量平衡 任何通风房间中无论采用何种通风方法，必须保证

29、室内空气质量平衡，使单位时间内送入室内的空气质量等于同时段内从室内排出的空气质量。空气量平衡方程式,进风量,出风量,室内压力稳定,Gzs+Gjs=Gzp+GjpGzs自然送风量，kg/s；Gjs机械送风量，kg/s；Gzp自然排风量，kg/s；Gjp机械排风量，kg/s。,86,87,五、空气量平衡与热量平衡空气量平衡 无组织通风的利用某车间设有机械进、排风，对其风量平衡进行分析,当Gj s Gj p时：室内压力升高，产生Gwp，有：Gj s=Gj p+Gw p 室内压力重新稳定。,无组织排风,87,88,9.2 全面通风,四、空气量平衡与热量平衡空气量平衡 无组织通风的利用某车间设有机械进、

30、排风，对其风量平衡进行分析,当Gj s Gj p时：室内压力降低，产生Gw j，有：Gj j+Gw j=Gj p 室内压力重新稳定。,无组织进风,88,89,【例】A、B两房间，A清洁度要求较高，B有有害物散发，要避免B向A扩散，应使A为相对正压，B为相对负压。即：Gj s(A)Gj p(A)Gj s(B)Gj p(B),形成 Gw 由A室渗透到B室。对于A室Gw为无组织排风；对于B室Gw为无组织进风。,89,小结：为使洁净度要求较高的房间维持正压，要是机械进风量略大于机械排风量（约差5%-10%）；反之，对污染严重的房间要维持负压，使机械送风量小于机械排风量（约差10%-20%）；用自然渗透

31、通风来补偿以上两种情况的不平衡部分,90,91,五、空气量平衡与热量平衡热量平衡,得热量,失热量,室内温度稳定,由此，有热量平衡方程式：Qd=QsQd 房间总的得热量，kW；Qs 房间总的推热量，kW。空气带有热量，故风平衡和热平衡需综合考虑。,91,92,五、空气量平衡与热量平衡热量平衡根据热工学的原理，在暖通工程范畴，空气的热量Q可按下式计算：Q=cG t(kW)式中：c空气的比热，kJ/kg；c1kJ/kgG空气流量，kg/s；t空气温度，。,92,93,【解】送风温度的确定房间热平衡分析：,【例题】,Qjs,Qzs,Q p,Qx,已知局部排风量Gp=0.556 kg/s工作点温度：td

32、=15室内需要热量：Qx=5.815 kW 当地采暖室外温度 tw=-25 确定冬季机械送风系统的风量和温度。,Qx=Q js+Q zs-Q pQx=c G js t js+c G zs tw-c G p t d,Gzs,Gjs,93,94,【解】送风温度的确定房间热平衡式：Qx=c Gjs tjs+c G zs tw-c Gp td有：5.815=0.5 t js+0.056(-25)-0.55615 得：t js=31。,【例题】,已知局部排风量Gp=0.556 kg/s工作点温度：td=15室内需要热量：Qx=5.815 kW 当地采暖室外温度 tw=-25 确定冬季机械送风系统的风量和

33、温度。,94,一、自然通风作用原理 在建筑物外墙建筑物外墙上的窗孔两侧存在压差 时，室内外空气便会形成气流，即由压力较高的一侧流向压力较低的一侧。空气通过孔口时产生的局部阻力损失可以认为就等于：,第三节 自然通风,压力差造成的空气流动,式中 P窗孔内外的压力差，Pa（空气流动的根本原因）V空气流过窗孔时的流速，m/s 空气密度，Kg/m 窗孔的局部阻力系数，其值与窗的 构造有关,95,将上述公式可以改写成：式中 u窗孔的流量系数，而且值一般不大于1则通过窗孔的空气体积流量L为：那么质量流量G为：式中 F窗孔的面积，小结：若已知窗孔两侧空气的压力差、窗孔面积及其构造时，便可以求出该窗孔处空气的流

34、量值L或G。也可以看出，要想提高自然通风效果，即增加L或G，则必须增加窗孔两侧空气的压差或增大窗孔面积,96,（一）热压作用下的通风,分析：,窗孔b关闭，仅开启窗孔a,，空气停止流动,根据流体静力学的原理计算b窗孔的内外压差,同时开启开启窗孔b和窗孔a,窗孔b排风 窗孔a进风,将窗孔a和窗孔b的绝对压差定义为热压：,热压,97,余压和中和面,余压：我们把室内某一点的压力和室外同标高未受扰动的空气 压力的差值称为该点的余压,当仅考虑热压作用时，窗孔内外的压差即为该点的余差。,总热压：,余压为正，窗孔排风；余压为负，窗孔进风。,b窗孔内的余压等于a窗孔内的余压与热压之和。,98,余压和中和面,由于

35、：,所以，在a窗孔和b窗孔之间存在一个面00，使：,因此：,99,余压沿房间高度的变化,100,确定中和面的位置,说明：1、中和面的位置随进风窗面积Fa和排风窗面积Fb之比而变化.2、中和面向上移，排风窗孔面积增大，进风窗孔面积减小.3、中和面向下移，排风窗孔面积减小，进风窗孔面积增大.4、天窗的造价要比侧窗高，所以中和面位置不宜选得太高.,室内各点余压为 0 的平面。,101,102,影响因素高差-进、排风窗孔高差，h；温差（密度差）-室内、外空气温度差（密度差）。结论：热压与两窗孔高差及室内、外空气温度（密度）差成正比。在室内、外温差一定的条件下，加大进、排风窗高差是提高热压的惟一途径。,

36、tw、w,tn、n,2023/1/19,102,余压及中和面1.余压室内一定高度上的空气压力。与热压有关。对于某窗孔：余压为正，Px 0，窗孔排风；余压为负，Px0，窗孔进风。,103,2023/1/19,103,余压及中和面1.余压余压为正，Px 0，窗孔排风；余压为负，Px0，窗孔进风。箭头方向表示余压的正负（空气流向）；箭头长短表示余压值的大小。,104,2023/1/19,104,热压作用下的通风,105,（二）风压作用下的自然通风,一、风压产生的原因,迎风面：由于室外气流遇到建筑物时，产生了能量的转换，即动压转变为静压,形成正压区。,背风面：空气绕流，形成负压。,106,建筑物四周的

37、风压分布图,室外气流与建筑相遇时，将发生绕流，经过一段距离后才恢复平行流动，受建筑物的阻挡，建筑物四周室外气流的压力发生变化，迎风面气流受阻，动压降低，静压增高，与远处气流相比形成正压，而侧面和背风面由于产生局部涡流，静压降低，形成负压。,107,风压风两点的空气压力不同，从一点向另一点的空气流动。全压P静压Pj动压Pd当全压一定：Pd Pj 迎风面气流受阻：Pd Pj，静压加大；侧面和背风面：Pd Pj，静压减小。,108,2023/1/19,108,概念风压：室外空气流动受阻所产生的静压称为风压。方向规定：空气压力大气压力：风压为正，迎风面风压为正；空气压力大气压力：风压为负，背风面风压为

38、负。室外空气从正压区窗孔进入，从负压区窗孔排出。,109,2023/1/19,109,（二）风压作用下的自然通风,Pf某点的风压，Pa；vw室外空气的流速，m/s;w室外空气的密度，kg/m3,K空气动力系数，正压区为正值，负压区为负值。,风压值的计算方法：,K值为正，该点的风压为正值，即为进风窗；K值为负，该点的风压为负值，即为排风窗,110,建筑物周围的风压分布与建筑物的几何形状和风向有关,111,（三）风压和热压同时作用下的自然通风,风压和热压共同作用时，窗孔内外的压差应等于风压、热压单独作用时窗孔内外压差之和。,由于风向和风速不断变化，风压是一个不稳定的因素，为了保证自然通风的设计效果

39、，一般不考虑风压，仅考虑热压，但要定性考虑风压的影响。,112,风压和热压的综合作用风压、热压同时存在时，窗孔内外压差为：各窗孔余压与室外风压之差。余压与风压反号效果增强；余压、风压同号效果相抵。计算规定：自然通风计算不计风压，只计热压。但风压影响不能忽视，尽量利用其有利因素。,113,2023/1/19,113,四、建筑设计与自然通风的配合,（一）、厂房总平面布置1）厂房的主要进风面一般应与夏季主导风向成6090,不宜45;2）避免大面积外墙西晒;车间的长边应尽量布置成东西向。3）不宜将过多的附跨布置在主厂房四周，特别是在厂房的迎风面不宜布置;4）各建筑之间的有关尺寸应保持适当的比例.,以保

40、证低矮建筑物能正常进风和出风,114,（一）、厂房总平面布置,5）热加工厂房的平面布置不宜采用封闭的庭院式;6）在多跨厂房中应将冷热跨间隔布置，尽量避 免两热跨相邻。,115,建筑形式 尽量开口式，避免封闭形热加工厂房尽量布置成开口形，不宜采用封闭的建筑形状：其开口部分应位于夏季主导风向的迎风面。,116,2023/1/19,116,2.建筑两翼保持最小间距相对两翼间距不小于其高度和的一半，最好大于15m。L(h1+h2)/2,117,h1,h2,L,2023/1/19,117,“穿堂风”的利用无大量粉尘和有害气体时，可考虑采用“穿堂风”。通风口总面积占外墙总面积25以上时，形成“穿堂风”。宜

41、不小于30，以保证效果。,118,2023/1/19,118,利用“穿堂风”的建筑形式：全开敞式：对于多暴风雨地区，一般不适宜采用。下开敞式：一般高温车间宜采用此形式。高度距地面45m。侧窗式：冬季较冷地区可采用此形式。,119,2023/1/19,119,设备布置1.散热设备布置在天窗下部热压作用下的自然通风，热空气向上，从上部天窗排出。2.散热设备尽量放置在最高层热量向上排出，对下部影响小。3.室外热源下风布置4.室内热源需隔热，靠外墙进风口两侧布置。,120,2023/1/19,120,三、进风窗及避风天窗进风窗1.位置：外墙上；2.排数：2排上排冬季使用，距地 h4m，防冷风直吹；下排

42、夏季使用，距地 h0.31.2m，使新风进入工作区。3.面积：下排窗全开，加大夏季进风量；上排窗冬季使用，面积较小。,121,2023/1/19,121,避风天窗工业建筑，余热、粉尘靠天窗排除。1.避风天窗要求：排风性能好；无倒灌现象。,122,2023/1/19,122,2.普通天窗与避风天窗的区别普通天窗 迎风面会倒灌；,123,避风天窗 排风口总是处于负压区，不会倒灌。,挡风板,挡风板,2023/1/19,123,3.需设置避风天窗的条件不允许倒灌室外风速夏季室外平均风速 vw1m/s；室内余热量累年最热月平均温度tp28的地区，室内余热：Q 23W/m2；其他地区：室内余热：Q 35W/m2。避风天窗形式及避风风帽见教材。,124,2023/1/19,124,