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簡明通風設計 簡 明 通 風 設 計 參 考 手 冊 中興不銹鋼配套工程有限公司 一、全面通風方法 1、按照通風的動力不同，全面通風可分為自然通風和機械通風。 2、按照對有害物控制機理不同，全面通風可分為稀釋通風、單向流通風、均勻流通風和置換通風。 （1）、稀釋通風 對整個車間進行通風換氣，用新鮮空氣把整個車間有害物質(zhì)稀釋到最高允許濃度以下。該方法所需的全面通風量大，但是控制效果差。 （2）單向流通風 通過有組織的氣流運動，控制有害物的擴散和轉(zhuǎn)移。特點是通風量小，控制效果好。 （3）、均勻流通風 速度和方向完全一致的寬大氣流稱為均勻流，用它進行的通風稱為均勻流通風。氣流速度原則上要控制在0.2~0.5M/S之間。這種方法能有效排出室內(nèi)污染空氣。目前主要用于汽車噴漆室等對氣流、溫度、濕度控制要求高的場所。 （4）、置換通風 置換通風的概念和均勻流通風是基本相同的。 有余熱的房間，由于在高度方向上有穩(wěn)定的溫度梯度，如果以較低的風送速（V<0.2~0.5m/s），將送溫差較?。?~4）的新鮮空氣直接送入室內(nèi)工作區(qū)。低溫的新風在重力的作用小首先下沉，隨后慢慢擴散，在地面上形成一層薄薄的空氣層。而室內(nèi)熱源產(chǎn)生的熱氣流，由于浮力作用而上升，并不斷卷吸周圍空氣。這樣由熱氣流上升時的卷吸作用、后續(xù)新風的推動作用和排風口的抽吸作用，地板上方的新鮮空氣緩慢向上移動，形成類似于向上的均勻流的流動，于是工作區(qū)的污濁空氣為后續(xù)的新風所代替。當達到穩(wěn)定時，室內(nèi)空氣在溫度、濃度上便形成兩個區(qū)域：上部的混合區(qū)和下部單向流動的清潔區(qū)，這種通風方式就叫置換通風。置換通風的效果和送風條件有關，與傳統(tǒng)的稀釋通風方式相比，具有節(jié)能、通風效率高等優(yōu)點。 二、全面通風設計 （一）設置條件 1、防止熱、蒸氣或有害物質(zhì)的建筑物，當不能采用局部通風或者采用局部通風后達不到衛(wèi)生標準要求時，應輔以全面通風或者是采用全面通風。 2、設計全面通風時，要盡量采用自然通風，以節(jié)約能源和投資。當自然通風達不到衛(wèi)生或者是生產(chǎn)要求時，應采用機械通風，或自然與機械的聯(lián)合通風。 3、民用建筑的廚房、廁所、浴室等宜采用自然通風、或機械通風進行局部通風或全面通風。 （二）設計原則 1、設計集中采暖且有排風的建筑物，在進行風量平衡計算時，應考慮自然補風（包括利用相鄰房間的清潔空氣）的可能性。如該建筑物的冷風滲透量能滿足排風要求，可不設機械通風裝置。當達不到時，宜采用機械通風裝置。 2、對于換氣次數(shù)小于2次/H的全面排風系統(tǒng)，或每班運行不足2小時的局部排風系統(tǒng)，經(jīng)風量和熱量平衡計算，對室溫沒有很大影響時，可不設機械送風系統(tǒng)。 3、當相鄰房間未設有組織進風裝置時，可取其冷風滲透量的50/100作為自然補風。 4、從熱平衡的觀點看，由于在采暖設計計算中已考慮了滲透風量所需的耗熱量，因此用滲透風量直接補償局部排風量時，在熱平衡中可不予考慮。 5、進行熱平衡計算時，對于局部排風及稀釋有害氣體的全面通風應采用冬季采暖室外計算溫度。 6、根據(jù)衛(wèi)生標準的規(guī)定，排出空氣經(jīng)凈化處理后，如其中有害物質(zhì)濃度不超過室內(nèi)最高允許濃度的30/100，可返回車間再循環(huán)使用。 三、全面通風的氣流組織 進行氣流組織設計時，應符合下述原則： 1、排風口盡量靠近有害物源，或有害物質(zhì)濃度較高的區(qū)域，以便有害物質(zhì)迅速排出。 2、送風口盡量靠近操作地點。送入通風房間的清潔空氣應先經(jīng)過操作地點，再經(jīng)污染區(qū)域排至室外。 3、在整個通風房間內(nèi)，應盡量使送風氣流均勻分布，減少渦流，避免有害物在局部地區(qū)的積聚。 4、對設置機械通風的民用建筑、生產(chǎn)廠房幾輔助建筑物中要求清潔的房間，當其周圍的環(huán)境較差時，送風量應大于排風量，使室內(nèi)保持正壓。對室內(nèi)產(chǎn)生有害氣體和粉塵，可能污染周圍相鄰房間時，送風量應小于排風量，使室內(nèi)保持負壓。一般送風量為排風量的80/100~90/100 。 5、機械送風系統(tǒng)（包括與熱風采暖合并的系統(tǒng)）的送風方式，應符合下列要求： （1）放散熱或同時放散熱、濕和有害氣體的生產(chǎn)廠房和輔助建筑物，當采用上部或下部同時全面排風時，宜送至作業(yè)地帶； （2）放散粉塵或密度比空氣大的氣體或蒸汽，而不同時放散熱的生產(chǎn)廠房及輔助建筑物，當從下部地帶排風時，宜送至作業(yè)地帶； （3）當固定工作地點靠近有害物質(zhì)放散源，且不可能安裝有效的局部排風裝置時，應直接向工作地點送風。 6.同時放散熱、蒸汽和有害氣體，或僅放散密度比空氣小的有害氣體的生產(chǎn)廠房，除設局部通風外，宜在上部地帶進行自然或機械全面通風，其排風量不宜小于每小時一次換氣。當房間高度大于6米時，排風量可按每平方米地面面積6立方米/小時計算。 7、當采用全面通風消除余熱、余溫或者是其它有害物質(zhì)時，應分別從室內(nèi)溫度最高、含濕量或有害物質(zhì)濃度最大的區(qū)域排風，并且其風量分配應符合下列要求： （1）當有害氣體和蒸汽密度比空氣小，或在相反的情況下會形成穩(wěn)定的上升氣流時，宜從房間上部地帶排出所需風量的2/3，從下部地帶排出1/3； （2）當有害氣體和蒸汽密度比空氣大，且不會形成穩(wěn)定的上升氣流時，宜從房間上部地帶排出風量的1/3，從下部地帶排出2/3。 注： 從房間上部地帶排出的風量，不應小于每小時一次換氣。 當排出有爆炸危險的氣體和蒸汽時，排風上緣距頂棚不應大于0.4m . 從房間下部地帶排出的風量，包括距地面2m以內(nèi)的局部排風量。 第二節(jié) 全面通風量的計算 一、不穩(wěn)定狀態(tài)下全面通風量的計算 當全面通風量L及室內(nèi)的有害物散放量M保持穩(wěn)定，在一段時間內(nèi)，室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)的濃度Y隨時間的變化規(guī)律，可用下面公式表示： Yn=Y0*exp(-ГL/Vf)+(M/L + yi)(1-exp(-ГL/Vf)) mg/m3 式子中 Y0---在通風前室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)的濃度， mg/m3； Г—通風時間，S； Vf—通風房間的體積，mg/m3； M –有害物的散發(fā)量，mg/m3； L—全面通風量，mg/m3； Yi—進風空氣中有害物濃度，mg/m3； 當Y0=0時，公式就變成Yn= (M/L + yi)[1-exp(-ГL/Vf)]mg/m3 室內(nèi)有害物質(zhì)的濃度 Yn是隨通風時間的延長而增大的，當Г趨于無窮大時，（通常為ГL/Vf>或=3），室內(nèi)有害物濃度趨于穩(wěn)定。這時的狀態(tài)稱為穩(wěn)定狀態(tài)。 二、穩(wěn)定狀態(tài)下全面通風量的計算 1、 消除余熱所需的全面通風量 G1=3600Q/（tp-tj）c kg/h 2、 消除余濕所需的全面通風量 G2=Gsh/(dp-dj) kg/h 3、 消除有害物質(zhì)所需的全面通風量 G3=Ρm/(yp-yj) kg/h 式子中： Q----余熱量，KW; Tp---排出空氣溫度，oC; Tj----送入空氣溫度，co; C----空氣比熱，KJ/（kg* oC）; Gsh---余濕量,g/h; Dp----排出空氣中的含濕量; Dj---送入空氣中的含濕量; M---室內(nèi)有害物散發(fā)量; Yp---排出空氣中有害物濃度（一般情況下yp=yn）,mg/m3; Yj---送入空氣中有害物濃度; Ρ---空氣密度，kg/m3; 4、 如果室內(nèi)同時散發(fā)余熱，余濕和有害物質(zhì)，則取其中的最大值。 5、 室內(nèi)同時散發(fā)幾種有害物質(zhì)時，全面通風量取其中最大值?；蛘哂袛?shù)種刺激性氣體時，全面通風量應按照各種氣體分別稀釋到容許濃度所需的空氣量總和計算。 6、 實際上，室內(nèi)有害物的分布和通風氣流不可能非常均勻，混合過程也不可能瞬間完成。在有害物源附近，空氣中有害物的濃度往往會高于室內(nèi)平均值。 因此，時間所需的全面通風量為G3’=K*G3 式子中 G3’----實際所需的全面通風量，kg/h K-----安全系數(shù)。 K值與有害物質(zhì)的毒性、氣流組織方式等因素有關，精心設計的小型實驗室K=1，一般的通風房間K=3~9。 三、典型房間的換氣次數(shù) 當散發(fā)有害物數(shù)量不能確定時，全面通風量可按換氣次數(shù)而定。即 L=nVf 式子中L----全面通氣量，m3/h; n----換氣次數(shù)，1/h; Vf---通風房間體積，m3. 某些典型房間的n值如下所示 某些民用及公共建筑的換氣次數(shù) 序號 房間名稱 換氣次數(shù)（1/h） 進氣 排氣 一、居住建筑 1 住宅、宿舍的臥室及起居室 1．0 2 廚房 3．0 3 衛(wèi)生間 1．0~3。0 4 梳洗室 0．5~1。0 5 公共廁所 每個大便器40m3/h 二、醫(yī)療建筑 每個大便器20m3/h 1 病房 3．0 1．0 2 診室 1．5 3 X光室 4．0 5．0 4 X光的操作室及暗室 2．0 3．0 5 體療室 每人50~60m3/h 6 理療室 4．0 5．0 7 一般手術室 5．0 6．0 8 西藥房、調(diào)劑室 2．0 2．0 9 中藥房、煎藥室 1．0 3．0 10 蒸汽消毒室 污部 潔部 2．0 4．0 三、托兒所、幼兒園 1 活動室、寢室、辦公室 1．5 2 梳洗室、廁所 3．0 3 浴室 1．5 4 醫(yī)務室、隔離室 1．5 5 廚房 3．0 6 洗衣房 5．0 四、學校 1 教室 1．0~1。5 2 化學實驗室 3．0 3 廁所 5．0 4 健身房 3．0 5 保健室 1．0~1。5 五、影劇院 1 觀眾廳 每人10 M3/H 2 休息廳 3．0 3 舞臺 1．0 4 吸煙室 1．0 5 放映室 每臺放映機700M3/H 六、體育建筑 1 比賽廳 每人10M3/H 七、洗衣房 1 洗衣間 10．0 13．0 2 燙衣間 4．0 6．0 3 包裝間 1．0 1．0 4 接受衣服間 3．0 4．0 5 取衣處 2．0 6 集中衣服處 1．0 八、公共建筑的共同部分 1 變電室 10．0 2 配電室 3．0 3 電梯機房 10．0 4 蓄電池室 12．0 5 制冷空調(diào)機房 5．0 6 汽車庫（停車場、無修理間） 2．0 7 汽車修理間 3．0 8 地下停車庫 4．0~5。0 5．0~6。0 9 油罐室 5．0 四、事故通風 1、 可能突然放散大量有害氣體或有爆炸危險氣體的廠房，應設置事故通風裝置。 事故排風的排風量應根據(jù)工藝資料計算確定。當缺乏上述資料時，應按照每小時不小于房間全部容積的8次換氣量確定。 2、 事故排風宜由經(jīng)常使用的排風系統(tǒng)和事故排風的排風系統(tǒng)共同保證，但必需是事故發(fā)生前提供足夠的排風量。 3、 事故排風的通風機，應分別在室內(nèi)外便于操作的地點設置開關，其供電系統(tǒng)的可靠等級，應由工藝設計確定。并應符合國家現(xiàn)行的《工業(yè)與民用供電系統(tǒng)的設計規(guī)范》以及其他有關規(guī)范的要求。 4、 事故排風的吸風口，應設在有害氣體或者是爆炸危險物質(zhì)散發(fā)量可能最大的地點。 當事故發(fā)生向室內(nèi)散發(fā)密度比空氣大的氣體和蒸汽時，戲風口應設在地面以上0。3~1。0處。反之，則設在上部地帶，且對于可燃氣體和蒸汽，吸風口應盡量緊貼頂棚布置，其上緣距頂棚不得大于0。4M。 5．事故排風的排風口，不應布置在人員經(jīng)常停留或者經(jīng)常通行的地點，事故排風的排風口，應高于20M范圍內(nèi)的最高建筑物的屋面3M以上，當其與機械送風的進風口的水平距離小于20M時，尚應高于進風口6M以上。 注：當排放的空氣中含有可燃氣體和蒸汽時，事故通風系統(tǒng)的排風口，距離發(fā)火源不應小于30M。 6、事故排風時，在符合上述要求的條件下，可在外墻或是外窗設置軸流式通風機向室外排風。但應采取防止氣流短路的設施。 第三節(jié) 風量平衡、熱平衡計算 一、風量平衡 通風房間的風量平衡按照下式計算： Gzj+Gjj=Gzp+Gjp 式中 Gzj-----自然進風量，kg/h; Gjj------機械進風量, kg/h; Gzp-----自然排風量, kg/h; Gjp------機械排風量, kg/h; 二、熱平衡 通風房間的熱平衡按照下式計算： ΣQ h + c*Lp*Pn*tn + c* L‘p * Pp * tp =ΣQf + cLjj*Pjj*tij + CLzj* Pw* tw + cLhx Pn*(ts -tn) 式子中： ΣQ h----通過維護結(jié)構(gòu)和材料的總失熱量，KW； ΣQf----生產(chǎn)設備、產(chǎn)品及采暖設備的總放熱量，KW； Lp------在工作區(qū)的局部和全面排風量，M3/H L‘p----上部地區(qū)的排風量，M3/H； Lhx----再循環(huán)空氣量，M3/H； tn-----室內(nèi)工作區(qū)空氣溫度，oc tp----上部地區(qū)排風溫度，oc tw----室外空氣溫度，oc ts---再循環(huán)空氣的送風溫度，oc Pn---室內(nèi)工作區(qū)空氣溫度，kg/m3 Pp----上部地區(qū)空氣密度，kg/m3 Pw---室外空氣密度，kg/m3 C----空氣比熱，KJ/(kg*oc) 第四節(jié) 熱、濕及有害物發(fā)生量計算 一、 散熱量計算 （一）工業(yè)設備（爐）及容器外表面散熱量 Q=F{a△t1.25次方 +Cf[ [(273+tb)/100]4次方 –[（273+t‘b）/100]4次方]} KW 式中 F---設備外表面積，M2； t---設備外表面和室內(nèi)空氣溫度差，0C； △ a---對流系數(shù)，對于垂直面a=2.55*0.001、對于水平面a=3.24*0.001, KW/(M2*K); Cf----設備表面的輻射系數(shù)，KW/（M2*K4）； tb------設備外表面溫度，0C； t‘b----周圍物體表面溫度，0C； 可以近似認為t‘b= tb=20 0C； 名稱 表面狀況 Cf W/（M2*K4） 名稱 表面狀況 Cf W/（M2*K4） 絕對黑體 鋁 鑄鐵 鋼 拋光 粗糙 氧化 5.77 0.3 3.72~4.42 4.07 耐火磚 紅磚 混凝土 水泥沙漿 粗糙 光滑 4.07~4.48 5.36 3.61 3,90 (二)經(jīng)常開啟爐門的各類工業(yè)爐 Q=GQr*η 式子中Q-----爐子的散熱量，KW; Qr------燃料的發(fā)熱量，KJ/kg或KJ/m3; G------散入車間的熱量占總散熱量的百分數(shù)； η---燃料的消耗量，kg/h或m3/h; 利用上式計算工業(yè)爐的散熱量時未包括從爐中取出加熱件的散熱量。加熱件的散熱量在冬季時可不予計算。 各種燃料的理論熱值 燃料種類 燃料名稱 理論熱值 固體燃料 煙煤無煙煤 16750~25120（KJ/kg） 高溫焦煤 25120~31400 炭 33910 液體燃料 石油原油 37680~46060（KJ/kg） 汽油 46060~54430 輕油 44800 重油 41870 氣體燃料 煤氣 5020~8370(KJ/M3) 水煤氣 11300~12140 天然氣 29310~66990 工業(yè)爐散入車間熱量占總熱量的百分數(shù)η 工業(yè)爐名稱 η（百分比） 工業(yè)爐名稱 η（百分比） 有煙道的退火爐 35~40 無煙罩、無局部排風罩的加熱設備 80~85 有局部排風罩的手鍛爐 20~23 有煙道的固定爐底式室爐 45~55（其中包括工件散熱） 有煙道同時在爐門口裝有局部排風罩的干燥爐 10~15 （三）熱水槽的表面散熱量 Q=1.16*0.001*(4.9+3.5V)(t1-t2)*F Q---散熱量，KW； V---水面上空氣流速，m/s; t1—熱水溫度，0C; t2---周圍空氣溫度，0C; F---熱水槽表面積。 （四）蒸汽加熱槽散熱量 Q=B*Q0 式子中Q---散熱量，KW； B----散熱系數(shù)，B=0.3~0.7; Q0---加熱槽在定溫工作時所需熱量,KW; （五）人體散熱量 Q=φ*nq 式中Q----人體散熱量，KJ/H； φ---考慮不同性質(zhì)的工作場所、成年男子、成年女子和兒童的比例不同的群集系數(shù)， n----人數(shù)，個； q----每個成年男子的散熱量，KJ/H, 每個成年男子在不同勞動強度和不同室溫下的散熱量（KJ/H）和散失量（g/h） 項目 室溫 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 靜坐：如影劇院、會堂、閱覽室 顯熱 356 335 322 314 301 289 280 268 255 242 226 209 192 171 155 潛熱 63 71 80 84 92 100 109 121 134 147 163 180 197 218 234 全熱 419 406 402 398 393 389 389 389 389 389 389 389 389 389 389 散失量 26 30 33 35 38 41 45 50 56 61 68 75 82 90 97 極輕勞動：如辦公室、旅館、體育館、手表裝配、電子元件制造等 顯熱 389 377 360 348 322 306 285 268 251 234 218 205 184 163 146 潛熱 121 130 142 154 167 184 201 214 230 247 263 276 297 318 335 全熱 510 507 502 489 490 486 482 481 481 481 481 481 481 481 481 散失量 50 54 59 64 69 76 83 89 96 102 109 116 123 132 139 輕勞動：如商店、化學實驗室、電子計算機房、工廠臺面工作等 顯熱 423 402 381 356 335 314 293 272 251 230 209 188 167 142 125 潛熱 265 268 285 302 323 339 360 381 402 423 444 465 486 511 528 全熱 679 670 666 658 653 653 653 653 653 653 653 653 653 653 653 散失量 105 110 118 126 134 140 150 158 167 175 184 193 203 212 220 中等勞動：如紡織車、印刷車間、機加工車間等 顯熱 540 511 482 452 423 402 373 348 318 298 268 243 218 188 163 潛熱 310 339 368 398 423 444 473 498 528 548 578 603 628 658 683 全熱 850 850 850 850 846 846 846 846 846 846 846 846 846 846 846 散失量 128 141 153 165 175 184 196 207 219 227 240 250 260 273 283 重勞動：如煉鋼、鑄造車間、排練廳、室內(nèi)運動場等 顯熱 690 670 649 628 607 586 565 544 523 502 481 460 440 418 398 潛熱 775 795 816 837 858 879 900 921 942 963 984 1005 1025 1047 1067 全熱 1465 1465 1465 1465 1465 1465 1465 1465 1465 1465 1465 1465 1465 1465 1465 散失量 321 330 339 347 356 365 373 382 391 400 408 417 425 434 443 某些工作場所的群集系數(shù) 工作場所 群集系數(shù) 工作場所 群集系數(shù) 影劇院 0．89 百貨商場（售貨） 0．89 圖書館閱覽室 0．96 紡織廠 0．90 旅館 0．93 鑄造車間 1．0 體育館 0．92 煉鋼車間 1．0 （四）人體散濕量 G=ngφ 式子中G—-人體散濕量，g/h; g --每個成年男子的散濕量； n---室內(nèi)人數(shù)，個； φ—考慮不同性質(zhì)的工作場所，成年男子，成年女子和兒童的比例，其散濕量不同的群集系數(shù)。 二、 有害氣體散發(fā)量的計算 （一）燃燒時散發(fā)的有害氣體量 1．固體或液體燃料燃燒時 一氧化碳 G1=0.233qb*Cg 二氧化碳 G1=20Sg 2.天然氣燃燒時 一氧化碳 G2=0.125qb(VCH4+2VC2H6+3VC3H8+4VC4H10+5VC5H12) 3.人造氣體燃料燃燒時 一氧化碳 G2=0.125qb(VCO+VCH4+2C2H4+6VC6H6) 二氧化碳-----根據(jù)燃料的成分，將二氧化硫也換算成VH2S來考慮。 式子中 G1---有害氣體散發(fā)量，g/kg G2---有害氣體散發(fā)量，g/M3n qb--- 燃料的化學成分不完全燃燒的百分比， Cg----燃料中含炭的百分比； Sg----燃料中含硫的百分比 Vco、VCnHn、VC2H4、VH2S----氣體燃料中所含一氧化碳等該種氣體的容積百分比。 燃料的化學成分不完全燃燒的百分比 燃料種類 Qb百分比 燃料種類 Qb百分比 木料 4 木炭 3 泥煤 4 焦碳 3 褐煤 4 重油 2 煙煤 3 人造煤氣 2 無煙煤 3 天然氣 2 （二）爐子縫隙漏氣量，可按照燃燒過程產(chǎn)生的有害物總量的3/100~8/100考慮 （三）設備或管道不嚴密處漏出有害氣體量為 G=CV*{[M/(273+t)]開平方} G---有害氣體量，kg/h; C---系數(shù)， V---設備或管道內(nèi)部容積，m3; M---氣體分子量， t---氣體溫度，0C。 系數(shù)C值 工作壓力（KPa） <100 100 600 1600 4000 c 0.121 0.166 0.182 0.189 0.252 氣體分子量M 名稱 空氣 O2 N2 H2 CO NH3 NO2 H2S SO2 M 28.95 32 28 2 28 17 46 34 64 1kg 液化氣 = 13.95 KW = 13.95*860 = 11997 Kcal 1 KW = 860 Kcal 11