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通風(fēng)管道的 設(shè)計計算,第六章,通風(fēng)管道是通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，設(shè)計計算的目的是，在保證要求的風(fēng)量分配前提下，合理確定風(fēng)管布置和尺寸，使系統(tǒng)的初投資和運行費用綜合最優(yōu)。通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計直接影響到通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的使用效果和技術(shù)經(jīng)濟性能。,目 錄,6.1,6.2,6.3,6.4,6.5,,,,,,通風(fēng)空調(diào)施工圖,風(fēng)道設(shè)計中的有關(guān)問題,風(fēng)道壓力分布,,風(fēng)道的水力計算,風(fēng)道阻力,6.1 風(fēng)道阻力,根據(jù)流體力學(xué)可知，空氣在管道內(nèi)流動，必然要克服阻力產(chǎn)生能量損失。空氣在管道內(nèi)流動有兩種形式的阻力，即摩擦阻力和局部阻力。,,6.1.1摩擦阻力,由于空氣本身的粘滯性和管壁的粗糙度所引起的空氣與管壁間的摩擦而產(chǎn)生的阻力稱為摩擦阻力?？朔Σ磷枇Χ鸬哪芰繐p失稱為摩擦阻力損失，簡稱沿程損失。 空氣在橫斷面不變的管道內(nèi)流動時，沿程損失可按下式計算 （6.1）,,,式中 ——風(fēng)道的沿程損失，Pa； ——摩擦阻力系數(shù)； ——風(fēng)道內(nèi)空氣的平均流速，m/s； ——空氣的密度，kg/m3； ——風(fēng)道的長度，m； ——風(fēng)道的水力半徑，m； = （6.2） ——管道中充滿流體部分的橫斷面積，m2； ——濕周，在通風(fēng)系統(tǒng)中即為風(fēng)管周長，m。,,,,,,,,,,, Pa/m （6.3） （1）圓形風(fēng)管的沿程損失 對于圓形風(fēng)管 = = 式中 ——風(fēng)管直徑。 則圓形風(fēng)管的沿程損失和單位長度沿程損失即比摩阻分別為 Pa Pa/m （6.5）,,,,,,,,,,,單位長度的摩擦阻力，也稱比摩阻，為,（6.4）,,摩擦阻力系數(shù) 與風(fēng)管管壁的粗糙度和管內(nèi)空氣的流動狀態(tài)有關(guān)，在通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中，薄鋼板風(fēng)管的空氣流動狀態(tài)大多數(shù)屬于紊流光滑區(qū)到粗糙區(qū)之間的過渡區(qū)。通常，高速風(fēng)管的流動狀態(tài)也處于過渡區(qū)。只有流速很高，表面粗糙的磚、混凝土風(fēng)管流動狀態(tài)才屬于粗糙區(qū)。因此，對于通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中，空氣流動狀態(tài)多處于紊流過度區(qū)。在這一區(qū)域中 用下式計算 （6.6） 式中 ——風(fēng)管內(nèi)壁的粗糙度，mm； ——雷諾數(shù)。 = （6.7） 式中 ——風(fēng)管內(nèi)流體（空氣）的運動粘度，m2/s。,,,,,,,,,在通風(fēng)管道設(shè)計中，為了簡化計算，可根據(jù)公式（6.5）和式（6.6）繪制的各種形式的線算圖或計算表進(jìn)行計算。圖6.1為風(fēng)管單位長度沿程損失線算圖。只要知道風(fēng)量、管徑、比摩阻、流速四個參數(shù)中的任意兩個，即可求出其余的兩個參數(shù)。表6.1的編制條件是：大氣壓力為101.3 kPa，溫度為20℃，空氣密度為1.204 kg/m3，運動粘度為15.0610-6 m2/s，管壁粗糙度k=0.15 mm，當(dāng)實際使用條件與上述條件不同時，應(yīng)進(jìn)行修正。 ① 大氣溫度和大氣壓力的修正 Pa/m （6.8） 式中 ——實際使用條件下的單位長度沿程損失，Pa/m； ——溫度修正系數(shù)； ——大氣壓力修正系數(shù)； ——線算圖或表中查出的單位長度沿程損失，Pa/m。,,,,,,,圖6.1 風(fēng)管單位長度沿程損失線算圖,= （6.9） = （6.10） 式中 ——實際的空氣溫度，℃； ——實際的大氣壓力，kPa。 和 也可直接由圖6.2查得。 ② 密度和粘度的修正 （6.11） ——實際的空氣密度，℃； ——實際的空氣運動粘度，kPa。,,,,,,,,,圖6.2 溫度和大氣壓力曲線,② 絕對粗糙度的修正 通風(fēng)空調(diào)工程中常采用不同材料制成風(fēng)管，各種材料的絕對粗糙度見表6.1. (6.12) 式中 ——粗糙度修正系數(shù)。 = （6.13） ——管內(nèi)空氣流速，m/s。,,,,,,表 6.1 各種材料的粗糙度,【例6.1】 已知太原市某廠已通風(fēng)系統(tǒng)采用鋼板制圓形風(fēng)道，風(fēng)量L=1000 m3/h，管內(nèi)空氣流速v=10 m/s，空氣溫度 t=80℃，求風(fēng)管的管徑和單位長度的沿程損失。 解 由附錄6.1查得：D=200mm =6.8 Pa/m，太原市大氣壓力：B=91.9 kPa 由圖6.1查得： =0.86， =0.92 所以， = =0.860.926.8=5.38 Pa/m,,,,,,,（2）矩形風(fēng)管的沿程損失 風(fēng)管阻力損失的計算圖表是根據(jù)圓形風(fēng)管繪制的。當(dāng)風(fēng)管截面為矩形時，需首先把矩形風(fēng)管斷面尺寸折算成相當(dāng)于圓形風(fēng)管的當(dāng)量直徑，再由此求出矩形風(fēng)管的單位長度摩擦阻力損失。 當(dāng)量直徑就是與矩形風(fēng)管有相同單位長度沿程損失的圓形風(fēng)管直徑，它分為流速當(dāng)量直徑和流量當(dāng)量直徑兩種。,① 流速當(dāng)量直徑 假設(shè)某一圓形風(fēng)管中的空氣流速與矩形風(fēng)管中的空氣流速相等，且兩風(fēng)管的單位長度沿程損失相等，此時圓形風(fēng)管的直徑就稱為該矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑，以Dv表示，所以，圓形風(fēng)管和矩形風(fēng)管的水力半徑必須相等。 圓形風(fēng)管水力半徑 （6.14） 矩形風(fēng)管水力半徑 （6.15） 式中 ——矩形風(fēng)管的長度和寬度。,,,,根據(jù)式（6.3），當(dāng)流速與比摩阻均相同時，水力半徑必相等 則有 ② 流量當(dāng)量直徑 假設(shè)某一圓形風(fēng)管中的空氣流量與矩形風(fēng)管中的空氣流量相等，且兩風(fēng)管的單位長度沿程損失也相等，此時圓形風(fēng)管的直徑就稱為該矩形風(fēng)管的流量當(dāng)量直徑，以DL表示： 圓形風(fēng)管流量,,,,,,,（6.17）,（6.16）,（6.18）,矩形風(fēng)管流量 令 ，則,,,,,,,,,,,,,,（6.19）,（6.20）,（6.21）,（6.22）,必須說明，利用當(dāng)量直徑求矩形風(fēng)管的沿程損失，要注意其對應(yīng)關(guān)系；當(dāng)采用流速當(dāng)量直徑時，必須采用矩形風(fēng)管內(nèi)的空氣流速去查沿程損失；當(dāng)采用流量當(dāng)量直徑時，必須用矩形風(fēng)管中的空氣流量去查單位管長沿程損失。這兩種方法得出的矩形風(fēng)管比摩阻是相等的。,【例6.2】 有一鋼板制矩形風(fēng)道，K=0.15 mm，斷面尺寸為500250 mm，流量為2700 m3/h，空氣溫度為50℃，求單位長度摩擦阻力。 解一 矩形風(fēng)管內(nèi)空氣流速 = m/s 流速當(dāng)量直徑 = = m 由 =6 m/s， =330 mm，查附錄6.1得 =1.2 Pa/m 由圖6.1查得t=50℃時， =0.92 所以 = =0.921.2=1.1 Pa/m,,,,,,,,,,,,,解二 流量當(dāng)量直徑 =1.265 =1.265 m 由L=2700 m3/h， =384 mm查附錄6.1得 =1.2 Pa/m 所以 = =0.921.2=1.1 Pa/m,,6.1.2局部阻力,風(fēng)道中流動的空氣，當(dāng)其方向和斷面的大小發(fā)生變化或通過管件設(shè)備時，由于在邊界急劇改變的區(qū)域出現(xiàn)旋渦區(qū)和流速的重新分布而產(chǎn)生的阻力稱為局部阻力，克服局部阻力而引起的能量損失稱為局部阻力損失，簡稱局部損失。 局部損失按下式計算 Pa （6.23） 式中 ——局部損失，Pa； ——局部阻力系數(shù)。 局部阻力系數(shù)通常用實驗方法確定。在計算局部阻力時，一定要注意 值所對應(yīng)的空氣流速。,,,,,,在通風(fēng)系統(tǒng)中，局部阻力所造成的能量損失占有很大的比例，甚至是主要的能量損失，為減小局部阻力，以利于節(jié)能，在設(shè)計中應(yīng)盡量減小局部阻力。通常采用以下措施： （1）布置管道時，應(yīng)力求管線短直，減少彎頭。圓形風(fēng)管彎頭的曲率半徑一般應(yīng)大于（1~2）倍管徑，見圖6.3。矩形風(fēng)管彎頭的長寬比愈大，阻力愈小，應(yīng)優(yōu)先采用，見圖6.5。必要時可在彎頭內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)流葉片，見圖6.4，以減小阻力。應(yīng)盡量采用轉(zhuǎn)角小的彎頭，用弧彎代替直角彎，如圖6.6所示。 （2）避免風(fēng)管斷面的突然變化，管道變徑時，盡量利用漸擴、漸縮代替突擴、突縮。其中心角最好在8~10，不超過45，如圖6.7。 （3）管道和風(fēng)機的連接要盡量避免在接管處產(chǎn)生局部渦流，如圖6.8所示。,圖6.3 圓形風(fēng)管彎頭,圖6.5 矩形風(fēng)管彎頭,圖6.4 導(dǎo)流葉片,圖6.6 幾種矩形彎頭的局部阻力系數(shù),圖6.7 漸擴管內(nèi)的空氣流動,圖6.8 風(fēng)機進(jìn)出口的管道連接,（4）三通的局部阻力大小與斷面形狀、兩支管夾角、支管與總管的截面比有關(guān)。為減小三通的局部阻力，應(yīng)盡量使支管與干管連接的夾角不超過30，如圖6.9所示。當(dāng)合流三通內(nèi)直管的氣流速度大于支管的氣流速度時，會發(fā)生直管氣流引射支管氣流的作用，有時支管的局部阻力出現(xiàn)負(fù)值，同樣直管的局部阻力也會出現(xiàn)負(fù)值，但不可能同時出現(xiàn)負(fù)值。為避免引射時的能量損失，減小局部阻力，應(yīng)使 ≈ ≈ ，即F1+ F2 =F3，以避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象。,,,,圖6.9 三通支管和干管的連接,圖6.10 風(fēng)管進(jìn)口,（5）風(fēng)管的進(jìn)口,,6.1.3總阻力,摩擦阻力與局部阻力之和稱為總阻力，克服摩擦阻力和局部阻力而引起的能量損失稱為總阻力損失。 （6.24） 式中 ——管段總阻力損失，Pa。,,,,6.2 風(fēng)道壓力分布,空氣在風(fēng)道中流動時，由于風(fēng)道內(nèi)阻力和流速的變化，空氣的壓力也在不斷地發(fā)生變化。下面通過圖6.11所示的單風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)道內(nèi)的壓力分布圖來定性分析風(fēng)道內(nèi)空氣的壓力分布。 壓力分布圖的繪制方法是取一坐標(biāo)軸，將大氣壓力作為零點，標(biāo)出各斷面的全壓和靜壓值，將各點的全壓、靜壓分別連接起來，即可得出。圖中全壓和靜壓的差值即為動壓。 系統(tǒng)停止工作時，通風(fēng)機不運行，風(fēng)道內(nèi)空氣處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中任一點的壓力均等于大氣壓力，此時，整個系統(tǒng)的靜壓、動壓和全壓都等于零。 系統(tǒng)工作時，通風(fēng)機投入運行，空氣以一定的速度開始流動，此時，空氣在風(fēng)道中流動時所產(chǎn)生的能量損失由通風(fēng)機的動力來克服。,圖6.11 風(fēng)管壓力分布示意圖,從圖中可以看出，在吸風(fēng)口處的全壓和靜壓均比大氣壓力低,入口外和入口處的一部分靜壓降轉(zhuǎn)化為動壓，另一部分用于克服入口處產(chǎn)生的局部阻力。 在斷面不變的風(fēng)道中，能量的損失時由摩擦阻力引起的，此時全壓和靜壓的損失時相等的,如管段1～2、3～4、5～6、6～6和8～9。 在收縮段2～3，沿著空氣的流動方向，全壓值和靜壓值都減小了，減小值也不相等，但動壓值相應(yīng)增加了。,在擴張段6～8和突擴點6處，動壓和全壓都減小了，而靜壓則有所增加，即會產(chǎn)生所說的靜壓復(fù)得現(xiàn)象。 在出風(fēng)口點9處，全壓的損失與出風(fēng)口形狀和流動特性有關(guān)，由于出風(fēng)口的局部阻力系數(shù)可大于1、等于1或小于1，所以全壓和靜壓變化也會不一樣。 在風(fēng)機段4～5處可看出，風(fēng)機的風(fēng)壓即是風(fēng)機入口和出口處的全壓值，等于風(fēng)道的總阻力損失。,,6.3.1 風(fēng)道水力計算方法,風(fēng)管水力計算的方法主要有以下三種： （1）等壓損法 該方法是以單位長度風(fēng)道有相等的壓力損失為前提條件，在已知總作用壓力的情況下，將總壓力值按干管長度平均分配給各部分，再根據(jù)各部分的風(fēng)量確定風(fēng)管斷面尺寸，該法適用于風(fēng)機壓頭已定及進(jìn)行分支管路阻力平衡等場合。 （2）假定流速法 該方法是以技術(shù)經(jīng)濟要求的空氣流速作為控制指標(biāo)，再根據(jù)風(fēng)量來確定風(fēng)管的斷面尺寸和壓力損失，目前常用此法進(jìn)行水力計算。,6.3 風(fēng)道的水力計算,（3）靜壓復(fù)得法 該方法是利用風(fēng)管分支處復(fù)得的靜壓來克服該管段的阻力，根據(jù)這一原則確定風(fēng)管的斷面尺寸，此法適用于高速風(fēng)道的水力計算。,,6.3.2 假定流速法計算方法和步驟,（1）繪制系統(tǒng)軸測示意圖，并對各管段進(jìn)行編號，標(biāo)注長度和風(fēng)量。通常把流量和斷面尺寸不變的管段劃為一個計算管段。,（2）確定合理的氣流速度 風(fēng)管內(nèi)的空氣流速對系統(tǒng)有很大的影響。流速低，阻力小，動力消耗少，運行費用低，但是風(fēng)管斷面尺寸大，消耗材料多，建造費用大。反之，流速高，風(fēng)管段面尺寸小，建造費用低，但阻力大，運行費用會增加，另外還會加劇管道與設(shè)備的磨損。因此，必須經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟分析來確定合理的流速，表6.2、表6.3列出了不同情況下風(fēng)管內(nèi)空氣流速范圍。 （3）由風(fēng)量和流速確定最不利環(huán)路各管段風(fēng)管斷面尺寸， 計算沿程損失、局部損失及總損失。計算時應(yīng)首先從最不利環(huán)路開始，即從阻力最大的環(huán)路開始。確定風(fēng)管斷面尺寸時，應(yīng)盡量采用通風(fēng)管道的統(tǒng)一規(guī)格。,,,,,,表6.2 工業(yè)管道中常用的空氣流速（m/s）,,表 6.3 空調(diào)系統(tǒng)中的空氣流速（m/s）,（4）并聯(lián)環(huán)路的計算 為保證系統(tǒng)能按要求的流量進(jìn)行分配，并聯(lián)環(huán)路的阻力必須平衡。因受到風(fēng)管斷面尺寸的限制，對除塵系統(tǒng)各并聯(lián)環(huán)路間的壓損差值不宜超過10%，其他通風(fēng)系統(tǒng)不宜超過15%。若超過時可通過調(diào)整管徑或采用閥門來進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)整后的管徑可按下式確定 mm （6.25） 式中 ——調(diào)整后的管徑，mm； ——原設(shè)計的管徑，mm； ——原設(shè)計的支管阻力，Pa； ——要求達(dá)到的支管阻力，Pa。,,,,,,,需要指出的是，在設(shè)計階段不把阻力平衡的問題解決，而一味的依靠閥門開度的調(diào)節(jié)，對多支管的系統(tǒng)平衡來說是很困難的，需反復(fù)調(diào)整測試。有時甚至無法達(dá)到預(yù)期風(fēng)量分配，或出現(xiàn)再生噪聲等問題。因此，我們一方面加強風(fēng)管布置方案的合理性，減少阻力平衡的工作量，另一方面要重視在設(shè)計階段阻力平衡問題的解決。 （5）計算系統(tǒng)的總阻力。,（6）選擇風(fēng)機 ①根據(jù)輸送氣體性質(zhì)、系統(tǒng)的風(fēng)量和阻力確定風(fēng)機的類型。 ②考慮到設(shè)備、風(fēng)管的漏風(fēng)和阻力損失計算的不精確，選擇風(fēng)機的風(fēng)量，風(fēng)壓應(yīng)按下式考慮 m3/h （6.26） Pa （6.27） 式中 ——風(fēng)機的風(fēng)量，m3/h； ——系統(tǒng)總風(fēng)量，m3/h； ——風(fēng)機的風(fēng)壓，Pa； ——系統(tǒng)總阻力，Pa； ——風(fēng)量附加系數(shù)，除塵系統(tǒng)=1.1~1.5；一般送排風(fēng)系統(tǒng) =1.1； ——風(fēng)壓附加系數(shù)，除塵系統(tǒng)=1.15~1.20；一般送排風(fēng)系統(tǒng) =1.1~1.15。,,,,,,,,,,,當(dāng)風(fēng)機在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下工作時，應(yīng)按公式（6.28）、（6.29）對風(fēng)機性能進(jìn)行換算，再以此參數(shù)從風(fēng)機樣本上選擇風(fēng)機。 （6.28） （6.29） 【例 6.3】 如圖6.12所示的機械排風(fēng)系統(tǒng)，全部采用鋼板制作的圓形風(fēng)管，輸送含有有害氣體的空氣( =1.2 m3/kg)，氣體溫度味常溫，圓形傘形罩的擴張角為60，合流三通分支管夾角為30，帶擴壓管的傘形風(fēng)帽h/D0=0.5，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?2 kPa，對該系統(tǒng)進(jìn)行水力計算。,,,,圖6.12 機械排風(fēng)系統(tǒng)圖,解 1．對管段進(jìn)行編號，標(biāo)注長度和風(fēng)量，如圖示。 2．確定各管段氣流速度，查表6.2有：工業(yè)建筑機械通風(fēng)對于干管 =6~14 m/s；對于支管 =2~8 m/s。 3．確定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)①~⑤為最不利環(huán)路。 4．根據(jù)各管段風(fēng)量及流速，確定各管段的管徑及比摩阻，計算沿程損失，應(yīng)首先計算最不利環(huán)路，然后計算其余分支環(huán)路。 如管段①,根據(jù) =1200 m3/h, =6~14 m/s 查附錄6.2 可得出管徑 =220 mm, =9 m/s, =4.5 Pa/m 查圖6.1有 =0.91，則有 =0.914.5=4.1 Pa/m = =4.113=53.3 Pa 也可查附錄6.2 確定管徑后，利用內(nèi)插法求出： 、 。 同理可查出其余管段的管徑、實際流速、比磨阻，計算出沿程損失，具體結(jié)果見表6-4。,,,,,,,,,,,,,,5．計算各管段局部損失 如管段①，查附錄6.4有：圓形傘形罩?jǐn)U張角60， =0.09，90彎頭2個， =0.152=0.3，合流三通直管段，見圖6.12。 + ≈ =30，查得 =0.66， =0.09+0.3+0.66=1.15,,,,,,,,,,,,,,,其余各管段的局部阻力系數(shù)見表6.5。 = =1.15 =55.89 Pa 同理可得出其余管段的局部損失，具體結(jié)果見表6.4。 6．計算各管段的總損失，結(jié)果見表6.4。,,,,流量,管段 長度,管徑,流速,比摩阻,比摩阻 修正 系數(shù),實際比摩阻,局部阻力 系數(shù),沿程 損失,局部損失,管段總 損失,表6.4 管道水力計算表,表6.5 各管段局部阻力系數(shù)統(tǒng)計表,6．檢查并聯(lián)管路阻力損失的不平衡率 （1）管段⑥和管段① 不平衡率為 調(diào)整管徑 取 =160 mm 查附錄6.2 ，得 =160 mm， =12.3 m/s， =13 Pa/m = =0.9113=11.83 Pa/m + =0.058 m2 =0.062 m2 + ≈,,,,,mm,,,,,,,,,,,,,,查附錄6.4 ，合流三通分支管阻力系數(shù)為-0.21， 。 阻力計算結(jié)果見表6.5， =109.1 Pa 不平衡率為 ＜ 滿足要求。 （2）管段⑦與管段①+② 不平衡率為 ＞ 若將管段⑦調(diào)至 =180 mm，不平衡率仍然超過 ， 因此采用 =200 mm，用閥門調(diào)節(jié)。,,,,,,,,,,（3）管段⑧與管段①+②+③ 不平衡率 ＜ 滿足要求。 8．計算系統(tǒng)總阻力 =369 Pa 9．選擇風(fēng)機 風(fēng)機風(fēng)量 =1.14900=5390 m3/h 風(fēng)機風(fēng)壓 Pa，可根據(jù) 、 查風(fēng)機樣本選擇風(fēng)機，電動機。,,,,,,,,,,6.4.1 風(fēng)道布置設(shè)計原則,風(fēng)管布置直接影響通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的總體布置，與工藝、土建、電氣、給排水、消防等專業(yè)關(guān)系密切，應(yīng)相互配合、協(xié)調(diào)一致。 （1）布置中應(yīng)使風(fēng)管少占建筑空間并不妨礙生產(chǎn)操作，常沿著墻、柱、樓板屋梁或屋架敷設(shè)，安裝在支架或吊架上； （2）除塵風(fēng)管應(yīng)盡可能垂直或傾斜敷設(shè)，傾斜時與水平面夾角最好大于45。如必須水平敷設(shè)或傾角小于30時，應(yīng)采取措施，如加大流速、設(shè)清潔口等。 （3）當(dāng)輸送含有蒸汽、霧滴的氣體時，應(yīng)有不小于0.005的坡度，并在風(fēng)管的最低點和風(fēng)機底部設(shè)水封泄液管，注意水封高度應(yīng)滿足各種運行情況的要求。,6.4 風(fēng)道設(shè)計中的有關(guān)問題,（4）有爆炸危險廠房的排風(fēng)管道及排除有爆炸危險物質(zhì)的風(fēng)管，不應(yīng)穿越防火墻，其他風(fēng)管不宜穿過防火墻和不燃性樓板等防火分隔物，如必須穿過時，應(yīng)在穿過處設(shè)防火閥。在防火閥兩側(cè)2m范圍內(nèi)的風(fēng)管及保溫材料，應(yīng)采用不燃材料。風(fēng)管穿過處的縫隙應(yīng)用防火材料封堵。 （5）可燃?xì)怏w管道、可燃液體管道和電線、排水管道等，不得穿越風(fēng)管的內(nèi)腔，也不得沿風(fēng)管的外壁敷設(shè)。可燃?xì)怏w管道和可燃?xì)怏w管道，不應(yīng)穿過風(fēng)機室。 （6）風(fēng)管內(nèi)設(shè)有電加熱器時，電加熱器前后各800mm范圍內(nèi)的風(fēng)管和穿過設(shè)有火源等容易起火房間的風(fēng)管及保溫材料均應(yīng)采用不燃材料。,（7）風(fēng)管上應(yīng)設(shè)必需的調(diào)節(jié)和測量裝置（如閥門、壓力表、溫度計、測定孔和采樣孔等）或預(yù)留安裝測量裝置的接口，且應(yīng)設(shè)在便于操作和觀察的地點。 （8）風(fēng)管的布置應(yīng)力求順直，避免復(fù)雜的局部管件。彎頭、三通等管件要安排得當(dāng)，與風(fēng)管的連接要合理，以減少阻力和噪聲。 （9）對于排除有害氣體和含有粉塵的通風(fēng)系統(tǒng)，其風(fēng)管的排風(fēng)口宜采用錐形風(fēng)帽或防雨風(fēng)帽 。,,6.4.2 系統(tǒng)劃分,由于建筑物內(nèi)不同的地點有不同的送排風(fēng)要求，或面積較大、送排風(fēng)點較多，為了運行管理，常需分設(shè)多個系統(tǒng)，通常一臺風(fēng)機與其聯(lián)系在一起的管道及設(shè)備構(gòu)成一個系統(tǒng)。系統(tǒng)的劃分應(yīng)當(dāng)本著運行維護方便，經(jīng)濟可靠為主要原則。系統(tǒng)劃分的原則是： （1）空氣處理要求相同或接近、同一生產(chǎn)流程且運行班次和時間相同的，可劃為一個系統(tǒng)。 （2）以下情況需單設(shè)排風(fēng)系統(tǒng)； ① 兩種或兩種以上的有害物質(zhì)混合后能引起燃燒、爆炸，或形成毒害更大、腐蝕性的混合物或化合物； ② 兩種有害物質(zhì)混合后易使蒸氣凝結(jié)并積聚粉塵； ③ 放散劇毒的房間和設(shè)備。,（3）對除塵系統(tǒng)還應(yīng)考慮揚塵點的距離，粉塵是否回收，不同種粉塵是否可以混合回收，混合后的含塵氣體是否有結(jié)露可能等因素來確定系統(tǒng)劃分。 （4）排風(fēng)量大的排風(fēng)點位于風(fēng)機附近，不宜和遠(yuǎn)處排風(fēng)量小的排風(fēng)點合為同一系統(tǒng)。,,6.4.3 風(fēng)道材料、形狀、規(guī)格及設(shè)計,（1）材料 風(fēng)管材料要求堅固耐用、表面光滑、防腐蝕性好、易于制造和安裝，且不產(chǎn)生表面脫落等特點。常用主要有以下兩大類：,金屬薄板 ① 普通薄鋼板 具有良好的加工性能和結(jié)構(gòu)強度，其表面易生銹，應(yīng)刷油漆進(jìn)行防腐。 ② 鍍鋅鋼板 由普通鋼板鍍鋅而成，由于表面鍍鋅，可起防銹作用，一般用來制作不受酸霧作用的潮濕環(huán)境中的風(fēng)管。 ③ 鋁及鋁合金板 加工性能好，耐腐蝕。摩擦?xí)r不宜產(chǎn)生火花，常用于通風(fēng)工程的防爆系統(tǒng)。 ④ 不銹鋼板 具有耐銹耐酸能力，常用于化工環(huán)境中需耐酸耐腐蝕的通風(fēng)系統(tǒng)。 ⑤ 塑料復(fù)合鋼板 在普通薄鋼板表面噴上一層0.2～0.4mm厚的塑料層，常用于防塵要求較高的空調(diào)系統(tǒng)和-10～60℃溫度下耐腐蝕系統(tǒng)的風(fēng)管。 通風(fēng)工程中常用的鋼板厚度是0.5～4mm,非金屬材料 ① 硬聚氯乙烯塑料板 適用于有酸性腐蝕作用的通風(fēng)系統(tǒng)，具有表面光滑、制作方便等優(yōu)點。但不耐高溫、不耐寒，只適用于0～60℃的空氣環(huán)境，在太陽輻射作用下，易脆裂。 ② 玻璃鋼 無機玻璃鋼管是以中堿玻璃纖維作為增強材料，用十余種無機材料科學(xué)地配成粘結(jié)劑作為基體，通過一定的成型工藝制作而成。具有質(zhì)輕、高強、不燃、耐腐蝕、耐高溫、抗冷融等特性。 玻璃鋼風(fēng)管與配件的壁厚應(yīng)符合表6.6的規(guī)定。,表 6.6 玻璃鋼風(fēng)管與配件的壁厚 （mm）,（2）形狀、規(guī)格及設(shè)計 風(fēng)管常用斷面形狀有矩形和圓形兩種。 兩者相比，在相同斷面積時圓形風(fēng)管強度大、阻力小、節(jié)省材料，圓形風(fēng)管直徑較小時比較容易制造，保溫亦方便，但圓形風(fēng)管管件的放樣、構(gòu)件制作較矩形風(fēng)管困難，布置時不易與建筑、結(jié)構(gòu)配合，明裝時不易布置得美觀。 矩形風(fēng)管在民用建筑、低速風(fēng)管系統(tǒng)方面應(yīng)用更多些。矩形風(fēng)管的寬高比最高可達(dá)8：1，但自 1 ：1到8 ：1表面積要增加60%。因此設(shè)計風(fēng)管時，除特殊情況外，寬高比愈接近1愈好，可以節(jié)省動力及制造和安裝費用，適宜的寬高比在3.0以下。 考慮到最大限度的利用板材，加強建筑安裝的工廠化生產(chǎn)，在設(shè)計、施工中應(yīng)盡量選用國家統(tǒng)一規(guī)格。,,6.4.4 風(fēng)道閥門,通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的閥門主要用于關(guān)閉風(fēng)道、風(fēng)口，調(diào)節(jié)管道內(nèi)空氣量，平衡阻力以及在防排煙中控制火災(zāi)煙氣等使用。風(fēng)閥安裝于風(fēng)機出口的風(fēng)道上、主干風(fēng)道上、分支風(fēng)道上或空氣分布器之前等位置。常用的閥門有蝶閥、多葉調(diào)節(jié)閥、插板閥、止回閥、防火閥、排煙防火閥。 （1）蝶閥如圖6.13所示，多用于風(fēng)道分支處或空氣分布器前端。轉(zhuǎn)動閥板的角度即可改變空氣流量。蝶閥使用較為方便，但嚴(yán)密性較差。,圖6.13 蝶閥構(gòu)造示意圖,（2）調(diào)節(jié)閥如圖6.14所示，一般用于空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)管道中，用來調(diào)節(jié)支管的風(fēng)量。該閥分為手動和電動兩種，電動可以自動控制調(diào)節(jié)風(fēng)量與自控系統(tǒng)配套。,（a） （b） 圖6.14 調(diào)節(jié)閥 （a）手動調(diào)節(jié)閥；（b）電動調(diào)節(jié)閥,（3）插板閥如圖6.15所示，多用于風(fēng)機出口或主干風(fēng)道處作開關(guān)。通過拉動手柄來調(diào)整插板的位置即可改變風(fēng)道的空氣流量，其調(diào)節(jié)效果好，但占用空間大。,圖6.15 插板閥,（4）止回閥如圖6.16所示，安裝在空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)道內(nèi)，保證在風(fēng)機停止運行時，防止氣流倒流。使用止回閥時風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)速應(yīng)大于8m/s。,圖6.16 止回閥,（5）防火閥如圖6.17所示，是通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的安全裝置，保證在火災(zāi)發(fā)生時能立即關(guān)閉，切斷氣流，避免火災(zāi)從風(fēng)道中傳播蔓延。防火閥其關(guān)閉方式采用溫感易熔件，易熔件熔斷點60℃。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，氣溫升高，達(dá)到熔點，易熔片熔化斷開，閥板自行關(guān)閉，將系統(tǒng)氣流切斷。,圖6.17 防火閥,（6）排煙防火閥如圖6.18所示，由閥體、排煙閥操作器、280℃溫感裝置、開啟彈簧和關(guān)閉彈簧等部分組成。一般安裝在排煙管道上，平時處于關(guān)閉狀態(tài)，手動開啟或接到消防中心信號依靠開啟彈簧閥門開啟進(jìn)行排煙，一旦排煙管中溫度達(dá)到280℃時，280℃溫感裝置動作，依靠關(guān)閉彈簧將閥門關(guān)閉起防火作用。,圖6.18 排煙防火閥,,6.4.5 風(fēng)道保溫,在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中，為提高冷、熱量的利用率，避免不必要的冷、熱損失，保證通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運行參數(shù)，應(yīng)對通風(fēng)空調(diào)風(fēng)道進(jìn)行保溫。此外，當(dāng)風(fēng)道送冷風(fēng)時，其表面溫度可能低于或等于周圍空氣的露點溫度，使其表面結(jié)露，加速傳熱，同時也對風(fēng)道造成一定腐蝕，基于此也應(yīng)對風(fēng)道進(jìn)行保溫。 保溫材料主要有軟木、聚苯乙烯泡沫塑料（通常為阻燃型）、超細(xì)玻璃棉、玻璃纖維保溫板、聚氨酯泡沫塑料和石板等，導(dǎo)熱系數(shù)大都在0.12W/(m℃)以內(nèi)，保溫風(fēng)管的傳熱系數(shù)一般控制在1.84 W/(m℃)以內(nèi)。,通常保溫結(jié)構(gòu)有四層： （1）防腐層：涂防腐漆或瀝青； （2）保溫層：粘貼、捆扎、用保溫釘固定； （3）防潮層：包塑料布、油毛氈、鋁箔或刷瀝青，以防潮濕空氣或水分進(jìn)入保溫層內(nèi)，破壞保溫層或在其內(nèi)部結(jié)露，降低保溫效果； （4）保護層：室內(nèi)可用玻璃布、塑料布、木版、聚合板等作保護，室外管道應(yīng)用鍍鋅鐵皮或鐵絲網(wǎng)水泥作保護。,,6.4.6 通風(fēng)系統(tǒng)的防火防爆,（1）通風(fēng)系統(tǒng)防火 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)時，風(fēng)道是極易傳播煙氣，使煙氣從著火區(qū)蔓延到非著火區(qū)，甚至到安全疏散通道，因此在工程設(shè)計時要采取以下可靠的防火措施。 ① 垂直排風(fēng)管道應(yīng)采取防止回流的措施。如廚房、浴室和廁所的排風(fēng)管與豎井風(fēng)道連接時，可在支管上安裝止回閥； ② 必要部位設(shè)置防火閥。如風(fēng)道穿越防火分區(qū)的隔板或樓板、穿越通風(fēng)空調(diào)機房及重要的房間隔墻處、穿越變形縫處風(fēng)管的兩側(cè)；,③ 嚴(yán)格選取設(shè)備及風(fēng)管材料。通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備及風(fēng)管應(yīng)采用不燃材料制成，管道和設(shè)備的保溫材料、消聲材料和膠黏劑應(yīng)為不燃材料或難燃材料，風(fēng)道內(nèi)設(shè)有電加熱器時，風(fēng)機應(yīng)與電加熱器聯(lián)鎖，電加熱器應(yīng)設(shè)無風(fēng)斷電保護裝置； ④ 合理布置通風(fēng)系統(tǒng)。盡量使風(fēng)道不穿越防火分區(qū)，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)豎向不宜超過五層。 （2）通風(fēng)系統(tǒng)防爆 通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生爆炸是因為空氣中的可燃物含量達(dá)到了爆炸濃度極限，同時遇到電火花、金屬碰撞引起的火花或其他火源而造成的。因此，在設(shè)計有爆炸危險的通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)注意以下幾點：,① 空氣含有易燃、易爆物質(zhì)的房間，為了防止風(fēng)機停機后，易燃、易爆物質(zhì)從風(fēng)管倒流，引起燃燒爆炸事故，其送、排風(fēng)系統(tǒng)采用相應(yīng)得防爆型通風(fēng)設(shè)備，風(fēng)管應(yīng)考慮到除靜電的接地措施； ② 當(dāng)風(fēng)機設(shè)在單獨隔離開的通風(fēng)機房內(nèi)，且在送風(fēng)干管上設(shè)有防火閥及止回閥時，由于可以防止危險物質(zhì)倒流到風(fēng)機內(nèi)，此時可采用普通型通風(fēng)設(shè)備； ③ 空氣中含有易燃、易爆物質(zhì)的房間，其空氣不應(yīng)循環(huán)使用，且應(yīng)獨立的通風(fēng)系統(tǒng)； ④ 系統(tǒng)風(fēng)量除滿足通風(fēng)空調(diào)需求外，還應(yīng)校核可燃物濃度，若處于爆炸濃度極限范圍時，則應(yīng)加大風(fēng)量。 ⑤ 在爆炸危險的通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)防爆門。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力急劇升高時，靠防爆門自動開啟泄壓。,6.5 通風(fēng)空調(diào)施工圖,,6.5.1通風(fēng)空調(diào)施工圖的組成,通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)施工圖包括圖紙目錄、設(shè)計施工說明、平面圖、剖面圖、系統(tǒng)圖、詳圖及主要設(shè)備材料表等。 為了查閱方便，施工圖中應(yīng)有圖紙目錄。圖紙目錄包括圖紙的組成、名稱、張數(shù)、圖紙順序等。 （1）設(shè)計施工說明 ①設(shè)計主要參數(shù)、主要設(shè)計氣象資料和通風(fēng)空調(diào)房間的設(shè)計條件； ②通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的劃分與組成； ③通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運行情況； ④風(fēng)管、風(fēng)閥與防火閥安裝使用說明； ⑤管道、設(shè)備的防腐及保溫做法； ⑥設(shè)備的調(diào)試與試運行。,（2）平面圖 平面圖表示通風(fēng)空調(diào)設(shè)備、管道的平面布置及與建筑物的尺寸關(guān)系，一般包括以下內(nèi)容： ①風(fēng)機、電動機等設(shè)備的位置、形狀輪廓及設(shè)備型號； ②空調(diào)機組、風(fēng)管、風(fēng)口、調(diào)節(jié)閥等設(shè)備與部件的定位尺寸、風(fēng)管尺寸，用符號注明送、回風(fēng)口的空氣流動方向； ③剖面圖的剖面位置及其編號。 （3）剖面圖 剖面圖主要反映管道及設(shè)備在垂直方向的布置及尺寸關(guān)系，橫縱向管道的連接，管道、附件和設(shè)備的標(biāo)高等。 （4）系統(tǒng)圖 系統(tǒng)圖主要表示管道在空間的布置及交叉情況，它可以直觀地反映管道之間的上下、前后、左右關(guān)系。圖中應(yīng)注有通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的編號、管道斷面尺寸、設(shè)備名稱及規(guī)格型號等；,（5）詳圖 詳圖主要表示管道、構(gòu)件的加工制作及設(shè)備安裝要求等，如通風(fēng)空調(diào)管件的展開下料，管道吊、托、支架制作，管道的保溫，風(fēng)機減振基礎(chǔ)等設(shè)備的安裝。?？蛇x用國家標(biāo)準(zhǔn)圖。 設(shè)備材料表應(yīng)明確設(shè)備、附件的型號規(guī)格、主要性能參數(shù)及數(shù)量以及材料的性能要求、數(shù)量等。,,6.5.2通風(fēng)空調(diào)施工圖的繪制要求,繪制施工圖是施工圖設(shè)計階段的重要環(huán)節(jié)，它直接體現(xiàn)設(shè)計者成果，也是施工的主要依據(jù)。施工圖的圖幅、標(biāo)題欄、線條、符號、尺寸標(biāo)注、文字、比例、系統(tǒng)與設(shè)備的表達(dá)方式等要嚴(yán)格符合有關(guān)規(guī)定、統(tǒng)一技術(shù)條例及制圖規(guī)定，圖面表達(dá)與計算要一致，施工圖的深度應(yīng)能保證通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)施工質(zhì)量。 （1）平面圖 管道和設(shè)備布置平面圖應(yīng)以直接正投影法繪制，按假想除去上層樓板后俯視規(guī)則繪制，否則應(yīng)在相應(yīng)垂直剖面圖中表示平剖面的剖切符號，剖視的剖切符號應(yīng)由剖切位置線，投射方向線及編號組成，剖切位置線和投射方向線均應(yīng)以粗實線繪制。,用于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的建筑平面圖，應(yīng)用細(xì)實線繪出建筑輪廓線和與通風(fēng)空調(diào)有關(guān)的門、窗、梁、柱、平臺等建筑物配件，并標(biāo)明相應(yīng)定位軸線編號、房間名稱、平面標(biāo)高。常采用繪圖比例為1：100。 （2）剖面圖 剖面圖應(yīng)在平面圖基礎(chǔ)上盡可能選擇反映系統(tǒng)全貌的部位垂直剖切后繪制。斷面的剖切符號用剖切位置線和編號表示。管道不宜用單線繪制，并注明管道、設(shè)備標(biāo)高。常采用繪圖比例為1：100。,（3）系統(tǒng)圖 系統(tǒng)圖是以軸測投影法繪制，宜采用與相應(yīng)的平面圖一致的比例，按正等軸測或正面斜二測按投影規(guī)則繪制。管道系統(tǒng)圖的基本要素應(yīng)與平、剖面圖相對應(yīng)。系統(tǒng)圖可用單線繪制，圖中的管線重疊、密集處，可采用斷開畫法，斷開處宜以相同的小寫拉丁字母表示，也可用細(xì)虛線連接。常采用繪圖比例為1：100。 （4）詳圖 當(dāng)詳圖表示某些設(shè)備或管道系統(tǒng)復(fù)雜連接點的詳細(xì)構(gòu)造及安裝要求時，應(yīng)在平、剖面圖上標(biāo)注索引符號。常采用繪圖比例為1：20或1：50。 需要指出的是：所表示的詳圖如果采用標(biāo)準(zhǔn)圖集中的統(tǒng)一做法時可不必繪出，只需指出標(biāo)準(zhǔn)圖號，供施工人員從標(biāo)準(zhǔn)圖中查閱。,,6.6.3通風(fēng)空調(diào)施工圖示例,現(xiàn)以一儀表車間的空調(diào)施工圖舉例介紹通風(fēng)空調(diào)施工圖的組成。 （1）設(shè)計說明書,,,（2）設(shè)備表,,圖6.19 空調(diào)平面圖（單位：mm）,,圖6.20 Ⅰ-Ⅰ剖面圖（單位：mm）,,圖6.21 Ⅱ-Ⅱ剖面圖（單位：mm）,,圖6.22 空調(diào)系統(tǒng)圖（單位：m）,由圖可見，該空調(diào)系統(tǒng)設(shè)在一層，空調(diào)機房設(shè)在儀表室北面獨立小室。新風(fēng)進(jìn)口由建筑北墻外3.5m標(biāo)高處引入。儀表室的送、回風(fēng)管均設(shè)在機房和儀表室的隔墻上，送風(fēng)管標(biāo)高為3.55m，回風(fēng)管標(biāo)高為1.04m。回風(fēng)進(jìn)入立柜式空調(diào)機組。 新風(fēng)通過單層百葉風(fēng)口、初效過濾器進(jìn)入立柜式空調(diào)機組，和進(jìn)入的回風(fēng)一起進(jìn)行集中處理，處理后的空氣由送風(fēng)管道并通過設(shè)在儀表室標(biāo)高為3.2m的兩個散流器均勻送入室內(nèi)。 平面圖上可以看出兩個剖面圖的剖切位置，Ⅰ—Ⅰ剖面位于建筑4#軸線西側(cè)，由東向西可以看出送風(fēng)管、回風(fēng)口、新風(fēng)管和送風(fēng)口的設(shè)置情況、管道標(biāo)高等；Ⅱ—Ⅱ剖面位于機房和儀表室隔墻北側(cè)，由南向北可以看出送風(fēng)管、新風(fēng)管設(shè)置情況、管道標(biāo)高等。,空調(diào)系統(tǒng)圖可以直觀地反映出空調(diào)管道、設(shè)備和附件的設(shè)置情況及全貌。為降低系統(tǒng)噪聲，新風(fēng)管道、回風(fēng)管道和送風(fēng)管道與空調(diào)機箱均采用硅玻鈦金不燃軟接頭。 為監(jiān)測空調(diào)系統(tǒng)的工作狀況，系統(tǒng)送風(fēng)、回風(fēng)和新風(fēng)管道上還設(shè)有溫度和風(fēng)量測量孔，空調(diào)自控裝置可以根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及用戶需要不斷進(jìn)行即時調(diào)解。,