简洁全面的通风系统设计入门

发布时间:2016-10-31 09:07

要真正了解室内通风如何设计,做好室内通风设计,需要设计人员根据建筑物的现状,当地的气候条件,因势利导,实事求是地做设计,只有这样,才能做出满足用户需求的室内通风设计方案。

1 通风设计原则

2 通风设备选择

3 通风管道设计

4 进出风口形式与安装位置

5 通风设计注意事项

 

通风设计原则

如何选择房间所需要的风量?

要确定一个空间所需要的风量,我们首先要搞清楚一个概念:什么是换气次数?

假设一个房间的面积是100平米,高度是2.8米。这间房子的容积就280立方米。如果我们每小时送进去280立方米的室外新鲜空气,同时排出来280立方米的室内污浊空气,我们就说这间房间的换气次数达到1次。

确定房间所需要的风量,有2个办法:一是按每人每小时需要的新风量计算,二是按换气次数计算。

1.1 按每人每小时需要的新风量计算,是根据室内经常活动的人数确定,国家规定保证每人不小于30立方米的新风量。比如,一个家庭4口人,房间每小时所需要的风量就是不低于120立方米。

1.2 按换气次数计算,一般来说,家庭住宅换气次数一般在每小时1-2次,公共场所因为人流大,换气次数一般选择每小时3-5次,请参见现行《GB50736-2012 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》要求。

对于特殊行业,如医院的手术室,特护病房,实验室,工厂的车间等等,要按照国家的相关规范要求,来确定所需要的新风量。请见南社百科《全面了解新风系统(设计、计算、选型、预算、安装、使用及常见问题)》。

风压怎样确定?

风压取决于通风管道的长度与阻力,管道越长,需要的风压越大。

原则上一台新风换气机只负责一层楼面所需的新风量,不要一台新风换气机管2个或者2个以上的楼层,那样的话,通风管道太长,风阻太大,风损大,费用高,工程量大,得不偿失。

通风设计原则

怎样确定通风系统的气流组织形式?

按照通风系统的送风口与回风口位置的相互关系和气流方向,新风系统的气流组织形式一般分为上送风下回风,上送风上回风,下送风上回风三种方式。

上送风下回风

这是最基本的新风系统气流组织形式,新风系统的送风由位于房间上部的送风口送入室内,而回风口设在房间的下部。上送风下回风方式的送风在进入工作区前就已经与室内空气充分混合,易于形成均匀的温度场和速度场。

上送风上回风

送风口与回风口都安装在房间上部,气流从上部送下,经过工作区后回流向上进入回风管。

下送风上回风

送风从房间下部进入,下送方式能使新鲜空气首先通过工作区,同时由于是顶部排风,因而,房间上部余热可以不进入工作区而被直接排走。考虑到人的舒适需要,送风速度一般不超过每秒0.5~0.7米。但是采用下送风上回风方式,地面容易积聚脏物,有可能影响到送风的清洁度。

新风系统的气流组织方式主要有以上三种,其中上送风上回风是最常见的。

车间气流组织原则

全面通风效果与车间的气流组织密切相关。一般通风房间的气流组织有多种方式,设计时要根据有害物源位置、工人操作位置、有害物性质及浓度分布等具体情况来确定,应遵循下列原则。

(1)排风口应尽量靠近有害物源或有害物浓度高的区域,把有害物迅速从室内排出。

(2)送风口应尽量接近操作地点。送入通风房间的清洁空气,要先经过操作地点,再经污染区域排至室外。

(3)在整个通风房间内,尽量使送风气流均匀分布,减少涡流,避免有害物在局部地区的积聚。

为了把有害物从室内迅速排出,排风口应尽量设在有害物浓度高的区域。因此,了解车间内的有害气体浓度分布,是设计全面通风时必须注意的一个问题。 有人认为,当车间内散发的有害气体其密度较大时,有害气体会沉积在下部,排风口应设在车间下部。这种看法是不全面的,实际上有害气体在车间内的分布,不单纯取决于有害气体本身的密度,更主要是取决于有害气体与室内空气混合后的混合气体密度。车间内有害气体浓度一般不会太高,由此引起的空气密度增值一般不会超过0.3~0.4g/m3。但是,空气温度变化1℃,所引起的密度变化值为4g/m3。由此可见,只要室内空气温度分布有极小的不均匀,有害气体就会随室内空气一起运动。因此,有害气体本身的密度大小对其浓度分布的影响是极小的。只有当室内没有对流气流时,密度较大的有害气体才会集中在车间下部。另外,有些比较经的挥发物如汽油、醚等。由于蒸发吸热,使周围空气冷却,会和周围空气一起有下降的趋势。

根据采暖通风空气调节设计规范的规定,机械送风系统的送风方式应符合下列要求:

(1)放散热或同时放散热、湿和有害气体的生产厂房及辅助建筑物,当采用上部或上、下部同时全面排风时,宜送至作业地带;

(2)放散粉尘或密度比空气大的气体或蒸气,而不同时放散热的生产厂房及辅助建筑,当从下部地带排风时,宜送至上部地带;

(3)当固定工作地点靠近有害物放散源,且不可能安装有效的局部排风装置时,应直接向工作地点送风。

设计规范还规定,采用全面通风消除余热、余湿或其它有害物质时,应分别从室内湿度最高、含湿量或有害物质浓度最大的区域排风,并且排风量分配应符合下列要求:

(1)当有害气体和蒸气密度比空气小,或在相反情况下,但车间内有稳定的上升气流时,宜从房间上部地带排出所需风量的三分之二,从下部地带排出三分之一;

(2)当有害气体和蒸气密度比空气大,车间内不会形成稳定的上升气流时,宜从房间上部地带排出所需风量的三分之一,从下部地带排出三分之二;

(3)房间上部地带排出风量不应小于每小时一次换气;

(4)从房间下部地带排出的风量,包括距地面2m以内的局部排风量。

各种气流组织方式的选择

下图所示为各种送风与排风组合的优劣情况,设计时可根据实际情况选用合适的组织方式。

 
通风设备选择

可以用来做新风系统的主机有很多种类,如热交换新风机,双向流新风机,单向流新风机,风机箱,静音风机等。






通风设备参数

风量:单位时间内空气的流通量,用于表明通风设备的能力,计算单位是每小时

立方米。

风压:是克服风流阻力产生的压头,是通风设备对空气提供的动力。通常所说的风压是机外静压。

功率:通风设备的功率风机箱所输送的气体,在单位时间内从风机箱所获得的有

效能量。单位为KW。

效率:风机箱效率是指输出功率除以轴功率。风机箱在把原动机的机械能传递给

气体的过程中,因为克服各种损失而会消耗一部分能量,风机箱的轴功率不可能全部转变为有效功率,可用效率来反映风机箱能量损失的大小。

噪声:噪声是发声体做无规则振动时发出的声音,即嘈杂、刺耳的声音。噪声用

dB 来表示,dB 表示两个量的比值大小,没有单位。噪声的大小是人们选择通风设备的一个重要参数。有关噪声知识,请见南社百科《全面了解“噪声”及暖通空调系统中设备的噪声与减振处理方法》。

 

通风管道设计

通风管道系统的设计计算步骤

在进行通风管道系统的设计计算前,必须首先确定各送(排)风点的位置和送(排)风量、管道系统和净化设备的布置、风管材料等。

选择合理的空气流速。风管内的风速对系统的经济性有较大影响。流速高、风管断面小,材料消耗少,建造费用小;但是,系统压力损失增大,动力消耗增加,有时还可能加速管道的磨损。流速低,压力损失小,动力消耗少;但是风管断面大,材料和建造费用增加。对除尘系统,流速多低会造成粉尘沉积,堵塞管道。

设计管道的两个重要参数:风量、风压。

风量设计:为了确定送风管道截面积大小,在风管设计尽量小的情况下保证主管风速5m/s,支管风速3m/s。

风管计算公式:所选设备风量÷3600÷风速=风管截面积

同时注意保证风管:长边÷短边≤4 一般不要>4 特殊情况特殊对待。

风压设计:也叫机外静压。为了计算在送风过程中克服阻力所需的参数。简单来说,就是能将风送多大距离的动力。风压估算值在弯头、三通、变径等较少的情况下,每米损失按8pa左右计算。

 

进出风口形式与安装位置

外墙风口

新风机是用来室内通风换气的设备,它可以实现室内外空气的交换,所以,它需要通风管道输送空气,也需要在建筑物外墙上打孔,作为进风口与出风口。为了防止雨水流向室内,

进风口与出风口都必须安装外墙风口。外墙风口一般使用不锈钢或者塑料制成,不锈钢外墙风口使用最为普遍。

不锈钢外墙风口通常安装在建筑物外墙上,可以防雨、防蚊虫及其他小动物与阻挡灰尘杂物,作为室内通风系统,空调系统的进气口与排气孔。也常常用于抽油烟机、排气扇、浴霸等通风管道上,所以说,不锈钢外墙风口的应用十分广泛。

不锈钢外墙风口东西虽然不大,但是,它在通风系统中的作用不可缺少,在某种意义上来说,它是通风系统的守门员,没有它,通风系统就不能正常运行。我们在设计与安装通风系统时,不要忘记正确选择与使用不锈钢外墙风口。

室内风口

1 新风系统室内出风口尺寸的大小首先取决于新风系统容量的大小,如果出风口尺寸过大,风管过长,则气流速度就会下降,从而影响室内通风效果;如果出风口尺寸选择过小,则气流速度会变快,从而导致风直接吹向人体,人们就会感到不舒服,气流速度变快还有可能导致气流噪音过大。为防止风口噪音,出风口的风速一般应该设计在每秒2~5米。

房间层高在3~4 米时,风速在每秒2~2.5米为好。根据经验,一般可将设计20~25平方米面积安装一个风口,每个风口风量不大于每小时500立方米。

由于室内一般只能看到中央空调的出风口,如果出风口尺寸设计不合理,会造成不美观,带来视觉上的污染,这也是必须引起设计人员注意的一个问题。

2 根据气流形式、送风口安装位置以及建筑装修等方面的要求,可以选用不同形式的送风口。送风口的种类繁多,按送出气流形式主要分为四种类型。

另外,送风口按其安装位置分类,可分为顶棚送风口、侧墙送风口、窗下送风口及地面送风口等。还常常将格栅送风口、百叶送风口、条缝送风口等安装在侧墙上或风管侧壁上的送风口统称为侧送风口。(详见南社相关百科)

 

回风口的形式

1 在新风系统与空调通风系统中,回风口是必不可少的组成部分。

回风口附近的空气气流速度急剧下降,对室内气流组织的影响不大,因而回风口构造比较简单,类型也不多。最简单的就是在孔口上装金属网,以防杂物被吸入。为了美观,可以在孔口上装各种图案的格栅。

回风口的形状和位置根据气流组织要求而定。若设置在房间下部区域时,为避免灰尘和杂物被吸入,回风口下缘离地面至少为0.20米。

在空调工程中,回风口应能够进行风量调节,若回风口上没有安装调节装置,则应在支。

2 回风口的吸风速度

回风口位于房间上部时,吸风速度取4~5m/s,回风口位于房间下部时,若不靠近人员经常停留的地点,取3~4m/s,若靠近人员经常停留的地点,取1.5~2m/s,若用于走廊回风时,取1~1.5m/s。

 

新风系统采用什么形式的送风口,取决于新风系统的使用环境,设计人员要根据实际情况来选用合适的送风口。

 
通风设计注意事项

在明确了通风管道使用的材质后,下一步就要确定通风风管的走向和布置。在一个建筑物内部,有各种附属设施,比如暖通管道,给水排水管,供电照明,通讯电缆等等。施工前,负责现场总管的工程师,应将各工种的管线,画在一张平面图上,每种管道用一种彩色笔。

在各交点处综合其标高,看是否有矛盾之处,及时发现,将问题解决在安装之前。

要做好新风系统设计,需要深入安装现场勘测,因为新风系统的安装现场的情况是千差万别的,新风系统设计人员要具体情况具体对待,只要真正了解现场情况,就一定能做好新风系统设计。


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