简明通风设计参考手册.docx

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简明通风设计参考手册

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通

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册

中兴不锈钢配套工程有限公司

一、全面通风方法

1、按照通风的动力不同，全面通风可分为自然通风和机械通风。

2、按照对有害物控制机理不同，全面通风可分为稀释通风、单向流通风、均匀流通风和置换通风。

（1）、稀释通风对整个车间进行通风换气，用新鲜空气把整个车间有害物质稀释到最高允许浓度以下。

该方法所需的全面通风量大，但是控制效果差。

（2）单向流通风通过有组织的气流运动，控制有害物的扩散和转移。

特点是通风量小，控制效果好。

（3）、均匀流通风速度和方向完全一致的宽大气流称为均匀流，用它进行的通风称为均匀流通风。

气流速度原则上要控制在0.2~0.5M/S之间。

这种方法能有效排出室内污染空气。

目前主要用于汽车喷漆室等对气流、温度、湿度控制要求高的场所。

（4）、置换通风置换通风的概念和均匀流通风是基本相同的。

有余热的房间，由于在高度方向上有稳定的温度梯度，如果以较低的风送速（V<0.2~0.5m/s），将送温差较小（2~4）的新鲜空气直接送入室内工作区。

低温的新风在重力的作用小首先下沉，随后慢慢扩散，在地面上形成一层薄薄的空气层。

而室内热源产生的热气流，由于浮力作用而上升，并不断卷吸周围空气。

这样由热气流上升时的卷吸作用、后续新风的推动作用和排风口的抽吸作用，地板上方的新鲜空气缓慢向上移动，形成类似于向上的均匀流的流动，于是工作区的污浊空气为后续的新风所代替。

当达到稳定时，室内空气在温度、浓度上便形成两个区域：

上部的混合区和下部单向流动的清洁区，这种通风方式就叫置换通风。

置换通风的效果和送风条件有关，与传统的稀释通风方式相比，具有节能、通风效率高等优点。

二、全面通风设计

（一）设置条件

1、防止热、蒸气或有害物质的建筑物，当不能采用局部通风或者采用局部通风后达不到卫生标准要求时，应辅以全面通风或者是采用全面通风。

2、设计全面通风时，要尽量采用自然通风，以节约能源和投资。

当自然通风达不到卫生或者是生产要求时，应采用机械通风，或自然与机械的联合通风。

3、民用建筑的厨房、厕所、浴室等宜采用自然通风、或机械通风进行局部通风或全面通风。

（二）设计原则

1、设计集中采暖且有排风的建筑物，在进行风量平衡计算时，应考虑自然补风（包括利用相邻房间的清洁空气）的可能性。

如该建筑物的冷风渗透量能满足排风要求，可不设机械通风装置。

当达不到时，宜采用机械通风装置。

2、对于换气次数小于2次/H的全面排风系统，或每班运行不足2小时的局部排风系统，经风量和热量平衡计算，对室温没有很大影响时，可不设机械送风系统。

3、当相邻房间未设有组织进风装置时，可取其冷风渗透量的50/100作为自然补风。

4、从热平衡的观点看，由于在采暖设计计算中已考虑了渗透风量所需的耗热量，因此用渗透风量直接补偿局部排风量时，在热平衡中可不予考虑。

5、进行热平衡计算时，对于局部排风及稀释有害气体的全面通风应采用冬季采暖室外计算温度。

6、根据卫生标准的规定，排出空气经净化处理后，如其中有害物质浓度不超过室内最高允许浓度的30/100，可返回车间再循环使用。

三、全面通风的气流组织

进行气流组织设计时，应符合下述原则：

1、排风口尽量靠近有害物源，或有害物质浓度较高的区域，以便有害物质迅速排出。

2、送风口尽量靠近操作地点。

送入通风房间的清洁空气应先经过操作地点，再经污染区域排至室外。

3、在整个通风房间内，应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。

4、对设置机械通风的民用建筑、生产厂房几辅助建筑物中要求清洁的房间，当其周围的环境较差时，送风量应大于排风量，使室内保持正压。

对室内产生有害气体和粉尘，可能污染周围相邻房间时，送风量应小于排风量，使室内保持负压。

一般送风量为排风量的80/100~90/100。

5、机械送风系统（包括与热风采暖合并的系统）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和辅助建筑物，当采用上部或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汽，而不同时放散热的生产厂房及辅助建筑物，当从下部地带排风时，宜送至作业地带；

（3）当固定工作地点靠近有害物质放散源，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。

6.同时放散热、蒸汽和有害气体，或仅放散密度比空气小的有害气体的生产厂房，除设局部通风外，宜在上部地带进行自然或机械全面通风，其排风量不宜小于每小时一次换气。

当房间高度大于6米时，排风量可按每平方米地面面积6立方米/小时计算。

7、当采用全面通风消除余热、余温或者是其它有害物质时，应分别从室内温度最高、含湿量或有害物质浓度最大的区域排风，并且其风量分配应符合下列要求：

（1）当有害气体和蒸汽密度比空气小，或在相反的情况下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2/3，从下部地带排出1/3；

（2）当有害气体和蒸汽密度比空气大，且不会形成稳定的上升气流时，宜从房间上部地带排出风量的1/3，从下部地带排出2/3。

注：

·从房间上部地带排出的风量，不应小于每小时一次换气。

·当排出有爆炸危险的气体和蒸汽时，排风上缘距顶棚不应大于0.4m.

·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。

第二节全面通风量的计算

一、不稳定状态下全面通风量的计算

当全面通风量L及室内的有害物散放量M保持稳定，在一段时间内，室内空气中有害物质的浓度Y随时间的变化规律，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---在通风前室内空气中有害物质的浓度，mg/m3；

Г—通风时间，S；

Vf—通风房间的体积，mg/m3；

M–有害物的散发量，mg/m3；

L—全面通风量，mg/m3；

Yi—进风空气中有害物浓度，mg/m3；

当Y0=0时，公式就变成Yn=（M/L+yi）[1-exp（-ГL/Vf）]mg/m3

室内有害物质的浓度Yn是随通风时间的延长而增大的，当Г趋于无穷大时，（通常为ГL/Vf>或=3），室内有害物浓度趋于稳定。

这时的状态称为稳定状态。

二、稳定状态下全面通风量的计算

1、消除余热所需的全面通风量

G1=3600Q/（tp-tj）ckg/h

2、消除余湿所需的全面通风量

G2=Gsh/（dp-dj）kg/h

3、消除有害物质所需的全面通风量

G3=Ρm/（yp-yj）kg/h

式子中：

Q----余热量，KW;

Tp---排出空气温度，oC;

Tj----送入空气温度，co;

C----空气比热，KJ/（kg*oC）;

Gsh---余湿量,g/h;

Dp----排出空气中的含湿量;

Dj---送入空气中的含湿量;

M---室内有害物散发量;

Yp---排出空气中有害物浓度（一般情况下yp=yn）,mg/m3;

Yj---送入空气中有害物浓度;

Ρ---空气密度，kg/m3;

4、如果室内同时散发余热，余湿和有害物质，则取其中的最大值。

5、室内同时散发几种有害物质时，全面通风量取其中最大值。

或者有数种刺激性气体时，全面通风量应按照各种气体分别稀释到容许浓度所需的空气量总和计算。

6、实际上，室内有害物的分布和通风气流不可能非常均匀，混合过程也不可能瞬间完成。

在有害物源附近，空气中有害物的浓度往往会高于室内平均值。

因此，时间所需的全面通风量为G3’=K*G3

式子中G3’----实际所需的全面通风量，kg/h

K-----安全系数。

K值与有害物质的毒性、气流组织方式等因素有关，精心设计的小型实验室K=1，一般的通风房间K=3~9。

三、典型房间的换气次数

当散发有害物数量不能确定时，全面通风量可按换气次数而定。

即

L=nVf

式子中L----全面通气量，m3/h;

n----换气次数，1/h;

Vf---通风房间体积，m3.

某些典型房间的n值如下所示

某些民用及公共建筑的换气次数

序号

房间名称

换气次数（1/h）

进气

排气

一、居住建筑

住宅、宿舍的卧室及起居室

1．0

厨房

3．0

卫生间

1．0~3。

梳洗室

0．5~1。

公共厕所

每个大便器40m3/h

二、医疗建筑

每个大便器20m3/h

病房

3．0

1．0

诊室

1．5

X光室

4．0

5．0

X光的操作室及暗室

2．0

3．0

体疗室

每人50~60m3/h

理疗室

4．0

5．0

一般手术室

5．0

6．0

西药房、调剂室

2．0

中药房、煎药室

1．0

3．0

蒸汽消毒室污部洁部

2．0

4．0

三、托儿所、幼儿园

活动室、寝室、办公室

1．5

梳洗室、厕所

3．0

浴室

1．5

医务室、隔离室

1．5

厨房

3．0

洗衣房

5．0

四、学校

教室

1．0~1。

化学实验室

3．0

厕所

5．0

健身房

3．0

保健室

1．0~1。

五、影剧院

观众厅

每人10M3/H

休息厅

3．0

舞台

1．0

吸烟室

1．0

放映室

每台放映机700M3/H

六、体育建筑

比赛厅

每人10M3/H

七、洗衣房

洗衣间

10．0

13．0

烫衣间

4．0

6．0

包装间

1．0

接受衣服间

3．0

4．0

取衣处

2．0

集中衣服处

1．0

八、公共建筑的共同部分

变电室

10．0

配电室

3．0

电梯机房

10．0

蓄电池室

12．0

制冷空调机房

5．0

汽车库（停车场、无修理间）

2．0

汽车修理间

3．0

地下停车库

4．0~5。

5．0~6。

油罐室

5．0

四、事故通风

1、可能突然放散大量有害气体或有爆炸危险气体的厂房，应设置事故通风装置。

事故排风的排风量应根据工艺资料计算确定。

当缺乏上述资料时，应按照每小时不小于房间全部容积的8次换气量确定。

2、事故排风宜由经常使用的排风系统和事故排风的排风系统共同保证，但必需是事故发生前提供足够的排风量。

3、事故排风的通风机，应分别在室内外便于操作的地点设置开关，其供电系统的可靠等级，应由工艺设计确定。

并应符合国家现行的《工业与民用供电系统的设计规范》以及其他有关规范的要求。

4、事故排风的吸风口，应设在有害气体或者是爆炸危险物质散发量可能最大的地点。

当事故发生向室内散发密度比空气大的气体和蒸汽时，戏风口应设在地面以上0。

3~1。

0处。

反之，则设在上部地带，且对于可燃气体和蒸汽，吸风口应尽量紧贴顶棚布置，其上缘距顶棚不得大于0。

4M。

5．事故排风的排风口，不应布置在人员经常停留或者经常通行的地点，事故排风的排风口，应高于20M范围内的最高建筑物的屋面3M以上，当其与机械送风的进风口的水平距离小于20M时，尚应高于进风口6M以上。

注：

当排放的空气中含有可燃气体和蒸汽时，事故通风系统的排风口，距离发火源不应小于30M。

6、事故排风时，在符合上述要求的条件下，可在外墙或是外窗设置轴流式通风机向室外排风。

但应采取防止气流短路的设施。

第三节风量平衡、热平衡计算

一、风量平衡

通风房间的风量平衡按照下式计算：

Gzj+Gjj=Gzp+Gjp

式中

Gzj-----自然进风量，kg/h;

Gjj------机械进风量,kg/h;

Gzp-----自然排风量,kg/h;

Gjp------机械排风量,kg/h;

二、热平衡

通风房间的热平衡按照下式计算：

ΣQh+c*Lp*Pn*tn+c*L‘p*Pp*tp=ΣQf+cLjj*Pjj*tij+CLzj*Pw*tw+cLhx

Pn*（ts-tn）

式子中：

ΣQh----通过维护结构和材料的总失热量，KW；

ΣQf----生产设备、产品及采暖设备的总放热量，KW；

Lp------在工作区的局部和全面排风量，M3/H

L‘p----上部地区的排风量，M3/H；

Lhx----再循环空气量，M3/H；

tn-----室内工作区空气温度，oc

tp----上部地区排风温度，oc

tw----室外空气温度，oc

ts---再循环空气的送风温度，oc

Pn---室内工作区空气温度，kg/m3

Pp----上部地区空气密度，kg/m3

Pw---室外空气密度，kg/m3

C----空气比热，KJ/（kg*oc）

第四节热、湿及有害物发生量计算

一、散热量计算

（一）工业设备（炉）及容器外表面散热量

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---设备外表面积，M2；

t---设备外表面和室内空气温度差，0C；

△a---对流系数，对于垂直面a=2.55*0.001、对于水平面a=3.24*0.001,KW/（M2*K）;

Cf----设备表面的辐射系数，KW/（M2*K4）；

tb------设备外表面温度，0C；

t‘b----周围物体表面温度，0C；

可以近似认为t‘b=tb=200C；

名称

表面状况

CfW/（M2*K4）

名称

表面状况

CfW/（M2*K4）

绝对黑体

铝

铸铁

钢

抛光

粗糙

氧化

5.77

0.3

3.72~4.42

4.07

耐火砖

红砖

混凝土

水泥沙浆

粗糙

光滑

4.07~4.48

5.36

3.61

3,90

（二）经常开启炉门的各类工业炉

Q=GQr*η

式子中Q-----炉子的散热量，KW;

Qr------燃料的发热量，KJ/kg或KJ/m3;

G------散入车间的热量占总散热量的百分数；

η---燃料的消耗量，kg/h或m3/h;

利用上式计算工业炉的散热量时未包括从炉中取出加热件的散热量。

加热件的散热量在冬季时可不予计算。

各种燃料的理论热值

燃料种类

燃料名称

理论热值

固体燃料

烟煤无烟煤

16750~25120（KJ/kg）

高温焦煤

25120~31400

炭

33910

液体燃料

石油原油

37680~46060（KJ/kg）

汽油

46060~54430

轻油

44800

重油

41870

气体燃料

煤气

5020~8370（KJ/M3）

水煤气

11300~12140

天然气

29310~66990

工业炉散入车间热量占总热量的百分数η

工业炉名称

η（百分比）

工业炉名称

η（百分比）

有烟道的退火炉

35~40

无烟罩、无局部排风罩的加热设备

80~85

有局部排风罩的手锻炉

20~23

有烟道的固定炉底式室炉

45~55（其中包括工件散热）

有烟道同时在炉门口装有局部排风罩的干燥炉

10~15

（三）热水槽的表面散热量

Q=1.16*0.001*（4.9+3.5V）（t1-t2）*F

Q---散热量，KW；

V---水面上空气流速，m/s;

t1—热水温度，0C;

t2---周围空气温度，0C;

F---热水槽表面积。

（四）蒸汽加热槽散热量

Q=B*Q0

式子中Q---散热量，KW；

B----散热系数，B=0.3~0.7;

Q0---加热槽在定温工作时所需热量,KW;

（五）人体散热量

Q=φ*nq

式中Q----人体散热量，KJ/H；

φ---考虑不同性质的工作场所、成年男子、成年女子和儿童的比例不同的群集系数，

n----人数，个；

q----每个成年男子的散热量，KJ/H,

每个成年男子在不同劳动强度和不同室温下的散热量（KJ/H）和散失量（g/h）

项目

室温

静坐：

如影剧院、会堂、阅览室

显热

356

335

322

314

301

289

280

268

255

242

226

209

192

171

155

潜热

100

109

121

134

147

163

180

197

218

234

全热

419

406

402

398

393

389

散失量

极轻劳动：

如办公室、旅馆、体育馆、手表装配、电子元件制造等

显热

389

377

360

348

322

306

285

268

251

234

218

205

184

163

146

潜热

121

130

142

154

167

184

201

214

230

247

263

276

297

318

335

全热

510

507

502

489

490

486

482

481

散失量

102

109

116

123

132

139

轻劳动：

如商店、化学实验室、电子计算机房、工厂台面工作等

显热

423

402

381

356

335

314

293

272

251

230

209

188

167

142

125

潜热

265

268

285

302

323

339

360

381

402

423

444

465

486

511

528

全热

679

670

666

658

653

散失量

105

110

118

126

134

140

150

158

167

175

184

193

203

212

220

中等劳动：

如纺织车、印刷车间、机加工车间等

显热

540

511

482

452

423

402

373

348

318

298

268

243

218

188

163

潜热

310

339

368

398

423

444

473

498

528

548

578

603

628

658

683

全热

850

846

散失量

128

141

153

165

175

184

196

207

219

227

240

250

260

273

283

重劳动：

如炼钢、铸造车间、排练厅、室内运动场等

显热

690

670

649

628

607

586

565

544

523

502

481

460

440

418

398

潜热

775

795

816

837

858

879

900

921

942

963

984

1005

1025

1047

1067

全热

1465

散失量

321

330

339

347

356

365

373

382

391

400

408

417

425

434

443

某些工作场所的群集系数

工作场所

群集系数

工作场所

群集系数

影剧院

0．89

百货商场（售货）

0．89

图书馆阅览室

0．96

纺织厂

0．90

旅馆

0．93

铸造车间

1．0

体育馆

0．92

炼钢车间

1．0

（四）人体散湿量

G=ngφ

式子中G—-人体散湿量，g/h;

g--每个成年男子的散湿量；

n---室内人数，个；

φ—考虑不同性质的工作场所，成年男子，成年女子和儿童的比例，其散湿量不同的群集系数。

二、有害气体散发量的计算

（一）燃烧时散发的有害气体量

1．固体或液体燃料燃烧时

一氧化碳

G1=0.233qb*Cg

二氧化碳

G1=20Sg

2.天然气燃烧时

一氧化碳

G2=0.125qb（VCH4+2VC2H6+3VC3H8+4VC4H10+5VC5H12）

3.人造气体燃料燃烧时

一氧化碳

G2=0.125qb（VCO+VCH4+2C2H4+6VC6H6）

二氧化碳-----根据燃料的成分，将二氧化硫也换算成VH2S来考虑。

式子中

G1---有害气体散发量，g/kg

G2---有害气体散发量，g/M3n

qb---燃料的化学成分不完全燃烧的百分比，

Cg----燃料中含炭的百分比；

Sg----燃料中含硫的百分比

Vco、VCnHn、VC2H4、VH2S----气体燃料中所含一氧化碳等该种气体的容积百分比。

燃料的化学成分不完全燃烧的百分比

燃料种类

Qb百分比

燃料种类

Qb百分比

木料

木炭

泥煤

焦碳

褐煤

重油

烟煤

人造煤气

无烟煤

天然气

（二）炉子缝隙漏气量，可按照燃烧过程产生的有害物总量的3/100~8/100考虑

（三）设备或管道不严密处漏出有害气体量为

G=CV*{[M/（273+t）]开平方}

G---有害气体量，kg/h;

C---系数，

V---设备或管道内部容积，m3;

M---气体分子量，

t---气体温度，0C。

系数C值

工作压力（KPa）

<100

100

600

1600

4000

0.121

0.166

0.182

0.189

0.252

气体分子量M

名称

空气

NH3

NO2

H2S

SO2

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