【導讀】本課程是面對土木工程專業(yè)開設的專業(yè)選修課程?！杜照{(diào)》課程在高等院校工程類專業(yè)特別是城建類、土木類專業(yè)中占有重要地位。于今后從事的建設工作十分有益。方法，培養(yǎng)學生具備一定的民用和工業(yè)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設計能力。[15]《高層民用建筑設計防火規(guī)范》2020年版.北京：中國計劃出版社,2020. 建筑采暖系統(tǒng)的任務和目的就是滿足人們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣a(chǎn)所需要的大量的熱能，在1877年，美國建成了。暖系統(tǒng)的熱源，而美國和西歐則以區(qū)域鍋爐房為主。根據(jù)這三個主要組。程不僅承擔為房間加熱的任務，還常常為房間內(nèi)的其他生活、生產(chǎn)過程提供熱量。以對流換熱為主要方式的供暖，稱為對流供暖。系統(tǒng)中的散熱設備是散熱器的稱為散熱。器供暖系統(tǒng)；利用熱空氣作為熱媒，向室內(nèi)供給熱量的供暖系統(tǒng)，稱為熱風供暖系統(tǒng)。其散熱設備，主要采用金屬輻射板或以建筑物部分。目前，集中供熱已成為現(xiàn)代化城鎮(zhèn)的重要基礎設施之一，是。熱效率高，節(jié)省燃料。小型鍋爐房的熱效率一般不超過60%。

　　

【正文】 也有兩種表示方法，即質(zhì)量濃度和顆粒濃度。顆粒濃度是每立方米空氣中所含粉塵的顆粒數(shù)。 二、 通風方式 通風方式分類有如下兩種 : （一）按照通風系統(tǒng)作用范圍可分為全面通風和局部通風 29 全面通風是對整個房間進行通風換氣，用送入室內(nèi)的新鮮空氣把房間里的有害氣體濃度稀釋到衛(wèi)生標準的允許范圍以下，同時把室內(nèi)污染的空氣直接或經(jīng)過凈 化處理后排放到室外大氣中去。局部通風是采取局部氣流，使局部地點不受有害物的污染，從而造成良好的工作環(huán)境。 （二）按照通風系統(tǒng)的作用動力可分為自然通風和機械通風 自然通風是利用室外風力造成的風壓，以及由室內(nèi)外溫度差產(chǎn)生的熱壓使空氣流動的通風方式，機械通風是依靠風機的動力使室內(nèi)外空氣流動的方式。 在通風系統(tǒng)設計時，先考慮局部通風，若達不到要求，再采用全面通風。另外還要考慮建筑設計和自然通風的配合。 第二節(jié) 機械通風 一、全面通風 對整個車間全面均勻地進行送風的方式稱為全面送風 (如圖 21所示 )。全面送風可以 利用自然通風或機械通風來實現(xiàn)。全面機械送風系統(tǒng)利用風把室外大量新鮮空氣經(jīng)過風道、風口不斷送入室內(nèi)，將室內(nèi)污染空氣排至室外，把室內(nèi)有害物濃度稀釋到國家衛(wèi)生標準的允許濃度以下。 對整個車間全面均勻進行排氣的方式稱全面排風 (見圖 22)。全面排風系統(tǒng)既可利用自然排風，也可利用機械排風。全面機械排風系統(tǒng)利用全面排風將室內(nèi)的有害氣體排出，而進風來自不產(chǎn)生有害物的鄰室和本房間的自然進風，這樣形成一定的負壓，可防止有害物向衛(wèi)生條件較好的鄰室擴散。 一個房間常常可采用全面送風和全面排風相結合的送排風系統(tǒng)，這樣可較好地排除有 害物。對門窗密閉、自行排風或進風比較困難的場所，通過調(diào)整送風量和排風量的大小，使房間保持一定的正壓或負壓。 圖 21 全面機械送風 (自然排風 ) 圖 22 全面機械排風 (自然送風 ) 30 事故通風是為防止在生產(chǎn)車間當生產(chǎn)設備發(fā)生偶然事故或故障時，可能突然放散的大量有害氣體或爆炸性氣體造成更大人員或財產(chǎn)損失而設置的排氣系統(tǒng)，是保證安全生產(chǎn)和保障工人生命安全的一項必要措施。 置換通風是新鮮的空氣直接進入工作區(qū)，并在地板上形成一層 較薄的 ―空氣湖 ‖。置換通風的主導氣流是由室內(nèi)熱源產(chǎn)生向上的對流氣流，送風速度較小，對室內(nèi)主導氣流無任何實際的影響。底部風口送出的新鮮空氣首先通過人體，余熱和污染物在浮力及氣流組織的驅(qū)動力作用下向上運動，所以，置換通風能在室內(nèi)工作區(qū)提供良好的空氣品質(zhì)。 二、全面通風量的確定 所謂全面通風量是指為了改變室內(nèi)的溫度、濕度或把散發(fā)到室內(nèi)的有害物稀釋到衛(wèi)生標準規(guī)定的最高允許濃度以下所必須的換氣量。一般按下列方法計算。 （一）為稀釋有害物所需的通風量 ()pskxL yy? ? （ 22） 式中： L—全面通風量， m3/s； k—安全系數(shù)，一般在 1～ 3 范圍內(nèi)使用； x—有害物質(zhì)散發(fā)量， g/s； py —室內(nèi)空氣中有害物的最高允許濃度， g/m3； sy —送風中含有該種有害物質(zhì)濃度， g/m3。 （二）為消除余熱所需的通風量 ()psQL c t t?? ? （ 23） 式中： L—全面通風量， m3/s； Q—室內(nèi)余熱量， kJ/s； c—空氣的質(zhì)量比熱，可取 0℃ ； tp—排風溫度， 0℃ ； ts—送風溫度， 0℃ ； ρ—空氣密度，可按下式近似確定： o3 31 .2 9 3 . / 3 5 3 /11273k g C m k g mTt? ??? （三）為消除余濕所需的通風量 31 ()psWL dd?? ? （ 24） 式中： W—余濕量， g/s； dp—排風含濕度， g/kg 干空氣； ds—送風含濕量， g/kg 干空氣。 當室內(nèi)散發(fā)有害蒸汽和氣體時，全面通風量應按各種氣體分別稀釋至容許濃度所需空氣量的總合計算，當室內(nèi)同時放散余熱，余濕時，全面通風量按其中所需最大的空氣量計算。 對于產(chǎn)塵的建筑房間，采用全面通風不一定能夠有效地降低室內(nèi)空氣中的含塵濃度，有時反而會揚起已經(jīng)沉降落地或附在各種表面上的粉塵，造成個別地點濃度過 高的現(xiàn)象。因此除特殊場合外很少采用全面通風的方式，而是采取局部控制，防止進一步擴散。 當散入室內(nèi)有害物數(shù)量無法具體計算時，全面通風量可按類似房間換氣次數(shù)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行計算。換氣次數(shù) n 是指通風量 L(m3/h)與房間體積 V(m3)的比值，即 n=L/V 因此通風量 L=nV (25) 一些房間的換氣次數(shù)可參見表 21 表 21 居住及公共建筑的換氣次數(shù) 房間名稱 換氣次數(shù) (次 /h) 房間名稱 換氣次數(shù) (次 /h) 住宅宿舍的居室 住宅宿舍的 洗室 住宅宿舍的浴室 住宅的廚房 食堂的廚房 ~ ~ 食堂的貯藏室 (米、面 ) 托幼的廁所 托幼的吁 洗室 托幼的浴室 學校禮堂 三、空氣質(zhì)量平衡和熱量平衡 （一）空氣質(zhì)量平衡 在通風房間中，無論采用哪種通風方式，單位時間進入室內(nèi)的空氣質(zhì)量應和同一時間內(nèi)排出的空氣質(zhì)量保持相等。即通風房間的空氣質(zhì)量要保持平衡，這就是空氣平衡?？諝馄胶獾臄?shù)學表達式為 Gjj+Gzj =Gjp+Gzp (26) 式中： Gjj—機械進風量， kg/s； Gzj—自然進風量， kg/s； Gjp—機械排風量， kg/s； Gzp—自然排風量， kg/s。 32 在工程實際中為滿足各類通風房間及鄰室的衛(wèi)生要求，常利用無組織自然滲透通風措施，使?jié)崈舳纫筝^高的房間維持正壓，使機械送風量略大于機械排風量 (5%～ 10%)，使污染嚴重的房間維持負壓，使機械送風量小于機械排風量 (10%～ 20%)，用自然滲透通風來補償以上兩種情況的不平衡部 分。 （二）熱平衡 熱平衡是指室內(nèi)的總得熱量和總失熱量相等，以保持車間內(nèi)溫度穩(wěn)定不變，即 ΣQd= ΣQs (27) ΣQd—總得熱量， kW； ΣQs—總失熱量， kW。 車間總得熱量包括很多方面，如生產(chǎn)設備散熱、產(chǎn)品散熱、照明設備散熱、采暖設備散熱、人體散熱、自然通風得熱、太陽輻射得熱及送風得熱等。車間的總體熱量為各得熱量之和。 車間的總失熱量同樣包括很多方面，有維護結構失熱、冷材料吸熱、水分蒸發(fā)吸熱、冷風 滲入耗熱及排風失熱等。 對某一具體的車間得熱及失熱并不是如上所述的幾項都有，應根據(jù)具體情況進行計算。在設計全面通風系統(tǒng)時，常需將空氣量平衡和熱量平衡兩者聯(lián)系起來考慮，現(xiàn)舉例如下： 【例 1】已知某車間為排除有害氣體的局部排風量 Gp=，冬季工作地點的溫度=15℃ ，不足的熱量 (指建筑熱損失與生產(chǎn)散熱量的差值 )Q=，當?shù)氐牟膳嬎銣囟?tw=–25℃ ，試確定冬季機械送風系統(tǒng)的風量和溫度。 【解】取機械送風量等于總排風量的 90%，即 Gs==，不足的 進風量靠自然滲透來彌補，則滲入風量 =－ =+=+Q 即 +(–25)=15+ ts≈31℃ 四、全面通風的氣流組織 全面通風的效果不僅與全面通風量有關，還與通風房間的氣流組織有關。全面通風的進排風應使室內(nèi)的氣流從有害物質(zhì)濃度較低的地區(qū)流向較高的地區(qū)，使氣流將有害物質(zhì)從人員停留地區(qū)帶走。通風房間氣流組織的常用形式有：上送下排 、下送上排、中間送上下排等，選用時應按照房間功能、污染物類型、有害源位置及分布情況、工作地點的位置等因素來確定。圖 23所示為幾種不同的全面通風氣流組織示意圖。 33 圖 23 全面通風房間的氣流組織示意圖 氣流組織方式通常按下列原則確定： (1) 送風口應盡量接近并經(jīng)過人員工作地點，再經(jīng)污染區(qū)排至室外。 (2) 排風口盡量靠近有害物源或有害物濃度高的區(qū)域，以利于把有害物迅速從室內(nèi)排出。 (3) 在整個通風房間內(nèi)，盡量使進風氣流均勻分布，減少渦流，避免有害物質(zhì)在局部地區(qū)積聚。 工程設計中，通常采用以下的氣流組 織方式： (1) 如果散發(fā)的有害氣體溫度比周圍氣體溫度高，或受車間發(fā)熱設備影響產(chǎn)生上升氣流時，無論有害氣體濃度大小，均應采用下送上排的氣流組織方式。 (2) 如果沒有熱氣流的影響，散發(fā)的有害氣體密度比周圍氣體密度小時，應采用下送上排的方式；比周圍空氣密度大時，應從上下兩個部位排出，從中間部位將清潔空氣直接送至工作地點。 (3) 在復雜情況下，要預先進行模擬實驗，以確定氣流組織方式。因為通風房間內(nèi)有害氣體濃度分布除了受對流氣流影響外，還受局部氣流、通風氣流的影響。 五、局部通風 局部送風是將符合要求的空氣輸送 、分配給局部工作區(qū)，適用于產(chǎn)生有害物質(zhì)的廠房，如圖 24所示。局部送風可直接將新鮮空氣送至工作地點，這樣既可改善工作區(qū)的環(huán)境條件，也利于節(jié)能。 局部排風是將有害物質(zhì)在產(chǎn)生的地點就地排除，并在排除之前不與工作人員相接觸。與全面通風相比較，局部排風既能有效地防止有害物質(zhì)對人體的危害，又能大大減少通風量，如圖 25所示。 局部排風系統(tǒng)由排風罩、風管、凈化設備和風機等組成。排風罩是排除有害物質(zhì)的起始設備，它的性能對局部排風系統(tǒng)的技術經(jīng)濟效果有著直接影響。選用的排風罩應以最小的風量有效而迅速地排除工作地點的有害物，常 用局部排風罩有：密閉罩、外部吸氣罩、吹吸式 34 排風罩和接受罩，如圖 2圖 27所示。 圖 24 局部送風系統(tǒng)示意圖 圖 25 局部排風系統(tǒng)示意圖 圖 26 密閉式排風罩 圖 27 外部吸氣排風罩 凈化處理設備，常用的有以下幾種： 1) 電除塵器 又稱靜電除塵器。它是利用靜電力使塵粒從氣流中分離，是一種高效干式過濾器。用于去除微小塵粒，除塵效率高，處理能力大。但它設備龐大，投資高，結構復雜，耗電量大。目前主要用于某些大 型工程或是進風的除塵凈化處理中。 由于受到技術經(jīng)濟條件的限制或有害物的毒性微小，可將未經(jīng)凈化或凈化不完善的廢氣直接排入高空，通過在大氣中擴散進行稀釋，以使降落到地面的有害物質(zhì)的濃度不超過衛(wèi)生標準中規(guī)定的 ―居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)最高允許濃度 ‖，這種處理方法稱為有害氣體的高空排放。 2) 旋風除塵器 旋風除塵器利用氣流旋轉(zhuǎn)過程中作用在塵粒上的慣性離心力，使塵粒從氣流中分離的。旋風除塵器結構簡單、體積小、維護方便，對于 10 181。m～ 20 181。m的粉塵，效率為 90%左右。旋風除塵器在通風工程中得到了廣泛的應用，它主要用于 10 181。m以上的粉塵，也用做多級除塵中的第一級除塵器。 3) 濕式除塵器 濕式除塵器是通過含塵氣體與液滴或液膜的接觸使塵粒從氣流中分離的。濕式除塵器與 35 吸收凈化處理的工作原理相同，可以對含塵、有害氣體同時進行除塵、凈化處理。它的優(yōu)點是結構簡單、投資低、占地面積小、除塵效率高，能同時進行有害氣體的凈化。它適宜處理有爆炸危險或含有多種有害物的氣體。它的缺點是有用物料不能干法回收，泥漿處理比較困難，為了避免水系污染，有時要設置專門的廢水處理設備。 4) 過濾式除塵器 當含塵氣流通過固體濾料時，粉塵借助于篩濾、慣性碰 撞、接觸阻留、擴散、靜電等綜合作用，從氣流中分離的一種除塵設備。過濾方式有兩種，即表面過濾和內(nèi)部過濾。濾料的種類很多，選用濾料時必須考慮含塵氣體的特性和濾料本身的性能。如袋式除塵器 (一種干式高效除塵器 )常利用纖維織物的過濾作用除塵。用于室外進風凈化處理的空氣過濾中，其濾料可以采用金屬絲網(wǎng)、玻璃絲、泡沫塑料、合成纖維等材料制作。 第三節(jié) 自然通風 一、自然通風系統(tǒng)的形式 自然通風是借助于自然壓力 ——―風壓 ‖或 ―熱壓 ‖促使空氣流動的，它是一種比較經(jīng)濟的通風方式，不消耗動力，可以獲得巨大的通風換氣量，它有以下 幾種形式。 （一）有組織的自然通風 在圖 2圖 29所示的兩種自然通風方式中，空氣是通過建筑圍護結構的門、窗孔口進出房間的，可以通過設計計算獲得需要的空氣量，也可由通風管上的調(diào)節(jié)閥門以及窗戶的開度控制風量的大小，因此成為有組織的自然通風。 圖 28 熱壓作用的自然通風 圖 29 風壓作用的自然通風 （二）管道式自然通風 管道式自然通風是依靠熱壓通過管道輸送空氣的一種有組織的自然通風，室外空氣從進風口進入室內(nèi)，經(jīng)加熱處理后由送風管道送至房間，熱空氣散熱冷卻后，從各房間下部的排風 口經(jīng)排風道由屋頂排風口排出室外，常用在集中供暖的民