简述新风换气与排风(含设计选型实例分析)

《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2105):

3.2.8 单一立面外窗(包括透光幕墙)的有效通风换气面积应符合下列规定:

1 甲类公共建筑外窗(包括透光幕墙)应设可开启窗扇,其有效通风换气面积不宜小于所在房间外墙面积的10%;当透光幕墙受条件限制无法设置可开启窗扇时,应设置通风换气装置。

2 乙类公共建筑外窗有效通风换气面积不宜小于窗面积的30%。

《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2005):

5.3.14 建筑物内设有集中排风系统且符合下列条件之一时,易设置排风热回收装置(全热和显热)的额定热回收率不应低于60%。

1 送风量大于或等于3000m3/h的直流式空气调节系统,且新风与排风的温度差大于或等于8℃。

2 设计新风量大于或等于4000m3/h的空气调节系统,且新风与排风的温度差大于或等于8℃。

3 设有独立新风和排风的系统。

5.3.15 有人员长期停留且不设置集中新风、排风系统的空气调解区(房间),宜在各空气调节区(房间)分别安装带热回收功能的双向换气装置。

工作原理:

基本构成:

换热器:

设备选型:

注:1、确定房间所需新风量时,应根据房间空间大小及室内人员数量综合考虑,根据上表推荐数据分别按“每人所需新风量”和“房间新风换气次数”计算出新风量数值,取二者中较大值,作为设备选型依据。

目前基本参照:《室内空气质量标准(GB/T18883-2002)》。

计算实例:

某计算机房面积S=60㎡,净高h=3m,人员n=10(人);

若按每人所需新风量计算,则新风量Q1=n×q=10×50=500m3/h。

若按房间新风换气次数计算,取房间新风换气次数p=4(次/h);

则新风量Q2=P×S×H=4×60×3=720m3/h;

由于Q2>Q1;

故取Q2作为设备选型的依据。

使用场所及应用:

排风系统:

排风系统的设计原则:对于控制要求。要能控制部分房间而不影响其它房间的使用,又或部分房间不要求同时使用的是不是要设置成不同的排风系统。对于有污染的房间,要求将排风系统做成单独的系统。

对于如下情况的排风系统应单独设置:

1排风介质混合后能产生或加剧腐蚀性、毒性、燃烧爆炸危险性和发生交叉污染;

2排风介质中有毒与无毒,毒性相差很大;

3易燃、易爆与一般排风。

通风机的种类:根据风机的传动方式分为:

1轴流通风机,2离心通风机。

这两种风机在使用中有很多具体的类型,如:管道式离心风机、管道式斜流风机、房间式通风器(一般用于卫生间或排风量较小的房间)、壁式风机(常见用于大空间仓库类房间)、屋顶通风机(安装于厂房建筑的屋面)等等。

一般在制药类净化厂房中使用风机类型管道式风机或屋顶通风机。离心或轴流风机都常见到。

风机、风管的设计选择依据:

在设计时根据换气次数求出单位时间内整个房间的通风量(L:换气量,n:换气次数,:房间体积)。换气次数,根据房间的使用功能来确定,房间一般5~10次/h。通风机的风量除应满足计算风量外,还应增加一定的管道漏风量,排风系统的漏风附加率不大于10%。再根据房间的通风量,和所需要的风压来选择确定风机的大小。风压的大小要具体计算每段的局部压力损失。对于一般的通风系统,风管压力损失值(Pa)

下面我们从实际一案例来说明:

1、假设在直径300mm的风管中风速为0.5m/m,它的风压是多少帕?怎么计算?

解:(首先,我们要知道风机压力是做什么用的,通俗的讲:风机压力是保证流量的一种手段。基于上述定义,我们可以通过一些公式来计算出在300mm管道中要保证风速为0.5m/s时所需的压力。)

1.1压力:Re=(D*ν/0.0000151)

=(0.3*0.5/0.0000151)=9933.77Pa

1.2风阻系数:λ=0.35/Re^0.25=

0.35/9933.77^0.25=0.035

1.3每米压力:R=[(λ/D)*(ν^2*γ/2)]*65=

(0.035/0.3)*(0.5^2*1.2/2)=0.07Pa

故:在每米直径300mm风管中要保证0.5m/s的风速压力应为0.07Pa。

2.假如一台风机它的风量为10000³/h,分别给10个房间抽风,就是有10个抽风口,风管的主管道是直径400mm,靠近风机的第一个抽风口的风压和抽风量肯定大于后面的抽风口,要怎么样配管才能使所有的抽风口的抽风量一样?要怎么计算?

解:

2.1风管中的流速:

ν=Q/(r^2*3.14*3600)=10000/(0.2^2*3.14*3600)=22.11(m/s)

2.2平衡各抽风口的压力,并计算出各个抽风口的直径:为保证各抽风口的流量相等,需对各抽风口的压力进行平衡,我们采用试算法调管径。当支管与主环路阻力不平衡时,可重新选择支管的管径和流速,重新计算阻力直至平衡为止。这种方法是可行的,但只有试算多次才能找到符合节点压力平衡要求的管径。设1-2段的阻力值为Ho,为使节点2的压力达到平衡,应使4-2段的阻力H等于Ho。设每一个抽风口的间距为1m,每条支管长为1m。

2.3计算出每条支管的平均流量:

Qo=Q/10=10000/10=1000m3/h

2.4、计算出1-2段的管道直径:Do=√[Qo*4/(ν*3.14*3600)]=

√[1000*4/(22.11*3.14*3600)]=126.5mm

2.5、计算出1-2段的阻力:Re=D*ν/0.0000151=0.1265*22.11/0.0000151

=185226

λ=0.35/Re^0.25=0.35/185226^0.25=0.0168Ro

=[(λ/D)*(ν^2*γ/2)]*65

=(0.0168/0.1265)*(22.11^2*1.2/2)=38.7Pa

2.6、平衡1-2段与2-4段的压力并计算出2-4段的管道直径:D1=Do(H1/Ho)^0.225=126.5

由以上实例可看出,风管的风量的计算不仅有公式,而且还需具备对管路各压力点的了解,所以选择风量对应的风机选型时,必须考虑全面,而且综合全部因素。

一般风压就是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力。根据伯努利方程得出的风-压关系,风的动压为:wp=0.5·ro·v² (1)

wp为风压[kN/m²],ro为空气密度[kg/m³],v为风速[m/s]。

由于空气密度(ro)和重度(r)的关系为 r=ro·g,因此有 ro=r/g。在(1)中使用这一关系,得到:

wp=0.5·r·v²/g (2)

此式为标准风压公式。在标准状态下(气压为1013 hPa,温度为15°C),空气重度r=0.01225[kN/m³]。纬度为45°处的重力加速度g=9.8[m/s²],我们得到:

wp=v²/1600 (3)

此式为用风速估计风压的通用公式。应当指出的是,空气重度和重力加速度随纬度和海拔高度而变。一般来说,r/g在高原上要比在平原地区小,也就是说同样的风速在相同的温度下,其产生的风压在高原上比在平原地区小。

THE END
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