暖通行業(yè)中通風系統(tǒng)簡述

通風的任務
對于一般的民用建筑和一些發(fā)熱量小且污染輕微的小型工業(yè)廠房，通常只要求保持室內(nèi)的空氣清潔新鮮，并在一定程度上改善室內(nèi)的空氣環(huán)境，即溫度、相對濕度和氣流速度。

為此，一般只需采取一些簡單的措施，如打開門窗換氣、利用穿堂風降溫、使用電風扇加快空氣的流動速度等。
通風的任務就是要對工業(yè)有害物采取有效的防護措施，以消除其對工人健康和生產(chǎn)的危害，創(chuàng)造良好的勞動條件，同時盡可能將它們回收利用，化害為利，并切實做到防止大氣污染，這樣的通風叫做工業(yè)通風。
通風不僅是改善室內(nèi)空氣環(huán)境的一種手段，同時也是保證產(chǎn)品質(zhì)量、促進生產(chǎn)發(fā)展和防止大氣污染的重要措施之一。
通風包括從室內(nèi)排出污濁的空氣和向室內(nèi)補充新鮮空氣兩部分內(nèi)容，前者稱為排風，后者稱為送風或進風。為實現(xiàn)排風或送風所采用的一系列設備、裝置的總體稱為通風系統(tǒng)。
按通風系統(tǒng)的作用范圍，無論排風或送風，均可分為局部通風和全面通風兩種方式。局部通風的作用范圍僅限于車間的個別地點或局部區(qū)域。局部排風的作用是將有害物在產(chǎn)生的地點就地排除，以防止其在該局部區(qū)域擴散；局部送風的作用是將新鮮空氣或經(jīng)過簡單處理的空氣送到某局部區(qū)域，以改善該局部區(qū)域的空氣環(huán)境。全面通風是對整個車間或房間進行換氣，以改變室內(nèi)溫度、濕度和稀釋有害物的濃度，使該區(qū)域的空氣環(huán)境符合衛(wèi)生標準的要求。
按通風系統(tǒng)的工作動力不同，通風又可分為自然通風和機械通風兩種。

1.自然通風
自然通風是借助于風壓和熱壓來使室內(nèi)外的空氣進行交換，從而實現(xiàn)室內(nèi)空氣環(huán)境的改變。
風壓是由于空氣流動所造成的壓力，也是由室外氣流(風力)形成室內(nèi)外空氣交換的一種作用力。在風壓的作用下，室外空氣通過建筑物迎風面上的門、窗孔口進入室內(nèi)，而室內(nèi)空氣則通過背風面及側面上的門、窗孔口排出。圖1是利用風壓所形成的穿堂風進行全面通風的示意圖
熱壓作用是指室內(nèi)熱空氣因其密度小而上升，室外較冷而密度較大的空氣不斷補充進來的作用。圖2為利用熱壓進行自然通風的示意圖。
自然通風可以分為有組織的自然通風和無組織的自然通風兩種。前者是按照空氣自然流動的規(guī)律，利用側窗及天窗控制和調(diào)節(jié)進、排氣的地點和數(shù)量，并可以根據(jù)設計計算獲得需要的通風空氣量，因此可稱為有組織的自然通風，通常簡稱自然通風。后者則是依靠門、窗及其縫隙自然進行的通風。
為了充分利用風力的作用，從室內(nèi)向室外排出污濁或高溫空氣時，可采用風帽裝置。風帽安裝在生產(chǎn)車間的屋頂上，也可以安裝在加熱爐、鍛造爐等設備抽氣罩的排氣管上，如圖3所示。有組織的自然通風對熱車間，特別是冶煉、軋鋼、鑄造、鍛造等車間是一種行之有效而又經(jīng)濟的通風方法。
利用風壓進行全面換氣是一般民用建筑普遍采用的一種通風方式。我國南方炎熱地區(qū)的一些高溫車間很多都是以利用穿堂風為主來進行通風降溫的。
圖4所示是同時利用風壓和熱壓進行的通風。無風時只利用熱壓進行全面換氣，這是一種對高溫車間防暑降溫的最經(jīng)濟有效的通風措施，應用非常廣泛。
自然通風的突出優(yōu)點是不需要動力設備，因此比較經(jīng)濟，使用、管理也比較簡單。其缺點是：（1) 自然進入的室外空氣一般不能預先進行處理，因此，對空氣的溫度、濕度要求較高的車間就難以滿足要求；（2) 從車間排出來的有污染的空氣也不能進行除塵和凈化，會污染周圍的環(huán)境；（3) 受自然條件的影響，風力不大或溫差較小時，通風量就減少，因而效果不穩(wěn)定。
2.機械通風
機械通風就是利用通風機所產(chǎn)生的抽力或壓力，并借助于通風管網(wǎng)進行室內(nèi)外空氣交換的通風方式。它不像自然通風那樣受到自然條件的限制，而可以通過管道把空氣送到室內(nèi)需要的地點，也可以從任意地點按要求的吸風速度排除被污染的空氣，適當?shù)亟M織室內(nèi)氣流的方向，并且根據(jù)需要對進風或排風進行各種處理；此外，也便于調(diào)節(jié)通風量和穩(wěn)定通風效果。但是，風機運轉(zhuǎn)時消耗電能，風機和風道等設備要占用一定的建筑面積和空間，因而工程設備費和運行維護費較大，安裝和管理都較為復雜。
下列情況應設置機械通風系統(tǒng)：
① 散發(fā)大量熱、濕；
② 散發(fā)煙、臭味等有害氣體；
③ 無自然通風條件或自然通風不能滿足衛(wèi)生要求時；
④ 人員長時間停留的房間沒有可開啟的外窗時。
按機械通風系統(tǒng)的作用范圍，可將其分為局部通風和全面通風。
（1） 局部通風
為了保證某一局部區(qū)域的空氣環(huán)境，將新鮮空氣直接送到這個局部區(qū)域，或者將污濁空氣或有害氣體直接從產(chǎn)生的地方抽出，防止其擴散到全室，這種通風方式稱為局部通風。前者稱為局部送風，后者稱為局部排風
① 局部送風　僅向房間局部工作地點送風，造成局部地區(qū)良好的空氣環(huán)境的通風方式稱為局部送風。送風的氣流應不含有害物，氣流應從人體前側上方傾斜地到達頭、頸和胸部，必要時可以從上向下送風。圖5所示為局部送風中常用的一種–崗位吹風或者稱為空氣淋浴，通常用來改善高溫操作人員的工作環(huán)境，適用于生產(chǎn)車間較大、工作地點比較固定的廠房。
② 局部排風　在工業(yè)生產(chǎn)中，常有粉塵或有害氣體產(chǎn)生。將有害物直接從產(chǎn)生處抽出，并進行適當?shù)奶幚?或不處理)排至室外，這種方法稱為局部排風。局部排風既能有效地防止有害物對人體的危害，又能大大減少通風量，如圖6所示。
③ 局部送、排風　如圖7所示，這種局部通風裝置既有送風又有排風，在局部地點形成一道”風幕”，以防止有害氣體進入室內(nèi)。這種裝置既不影響工藝操作，又比單純的排風更有效果。
（2） 全面通風
全面通風就是在整個房間內(nèi)全面地進行空氣交換。這種通風系統(tǒng)適用于那些在房間內(nèi)很大范圍內(nèi)產(chǎn)生有害物并且不斷擴散的情況。利用全面通風排除有害氣體或者送入大量的新鮮空氣，將空氣中有害物的濃度降低到允許的范圍之內(nèi)。
全面通風可以分為全面送風系統(tǒng)、全面排風系統(tǒng)和全面送排風系統(tǒng)。
① 全面送風　在不希望鄰室或室外空氣滲入室內(nèi)時，寒冷地區(qū)的冬季為了保持室內(nèi)一定的溫度，同時希望送入的空氣要經(jīng)過簡單的過濾或加熱，多采用圖8所示的全面送風系統(tǒng)
全面送風系統(tǒng)利用風機把室外的新鮮空氣(必要時經(jīng)過過濾和加熱)送入室內(nèi)，在室內(nèi)造成正壓，把室內(nèi)污濁的空氣排出，達到全面通風的效果。
② 全面排風　為了使室內(nèi)產(chǎn)生的有害物質(zhì)盡可能不擴散到其他區(qū)域或鄰室，可以在有害物質(zhì)比較集中產(chǎn)生的區(qū)域或房間采用全面排風。圖9所示為利用安裝在外墻上的離心風機抽出室內(nèi)的空氣，使室內(nèi)形成負壓，利用負壓作用可以把室外的新鮮空氣吸入室內(nèi)，以沖淡室內(nèi)的熱、濕、有害氣體或含粉塵的空氣。
③ 全面送排風　一個房間可以同時采用圖8所示的全面送風和圖9所示的全面排風兩種通風方式相結合的全面送排風系統(tǒng)，它往往用于門窗密閉、自行排風或進風比較困難的地方。根據(jù)送風量和排風量的不同，可以使房間保持正壓或負壓，不足或多余的風量則經(jīng)圍護結構的縫隙滲入或擠出。如圖10所示。
以上僅對各種通風方式作了概括性介紹，一般說來，局部排風的效果顯著而且風量小，應優(yōu)先采用，只是在不能設置局部排風系統(tǒng)或者單靠局部排風尚不能滿足衛(wèi)生要求時，才考慮全面排風。由于自然通風比較經(jīng)濟，應盡量采用。當自然通風達不到衛(wèi)生或生產(chǎn)要求時，才采用機械通風或自然與機械的聯(lián)合通風。實際上，在很多情況下是同時采用幾種通風方式，如既有局部通風又有全面通風，既有局部排風又有局部送風等。
3.除塵系統(tǒng)
（1） 粉塵特性
粉塵特性主要包括粉塵的密度、粒徑分布、比電阻、潤濕性、爆炸性等，它直接影響除塵裝置的性能。
密度是單位體積粉塵所具有的質(zhì)量，又分為真密度和容積密度。真密度是除掉粉塵中所含有的氣體和液體后單位體積的粉塵質(zhì)量，它影響粉塵的沉降、輸送和凈化等特性；容積密度是粉塵在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，它影響粉塵儲存和運輸設備的選用。
粒徑分布是指粉塵中各種粒徑塵粒所占的百分數(shù)，也叫分散度。
比電阻是指某種粉塵在橫斷面積為1 cm2、厚度為1 cm時所具有的電阻，是反映粉塵導電性的一個參數(shù)，它直接影響電除塵器的工作效果。
潤濕性是指塵粒與液體相互附著的性質(zhì)。
爆炸性指不易燃燒的可燃物粉塵，當它以粉末狀懸浮于空氣中與氧充分接觸，在一定的溫度和濃度下可能發(fā)生爆炸的特性，此時的粉塵濃度稱為爆炸濃度。
（2） 除塵器的主要性能指標
除塵器的主要性能指標包括除塵效率、壓力損失、處理氣體量和負荷適應性等。
除塵效率分為全效率和分級效率。全效率是指單位時間內(nèi)除塵器除下的粉塵量與進入除塵器的粉塵量之比。
壓力損失為除塵器進、出口處氣流的全壓絕對值之差，表示流體流經(jīng)除塵器所耗的機械能大小。
處理氣體量是指除塵器處理氣體的能力大小，一般用體積流量表示。
負荷適應性是反映除塵器性能可靠性的技術指標。負荷適用性好的除塵器，在處理氣體量或污染物濃度波動范圍較大時，仍能保持穩(wěn)定的除塵效率。
（3） 除塵器的種類
除塵器的種類較多，一般按主要的除塵機理不同，可分為重力、慣性、離心、過濾、洗滌和靜電六大類；按氣體凈化程度不同又可分為粗凈化、中凈化、細凈化和超凈化四類；按除塵效率不同又分為初效、中效和高效三類；按除塵器阻力的不同又分為低阻、中阻和高阻
典型的除塵器有利用重力作用的重力沉降室、借助離心力作用的旋風除塵器、利用多孔袋狀過濾元件作用的袋式除塵器、利用靜電力作用分離粉塵的靜電除塵器、利用含塵氣流與液滴或液膜的相對高速運動實現(xiàn)除塵的濕式除塵器等。
4.系統(tǒng)劃分
在建筑物內(nèi)的不同地點有不同的送、排風要求，或建筑空間與面積較大時，則送、排風點布置較多。為便于運行管理，一般設多個送、排風系統(tǒng)。系統(tǒng)劃分的原則是：
（1） 可劃為同一系統(tǒng)的情況
① 空氣處理要求相同、室內(nèi)參數(shù)要求相同;
② 同一生產(chǎn)流程、運行班次和運行時間。
(2) 應單獨設置排風系統(tǒng)的情況
① 兩種或兩種以上有害物質(zhì)混合后能引起燃燒或爆炸；
② 兩種或兩種以上有害物質(zhì)混合后能形成毒害更大或有腐蝕性的混合物或化學物質(zhì)；
③ 兩種或兩種以上有害物質(zhì)混合后易使蒸汽凝結并積聚粉塵；
④ 有散放劇毒物質(zhì)的房間和設備；
⑤ 建筑物內(nèi)設有儲存易燃易爆物質(zhì)的單獨房間或有防火、防爆要求的單獨房間。
圖1　風壓作用的自然通風
圖2　熱壓作用的自然通風
圖3　利用風帽進行的自然通風
圖4　利用風壓和熱壓的自然通風
圖5　局部機械送風系統(tǒng)
圖6　局部排風
圖7　局部送、排風裝置
圖8　全面機械送風系統(tǒng)
圖9　全面機械排風系統(tǒng)
圖10　全面送排風系統(tǒng)

通風管道、主要設備和部件
自然通風的設備裝置比較簡單，只需用進、排風窗以及附屬的開關裝置。但機械通風系統(tǒng)要由較多的部件和設備組成。在這些通風方式中，除利用管道輸送空氣以及機械通風系統(tǒng)使用風機造成空氣流動的作用壓力外，一般的機械排風系統(tǒng)是由有害物收集和凈化除塵設備、風道、通風機、排風口或傘形風帽等組成，機械送風系統(tǒng)由進氣室、風道、通風機、進氣口等組成。機械通風系統(tǒng)中，為了控制和調(diào)節(jié)進、排氣量，還裝有閥門。下面將介紹通風系統(tǒng)中使用的主要設備和部件。
1.通風管道
風道是通風系統(tǒng)中的主要部件之一，其作用是輸送空氣。
常用的通風管道的斷面有圓形和矩形兩種。同樣截面積的風道，以圓形截面最節(jié)省材料，而且其流動阻力小，因此采用圓形風道的較多。優(yōu)先采用圓形風管或長短邊之比不大于4的矩形截面，但最大長短邊之比不宜大于10。風管的截面尺寸按國家現(xiàn)行《通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的規(guī)定執(zhí)行。
風道的常用材料主要有金屬薄板和非金屬材料兩大（1） 金屬薄板
金屬薄板是制作風管和部件的主要材料，常用的有普通薄壁鋼板、鍍鋅薄壁鋼板、不銹鋼板、鋁板和塑料復合鋼板，其共同的優(yōu)點是易于工業(yè)化加工制作、安裝方便、能承受較高溫度。板厚一般為0.5～4 mm。
普通薄壁鋼板有良好的加工性能和結構強度，但表面易生銹，一般應進行防腐處理。
鍍鋅薄壁鋼板是對普通薄壁鋼板表面鍍鋅，可起防腐作用，常用來制作無酸霧作用的潮濕環(huán)境中的風管。
不銹鋼板具有耐酸能力，常用于制作含有酸或潮濕的排風管道及化工環(huán)境中需耐腐蝕的通風系統(tǒng)中。
鋁板及鋁合金板的加工性能好，耐腐蝕，摩擦時不易產(chǎn)生火花，常用于有防爆要求的通風系統(tǒng)中。
塑料復合鋼板是在普通薄壁鋼板表面上噴一層塑料層，常用于防塵要求較高的空調(diào)系統(tǒng)和-10～70 ℃溫度下的耐腐蝕系統(tǒng)中。
（2） 非金屬材料
非金屬材料有硬聚氯乙烯塑料板、無機玻璃鋼風管和保溫玻璃鋼風管。
硬聚氯乙烯塑料板，用于有酸性腐蝕的通風系統(tǒng)中，其表面光滑，制作方便，但不耐高溫和嚴寒，適用于0～60 ℃的空氣環(huán)境，在太陽輻射作用下易脆裂。
無機玻璃鋼風管是以中堿玻璃纖維作為增強材料，用多種無機材料配制而成，其特點是質(zhì)輕、高強、不燃、耐腐蝕、耐高溫、抗冷融等。在選用時，應了解玻璃鋼的氧指數(shù)是否符合防火要求。
保溫玻璃鋼風管可將管壁制成夾層，夾心材料可以采用聚苯乙烯、聚氨酯泡沫塑料、蜂窩紙等。
2.閥門
通風系統(tǒng)中的閥門主要用于風機的啟動和系統(tǒng)中的阻力平衡，調(diào)節(jié)風量以及防止系統(tǒng)火災。常用的閥門有閘板閥、蝶閥、止回閥等。
閘板閥（圖11）多用于通風機的出口或主干管上作為開關。它的特點是嚴密，但占地面積大。
蝶閥（圖12）多安裝在分支管上或空氣分布器前，作風量調(diào)節(jié)用。這種閥門只要改變閥板的轉(zhuǎn)角就可調(diào)節(jié)風量，操作簡便。但嚴密性較差，故不宜作關斷用。
止回閥的作用是當風機停止運轉(zhuǎn)時，阻止氣流倒流。止回閥必須動作靈活，閥板關閉嚴密。
為了防止房間在發(fā)生火災時火焰串入通風系統(tǒng)及其他房間，在防火級別要求較高房間的系統(tǒng)中應裝設防火閥。防火閥由閥板套、閥板和易熔片組成，如圖13所示。當發(fā)生火警時，易熔片熔斷，閥板靠自重下落，將管道關閉。
3.進、排風裝置
進風裝置的作用是從室外采集潔凈空氣，供給室內(nèi)送風系統(tǒng)使用；而排風裝置的作用則是將排風系統(tǒng)匯集的污濁空氣排放至室外。
進風裝置可以是單獨的進風塔，也可以是設在外墻上的進風窗口，如圖14所示。進風裝置有時也可以設在屋頂上。進風口上一般都裝有百葉格柵，防止雨、雪、樹葉、紙片和沙土等雜質(zhì)被吸入。在百葉格里面還裝有保溫門，作為冬季關閉進風口之用。
排風裝置即排風道的出口，經(jīng)常做成風塔形式裝在屋頂上，這時要求排風口高出屋面1m以上，以免污染附近空氣環(huán)境，如圖15所示。同樣，為防止雨、雪或風沙等倒灌入排風口中，在出口處應設有百葉格柵或風帽。機械排風時可直接在外墻上開排風口，如圖16所示。
當進、排風塔都設在屋頂上時，為了避免進風口吸入污濁空氣，它們之間的距離應盡可能遠些，并且進風口應低于排風口。通常進、排風塔的水平距離應大于10 m。特殊情況下，如排風污染程度較輕時，則水平距離可以小些，此時排風塔出口應高于進風塔2.5 m以上。
4.室內(nèi)送、排風裝置
室內(nèi)送風口是送風系統(tǒng)中的風道末端裝置，其任務是將各送風口所要求的風量按一定的方向和流速均勻地送入室內(nèi)。
在民用建筑中常用活動百葉送風口，如圖17所示，這種送風百葉格是由固定的護風格1、垂直活動葉片2、小框3和把手4所組成。把手4是用來改變活動葉片的位置，以便調(diào)節(jié)通過百葉格的空氣量。當通風管道布置在隔墻內(nèi)或暗裝時，通常采用這種送風口，安裝時把它直接嵌在墻面上。
在工業(yè)廠房中，一般通風量都很大，而且風道多采用明裝，因此常采用空氣分布器作為送風口，如圖18所示，圖中的幾種分布器是用于垂直分支管道上的送風口。
用于水平風道上的送風口常采用圖19所示的形式，這種送風口大都直接開在風道的側面或下面。風口可以是分開的，也可以是連續(xù)的。
散流器是一種由上向下送風的送風口，一般明裝或暗裝在頂棚處的通風管道的端頭，如圖20所示。
室內(nèi)排風口是全面排風系統(tǒng)的一個組成部分，室內(nèi)被污染的空氣經(jīng)由排風口進入排風道。排風口的種類較少，通常做成百葉式。此外，圖9所示的送風口也可以用于排風系統(tǒng)，當做排風口使用。
5.風機
風機是通風系統(tǒng)中的重要設備，其作用是為通風系統(tǒng)提供使空氣流動的動力，以克服風道和其他部件、設備對空氣流動產(chǎn)生的阻力。
風機按其工作原理可以分為離心式通風機、軸流式通風機和貫流式通風機；按風機的用途可分為排塵風機、防爆風機、防腐風機、消防用排煙風機、屋頂通風機、高溫風機和射流風機；按風機的轉(zhuǎn)速可分為單速風機和雙速風機。
（1） 離心式通風機
離心式通風機的構造如圖21所示。
離心式通風機的工作原理與離心式水泵相同，主要借助于葉輪旋轉(zhuǎn)使氣體獲得壓力能和動能。離心式通風機的葉輪在電動機帶動下隨機軸一起高速旋轉(zhuǎn)，葉片間的氣體在離心力作用下由徑向甩出，同時在葉輪的吸氣口(軸向)形成真空，外界氣體在大氣壓力作用下被吸入葉輪內(nèi)，以補充排出的氣體，由葉輪甩出的氣體進入機殼后被壓向風道，如此連續(xù)不斷地將氣體輸送到通風系統(tǒng)。
離心式通風機按其產(chǎn)生的壓力不同，可分為三類：
低壓風機–風壓小于或等于1 kPa，一般用于送排風系統(tǒng)或空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
中壓風機–風壓在1～3 kPa范圍內(nèi)，一般用于除塵系統(tǒng)或管網(wǎng)較長、阻力較大的通風系統(tǒng)。
高壓風機–風壓大于3 kPa,用于加熱爐的鼓風或物料的氣力輸送系統(tǒng)。
離心式通風機的風壓一般小于15 kPa。
離心式通風機的主要性能參數(shù)有如下幾項：
① 風量　又稱流量，指風機在標準狀態(tài)(大氣壓力P=101.32 kPa,溫度t=20 ℃)下工作時，單位時間所輸送的氣體體積，以符號Q表示，單位是m3/h或m3/s。
② 風壓　指風機在標準狀態(tài)下工作時，空氣進入風機后所升高的壓力(包括動壓和靜壓)，以符號H表示，單位為Pa。
③ 功率　指風機輸送氣體時，氣體從風機獲得能量來升高壓力，而風機本身則需要消耗電能才能運轉(zhuǎn)。
④ 效率　指風機的有效功率與軸功率之比，以符號η表示。
⑤ 轉(zhuǎn)速　指風機軸每分鐘轉(zhuǎn)動的次數(shù)，以符號n表示，單位為r/min。
小型直聯(lián)(電機軸與風機軸直聯(lián)合一)傳動的離心式風機可以用支架安裝在墻上、柱上或平臺上，或者通過地腳螺栓安裝在混凝土基礎上，如圖22(a)所示。大中型皮帶傳動的離心式風機一般都安裝在混凝土基礎上，如圖22(b)所示。對隔振有一定要求時，則應安裝在減振臺座上。
（2） 軸流式通風機
軸流式通風機是依靠葉輪的推力作用促使氣流流動，它的氣流方向與機軸相平行。軸流式風機與離心式風機在性能上最主要的差別是前者產(chǎn)生的壓力較小，后者產(chǎn)生的壓力較大。因此，軸流式風機只能用于無須設置管道的場合以及管道阻力較小的系統(tǒng)，或用在高溫車間作為扇風散熱設備，而離心式風機則往往用在阻力較大的系統(tǒng)中。
按風機壓力不同分為壓力大于或等于500 Pa的高壓風機和壓力小于500 Pa的低壓風機。
軸流式風機往往安裝在風管中間或者墻洞內(nèi)。在風管中間安裝時，可將風機裝在用角鋼制成的支架上，再將支架固定在墻上、柱上或混凝土樓板的下面。圖23所示是軸流式風機在墻上的安裝。
（3） 貫流式通風機
貫流式通風機是將機殼部分地敞開使氣流直接徑向進入通風機，氣流橫穿葉片后排出。貫流式通風機的全壓系數(shù)較大，效率較低，其進、出口均是矩形，易與建筑配合，目前主要用于空氣幕等設備中。
圖11　閘板閥
圖12　蝶閥
圖13　防火閥
圖14　進風裝置
(a) 進風窗口；(b) 進風塔
圖15　屋面上的排風塔
圖16　外墻上的排風口
圖17　活動百葉格送風口
圖18　空氣分布器
圖19　水平風道上的送風口
(a) 分開的送風口；(b) 連續(xù)送風口
圖20　散流器
(a) 盤式；(b) 流線型
圖21　離心式通風機構造示意圖
圖22　離心式風機在混凝土基礎上安裝
圖23　軸流式風機在墻上安裝

風道的布置與敷設
1.風道的布置
風道布置直接關系到通風與空調(diào)系統(tǒng)的總體布置，它與工藝、土建、電氣、給排水等專業(yè)密切相關，各專業(yè)應相互配合、協(xié)調(diào)一致。
（1） 風道布置原則
① 風道布置應整齊、美觀，便于檢修和測試，并應考慮其他管道的布置要求和各種管道的裝拆方便。
② 要盡量減少局部阻力。彎頭的中心曲率半徑要不小于其風管直徑或邊長，?？捎?.25倍的直徑或邊長。對大斷面風管，應做流線型導流葉片，用三通或四通連接。圓風管的夾角宜小于45°，方風管應有與彎頭相同的曲率半徑，且在其后加設有4～5個當量直徑的直管，再接支管，或者三通或四通帶導流葉片。
③ 應考慮風管施工方便，又應保證嚴密不漏，既要保證使用功能，又應力求投資和運行費用最低。
④ 風道形狀和布置應密切結合建筑空間，并應利用建筑空間兼作風道。如排煙豎井、正壓送風豎井等。
⑤ 布置風道應將噪音控制在允許范圍內(nèi)，并應設置必要的消聲裝置。
⑥ 排除含有劇毒、易燃、易爆物質(zhì)的風管，其正壓段一般不應穿過其他房間，無法避免時，此管段上不應設法蘭和閥門，其管件應采用符合相應要求防護措施的材料制作，且排除有劇毒物質(zhì)的正壓管段不宜過長。
⑦ 與通風機等振動設備相連的風管應安裝撓性接頭
（2） 送、回風口布置
送、回風口布置取決于氣流組織方式，常見的氣流組織方式有側送風、孔板送風、散流器送風、條縫送風、噴口送風等。
① 側送方式如圖24所示，其送風口一般布置在房間較窄一邊。若房間很長，則宜雙側布置。布置時應考慮工藝設備布置、局部熱源和工藝要求等因素，且在送風前方應無阻礙物，如頂棚有梁，可使風口與梁平行布置。
② 散流器送風布置如圖25所示，一般按對稱位置或梅花形布置，圓形或方形散流器相應送風面積的長寬比宜小于1∶1.5。散流器之間的距離及與墻之間的距離應保證有足夠的射程和良好的射流擴散。
③ 噴口送風布置如圖26所示，噴口的位置應按具體工程要求而定，在一般高大公共建筑中，宜距地6～10 m，噴口直徑為200～800 mm，噴口風量、噴口角度能調(diào)節(jié)。常用于建筑高度在6 m以上的公共建筑中。
④ 條縫型送風口如圖27所示，風口寬長比大于1∶20，可由單條縫、雙條縫或多條縫組成，且風口與采光帶相互配合布置，使室內(nèi)更顯整潔美觀。在民用建筑舒適性空調(diào)系統(tǒng)中應用廣泛。
⑤ 回風口不應在射流區(qū)內(nèi)布置，除高大空間或大面積有較高區(qū)域溫差要求空調(diào)房間外，?？稍谝粋燃胁贾?，而廠房上部有余熱時，應在上部設置;側送方式一般在送風口同側下方，孔板和散流器送風應在下側布置；有內(nèi)走廊的多間空調(diào)房間，可在走廊盡頭集中設回風口，而各空調(diào)房間與走廊隔墻下側可設可調(diào)百葉柵口。
（3） 進風口布置
進風口是通風空調(diào)系統(tǒng)采集室外新風的入口，其布置應符合下列要求：
① 應布置在室外較清潔的地方。
② 應設在排風口的上風側，且低于排風口。
③ 進風口的底部距室外地坪不宜低于2 m，若設有綠化帶時，不宜低于1 m。
④ 降溫用的進風口宜布置在建筑物的背陰處。
4） 排風口布置
① 一般通風排氣主管至少應高出屋面0.5 m。
② 若排氣管中的有害物需經(jīng)大氣擴散稀釋時，排風口應位于建筑物空氣動力陰影和正壓區(qū)以上，且排風口上不應安裝風帽，并應有防止雨水進入風機的措施。
2.風管敷設
風管有圓形和矩形兩種。圓形風管適用于工業(yè)通風和防排煙系統(tǒng)中，宜明裝；矩形風管利于與建筑協(xié)調(diào)，可明裝或暗裝于吊頂內(nèi)，空調(diào)系統(tǒng)中多采用矩形風管。
風管多用鋼板制作，其尺寸應盡量符合國家現(xiàn)行《通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的規(guī)定，以利機械加工風管和法蘭，也便于配置標準閥門和配件。
矩形風管長邊邊長大于1 m且風管較長時，一般應隔900～1000 mm設置加固框。風管法蘭間應放有彈性墊片，以防漏風，不宜用石棉繩做墊片，接管應密實。
風管一般應設在隔墻內(nèi)。如墻體較薄，可在外墻設貼附風道，如圖28所示。各樓層內(nèi)性質(zhì)相同的一些房間的豎井風道可在頂部匯合在一起，并應符合防火規(guī)范的要求。
工業(yè)建筑的風道布置以不影響采光和工藝為前提，與建筑結構應密切結合。圖29所示為鋼筋混凝土風道。在地下敷設風道時，應避免與工藝設備及建筑物基礎相沖突，并應設置必要的檢查口。
3.風管防腐與保溫
（1） 風管防腐
鋼板風管內(nèi)表面和需要保溫的風管外表面應刷防銹漆兩遍，不保溫風管外表面應刷一遍防銹底漆和兩遍調(diào)和漆，鍍鋅鋼板可不刷漆，但交口損壞處應刷漆，施工時發(fā)現(xiàn)銹蝕處也應刷漆。
（2） 風管保溫
當風管輸送空氣過程中冷、熱量損耗大，又要求空氣溫度保持恒定，或者要防止風管穿過房間時對室內(nèi)空氣參數(shù)產(chǎn)生影響，或管道表面結露等，不在空調(diào)房間布置的回、送風管，外表面結露的新風管，風管太長易引起室內(nèi)參數(shù)波動的，均應保溫。
保溫材料種類很多，應因地制宜、就地取材，選用保溫性能好、易于施工、耐用、價廉物美的材料，并應符合下列要求：吸濕性小，存水性弱，對管壁無腐蝕作用；屬非燃和難燃材料，并符合《建筑防火規(guī)范》規(guī)定；保溫后應具有一定的抗壓強度，最好采用板狀、氈狀、管狀等成型材料。
保溫材料主要有軟木、聚苯乙烯泡沫塑料、超細玻璃棉、玻璃纖維保溫板、聚氨酯泡沫塑料和蛭石板等。
保溫層結構有四層：
① 防腐層：涂防腐油漆或瀝青。
② 保溫層：填貼保溫材料。
③ 防潮層：包一油毛氈、塑料布或刷瀝青，以防潮濕空氣或水分侵入保溫層內(nèi)而破壞保溫層或在內(nèi)部結露。
④ 保護層：室內(nèi)管可用玻璃布、塑料布或木板、膠合板制作，室外管應用鐵絲網(wǎng)水泥或薄鋼板作保護層。
圖24　側送風的幾種方式
圖25　散流器送風
圖26　噴口送風
圖27　條縫送風
圖28　貼附風道
圖29　鋼筋混凝土風道

建筑防排煙
建筑防排煙有防煙和排煙兩種形式。防煙是阻止火災產(chǎn)生的煙氣侵入疏散路線等區(qū)域內(nèi)，以保證疏散路線暢通；排煙是將火災產(chǎn)生的煙氣及時排除，防止煙氣向防煙分區(qū)以外擴散，以保證疏散通暢和疏散時間。
1.基本概念
（1） 火災分類
火災可分為四類：Ａ類火災是指固體物質(zhì)火災，如木材、紙張等；B類火災是指液體和可溶化的固體物質(zhì)火災，如汽油、瀝青等；Ｃ類火災是指氣體火災，如天然氣、煤氣等；Ｄ類火災是指金屬火災，如鈉、鋁鎂合金等。
建筑物的火災危險性按生產(chǎn)和儲存物品均分為甲、乙、丙、丁、戊五類。
高層建筑按其性質(zhì)、火災危險性、疏散和撲救難度分為一類和二類；車庫防火分類為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四級，Ⅰ級最高，Ⅳ級最低。
（2） 我國現(xiàn)行防排煙規(guī)范
我國現(xiàn)行的防排煙設計規(guī)范有《建筑設計防火規(guī)范》、《人民防空工程設計防火規(guī)范》、《高層民用建筑設計防火規(guī)范》、《汽車庫、修車庫、停車場防火規(guī)范》。
（3） 防火分區(qū)與防煙分區(qū)
防火分區(qū)是指采用防火墻、耐火樓板及防火分隔物人為劃分的，能在一定時間內(nèi)防止火災向同一建筑物的其余部分蔓延的局部空間。它能有效地控制和防止火災沿垂直或水平方向向同一建筑物的其他空間蔓延，減少火災損失，并為人員安全撤離與疏散、滅火撲救等提供有利條件。
防煙分區(qū)是指采用擋煙垂壁、隔墻、從頂板上凸出不小于50 cm的梁等具有一定耐火性能的不燃燒體來劃分的防煙、蓄煙空間。它是為有利于建筑物內(nèi)人員疏散和有組織排煙采取的技術措施。
2.高層建筑火災的特點
（1） 火勢蔓延快
高層建筑內(nèi)設有各式豎井，并貫穿整個樓層，如電梯井、管道井、送風井、排風井等，在煙囪效應、熱壓作用下，使火勢迅速擴散。再有風力影響、空調(diào)系統(tǒng)等，都會使火勢擴散蔓延。
（2） 疏散困難
高層建筑豎向距離長，人員集中，疏散通道有限，極易出現(xiàn)擁擠現(xiàn)象。而煙氣蔓延快，危害大，又影響人的視線，增加了人員疏散難度。
（3） 救火難度大
高層建筑火災的撲救主要依靠室內(nèi)消防給水的自救，且煙火蔓延快而難以堵截，一旦形成大面積火災時，室內(nèi)消防用水量則不足。利用消防車從室外補水又存在消防水帶的承壓能力不適應要求等問題，故撲救火災難度大。
（4） 火情隱患多
一般情況下，高層建筑內(nèi)設備多，功能雜，裝飾用料廣，可燃物多，著火源也多，火災發(fā)生的可能性也大。
3.防排煙設施的作用
高層民用建筑中，其裝修、家具、陳設等采用可燃物較多，燃燒放出大量的熱量、光和煙氣，并消耗大量的氧氣。在火災的煙氣中，含有一氧化碳、甲醛、乙醛、氫氯化合物、硫化氫、氨等有毒氣體，對人體產(chǎn)生較強的刺激作用和窒息作用，危害十分大。由于燃燒耗用大量氧氣，產(chǎn)生大量煙氣，使空氣中氧氣含量大幅降低，嚴重影響人的呼吸，極易在短時間內(nèi)導致人體因缺氧而死亡；由于高溫煙氣作用會加速火災的蔓延與擴大，造成恐怖感，加大疏散難度，并影響滅火行動。
由此可見，在高層建筑中必須設置必要的防排煙設施，為安全疏散創(chuàng)造必要的條件，為消防撲救提供有利條件。同時排除大量煙氣對有效控制火災蔓延也有積極作用。
4.建筑防排煙方式
建筑防煙方式有機械加壓送風方式和可開啟外窗的自然排煙方式。
建筑排煙方式有機械排煙和可開啟外窗的自然排煙方式。
機械排煙可分為四類，即機械防煙方式、機械排煙自然進風方式、機械排煙機械送風方式、正壓送風與機械排煙方式。
（1） 自然排煙方式
自然排煙就是利用室內(nèi)外空氣對流作用進行排煙。一般可在房間、走廊的上部開設外窗或排煙口。對有外墻的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和合用前室，均宜采用。排煙口或外窗宜布置在下風向，以免室外氣溫、風向、風力影響排煙效果。
圖30所示是設陽臺、凹廊和室外樓梯進行自然排煙的方式；圖31所示是在樓梯間及其前室的外墻上直接開窗進行自然排煙。
（2） 機械防煙方式
采用機械加壓送風防煙方式的目的是在建筑物發(fā)生火災時提供不受煙氣干擾的疏散路線和避難場所，因此，對疏散路線和避難場所關閉的門與著火樓層之間保持一定的氣壓差，并保證在打開加壓部位的門時，門洞口有足夠大的氣流速度，能有效地阻止煙氣的入侵，保證人員的安全疏散與避難。
① 在下列部位應獨立設置機械加壓送風系統(tǒng)：
a不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、消防電梯前室或合用前室，如圖32所示。
b采用自然排煙的防煙樓梯間，其不具備自然排煙條件的前室。
c高層建筑的封閉避難層(間)。
d帶裙房的高層建筑防煙樓梯間及其前室、消防電梯前室和合用前室。當裙房以上部分能采用可開啟外窗自然排煙措施時，其裙房以內(nèi)部分如不具備自然排煙條件的前室或合用前室，應設置局部正壓送風系統(tǒng)。
② 人防工程需要設置獨立的機械加壓送風的防煙設施：防煙樓梯間及其前室或合用前室，避難走道的前室。
③ 幾種典型的機械防煙方式見表3.1.1
（3） 機械排煙方式
機械排煙方式由擋煙壁、排煙口、防火排煙閥門、排煙道、排煙風機和排煙口組成。
機械排煙方式分為局部排煙和集中排煙。局部排煙是在每個需要排煙的部位設置獨立的排煙風機，直接進行排煙；集中排煙是將建筑物劃分為若干個區(qū)，在每個區(qū)內(nèi)設置排煙風機，通過排煙風道排煙。
① 對于一類建筑和高度超過32 m的二類建筑，下列部位應設置機械排煙設施：
a無直接自然通風且長度超過20 m的內(nèi)走道；
b雖有自然采光和自然通風，但長度超過60 m的內(nèi)走道；
c面積超過100 m2且經(jīng)常有人停留或可燃物較多的地上無窗房間、可開啟外窗面積不足該房間面積的2％或設固定窗的房間；
d可開啟天窗、側窗面積小于地面面積的5％或凈空高度超過12 m的中庭；
e除利用窗井等采用可開啟自然排煙措施的房間外，房間總面積超過200 m2或一個房間面積超過50 m2，且經(jīng)常有人停留或可燃物較多的地下室；
② 按《建筑設計防火規(guī)范》規(guī)定，下列部位應設置機械排煙：
a對于丙類廠房中建筑面積大于300 m2的地上房間；
b人員、可燃物較多的丙類廠房或高度大于32 m的高層廠房中長度大于20 m的內(nèi)走道；
c總建筑面積大于5000 m2的丙類倉庫；
d公共建筑中經(jīng)常有人停留或可燃物較多，且建筑面積大于1000 m2的丙類倉庫；
e公共建筑中經(jīng)常有人停留或可燃物較多，且建筑面積大于300 m2的地上房間，或者長度大于20 m的內(nèi)走道；
f設置在一、二、三層且房間建筑面積大于200 m2或設置在四層及四層以上或地下、半地下的歌舞、娛樂、放映、游藝場所；
g總建筑面積大于200 m2或一個房間建筑面積大于50 m2且經(jīng)常有人停留或可燃物較多的地下、半地下建筑；
h其他建筑中長度大于40 m的疏散通道等，可開啟的外窗自然排煙口凈面積小于該場所建筑面積的2％時；
i中庭、劇場舞臺，不應小于該中庭、劇場舞臺地面面積的5％；
j商店的營業(yè)廳、展覽建筑的展覽廳不滿足可開啟外窗的自然排煙口凈面積小于該場所建筑面積的2%～5％時；
k建筑高度超過50 m的廠房、倉庫。
（4） 正壓送風和機械排煙方式
正壓送風和機械排煙方式是對消防前室、防煙樓梯間采用正壓送風，保證火災時煙氣不進入。為降低氣壓，在每一座樓梯間上部設有余壓閥等減壓裝置，保證門的正常開啟，以便安全疏散。同時，對需要排煙區(qū)域設置機械排煙系統(tǒng)。如圖33所示，機械排煙系統(tǒng)一般由排煙風機、排煙豎井和排煙口組成。
（5） 機械排煙、自然進風方式
機械排煙、自然進風方式常在建筑物頂層或屋面設排煙風機，通過防煙樓梯間前室或走廊的上部排煙口和排煙豎井將煙氣排至室外。其工作過程是：火災發(fā)生時，排煙口打開進行排煙，并與排煙風機連鎖。
5.防排煙設備及部件
防排煙系統(tǒng)包括風機、管道、閥門、進風口、排煙口、隔煙裝置及聯(lián)動風機、閥門、風口、活動擋煙垂壁的控制裝置等。
（1） 防排煙風機
排煙風機可采用普通鋼制離心風機，如ASF型、SFL型、STF型等，也可采用雙速節(jié)能排煙離心風機，如SPSTF型，或采用消防專用排煙軸流風機，如HTF系列、HTFC系列、SJG/SWF系列等。
排煙系統(tǒng)中對排煙風機的特殊要求為：
① 應能保證在煙氣溫度低于80 ℃時運行，在煙氣溫度為280 ℃的環(huán)境下連續(xù)工作不小于30 min。
② 均為不燃燒材料制作。
③ 應在其機房入口處設有當煙氣溫度超過280 ℃時能自動關閉的排煙防火閥，排煙風機應能自行啟動，并與排煙口連鎖。當任一排煙口或排煙閥開啟時，排煙風機應立即啟動。
④ 排煙風機應設在該系統(tǒng)最高排煙口的上部，其外壁與墻或設備間距不小于600 mm，如圖34所示。在排煙風機入口設有煙氣超過280 ℃時能自動關閉的裝置，以免帶火的煙氣擴散到上層樓房。
（2） 閥門
防火閥和排煙閥分為通風與空調(diào)系統(tǒng)防火閥系列和防排煙系統(tǒng)閥門系列。防火閥如圖35所示。排煙閥如圖36所示。風口如圖37所示。
① 通風與空調(diào)系統(tǒng)防火閥系列
各種防火閥、排煙閥的基本功能、應用范圍見表3.1.2
通風與空調(diào)系統(tǒng)防火閥的特征：
a常開，火災時或70 ℃熔斷器關閉，或失電關閉，或DC24V信號關閉，或手動關閉；
b關閉后是否輸出電信號由消防控制方式?jīng)Q定；
c閥門可手動復位，電動防火閥通電時復位。
② 防排煙系統(tǒng)閥門系列
防排煙系統(tǒng)閥門系列功能和應用范圍見表3.1.3。
防排煙系統(tǒng)閥門系列的特征：
a常閉，火災時手動或電動開啟；
b閥門帶輸出信號；
c閥門手動或電動復位。
此外，防排煙部件還有自動擋煙垂壁、排煙室、余壓閥等。
圖30　陽臺、凹廊和室外樓梯自然排煙
圖31　利用直接向外開啟的窗排煙
圖32　不具備自然排煙條件的防煙樓梯間及其前室示意圖
圖33　防煙樓梯間、前室、走廊的壓力梯度
圖34　排煙風機與墻壁或設備的距離
圖35　矩形防火閥
圖36　PYFH-01SDW型排煙防火閥
圖37　T922B（SD）多葉排煙口/送風口

公共建筑廚房、車庫和民用建筑電氣設備機房等的通風

1.公共建筑廚房的通風
公共建筑廚房的爐灶應設置局部機械排風設施，并采用機械補風或自然補風，其他區(qū)域采用自然通風達不到要求時，應設置機械通風；產(chǎn)生油煙的設備應設置有油煙過濾器的排氣罩和機械排風設施，有條件時，宜設置自動清洗式排油煙裝置；產(chǎn)生大量蒸汽的設備應獨立安裝在小房間內(nèi)，并在上部設有機械排風的排風罩。
（1） 廚房局部排風系統(tǒng)要求
① 排氣罩平面尺寸應比爐灶尺寸大100 mm，排氣罩下邊離爐灶面的距離不宜大于1.0 m，高度不宜小于600 mm。
② 為便于控制和節(jié)能，宜按爐灶分設系統(tǒng)，不宜整個廚房設一個排風系統(tǒng)，也不宜與洗碗間等排氣系統(tǒng)合用。
（2） 送、排風口布置要求
全面通風系統(tǒng)的風口應結合爐灶的位置，以不影響爐灶的排風為原則進行布置。
① 送風口應沿排風罩方向布置，且距離排風罩不宜小于0.7 m。
② 全面排風口應遠離排氣罩。
③ 送風至工作崗位時，送風口應設置帶有調(diào)節(jié)出風方向的風口，如雙層百葉風口等。
(3) 排油煙系統(tǒng)要求
① 風管管道材料一般用1.5 mm厚鋼板焊接制作，水平管應盡量縮短，宜按大于或等于0.2％的坡度坡向排氣罩，且應設有除油裝置和凝結水導流管。
② 風管應在與垂直風管連接的地方、穿越防火分區(qū)的地方設置動作溫度為150℃的防火閥。
③ 設置在室外的排風管應有防止產(chǎn)生凝結水的保溫措施。
④ 排風機的電機應設置在氣流之外。
2.汽車車庫通風
地上單排停車車庫停車數(shù)不大于30輛，可開啟的門窗面積每輛車不小于2 m2,車輛停放分布較均勻時，可采用自然通風；若可開啟的門窗面積每輛車不小于0.3 m2,車輛停放分布較均勻時，可采用機械排風自然進風方式；若無自然進風條件時，應設置機械送、排風系統(tǒng)。
（1） 送、排風口布置要求
① 氣流應分布均勻，盡量減少通風死角。
② 車庫內(nèi)排風口宜按上部排風1/3、下部排風2/3進行設置。若設置CO濃度傳感器時，傳感器應分散布置多個。
③ 送風口宜設在高處。
④ 修理間的送風宜送至工作區(qū)，若車庫與修理間合用，宜采用頂部送風。
⑤ 停車庫排風系統(tǒng)的排風口宜設置在下風向，且不應朝向鄰近建筑物和公共活動場所。其高度宜按有關要求確定，或設置在屋頂上。
⑥ 若車庫層高較低無法均勻布置排風口時，可采用噴射導流機械通風方式。當有條件設置CO濃度傳感器時，傳感器應布置在排風口附近。
（2） 系統(tǒng)與消防排煙系統(tǒng)合用
① 系統(tǒng)設置和控制應滿足消防要求。
② 風機可采取多臺并聯(lián)或雙速風機、變頻風機。
3.電氣和設備機房通風
(1) 變配電室的通風
① 設在地上的變配電室可采用自然通風或機械排風自然補風。若自然通風不能滿足要求時，宜采用機械通風。
② 設在地下室的變配電間應設有機械通風設施。
③ 機械通風系統(tǒng)的氣流宜依次經(jīng)高低壓配電室、變壓器室排至室外。
(2) 柴油發(fā)電機房通風
① 應單獨設置送、排風系統(tǒng)。
② 貯油間宜獨立設置排風系統(tǒng)。
③ 排煙管應有隔熱和消聲措施。