工业通风设计说明说.docx
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工业通风设计说明说
《工业通风》课程设计说明书
—————某地下车库通风、防排烟设计
学院:
土木学院
专业:
建筑环境与设备工程
班级:
建环0801
姓名:
学号:
指导老师:
报告时间:
2011.06.30
目录
前言…………………………………………………1
基本资料……………………………………………2
全面通风方法的选择………………………………3
通风系统的划分……………………………………4
通风量的计算………………………………………5
风管的布置………………………………………6
风管断面形状和风管材料的选择…………………7
进、排风口的布置…………………………………8
系统的水力计算……………………………………9
通风机的选择……………………………………10
结论…………………………………………………11
参考文献……………………………………………12
前言
随着城市现代化的快速发展和人们生活水平的不断提高,室内外空气污染物的控制技术不仅在改善民用建筑和生产车间的空气条件、保护人们身体健康、提高劳动生产率方面起着重要的作用,而且还在许多工业部门起着保证生产正常进行,提高产品质量起着重要的作用。
工业通风的主要任务是,利用技术手段,合理组织气流,控制或消除生产过程中产生的粉尘、有害气体、余热和余湿,创造适宜的生产环境,达到保护工人身心健康和保护大气环境的目的。
由于生产条件的限制、有害物源不固定等原因,不能采用局部通风,或者采用局部排风后,室内的有害物浓度仍超过卫生标准,在这种情况下采用全面通风。
全面通风的效果与通风量以及通风气流组织有关。
根据实际工艺在有害物散发点直接把有害物质搜集起来,经过净化处理,排至室外,分为进风和排风。
为了维持室内一定的压力,一般采用机械通风。
在本设计中,采用传统通风的方式,在保证满足设计要求的前提下,尽量使系统安装简单,造价低廉,性能可靠,维护方便。
一、基本资料
1.气象资料
室外干球温度:
夏季通风27℃
冬季通风5℃
室外相对湿度:
夏季通风65%
室外风速:
夏季0.8m/s
冬季0.8m/s
2.车库资料
1.本工程为地下汽车库,车库建筑面积为:
15029.99平米;停车位:
366辆。
车库分人防部分和非人防部分,非人防部分分三个防火分区
2.防火分区具体情况如下:
防火分区一:
3903.89平方米,最大疏散距离〈60m(设自动喷淋系统)
防火分区二:
3995.54平方米,最大疏散距离〈60m(设自动喷淋系统)
防火分区三:
3272.66平方米,最大疏散距离〈60m(设自动喷淋系统)
人防区:
3938.47平方米
二、全面通风方法的选择
在考虑地下汽车库的气流分布时,防止场内局部产生滞流是最重要的问题。
因CO较空气轻,再加上发动机发热,该气流易滞流在汽车库上部,因此在顶棚处排风有利,而汽车的排气位置是在汽车库下部,如能在其尚未扩散时就直接从下部排走则更好。
另外,汽油蒸汽比空气重,亦希望从下部排风,所以排风宜上下同排。
一般技术手册要求上部排1/3,下部排2/3。
排风口的布置应均匀,并尽量靠近车体。
新风如能从汽车库下部送,对降低CO浓度是十分有利的,但结构上很难做到,因此,送风口可集中布置在上部,采用中间送,两侧回,或者两侧送两侧回。
为了防止地下停车场有害气体的溢出,要求停车场内保持一定的负压,本车库综合情况采取全面通风的机械送、排风系统的上送上回式。
送风口设在主要通道上,排风口靠近墙壁设置。
三、通风系统的划分
当车间内有不同的送、排风要求,或者车间面积较大,送、排风点较多时,为了便于运行管理,常分设多个送、排风系统。
划分的原则:
1、空气处理要求相同时、室内参数要求相同的,可划为一个系统。
2、同一生产流程、运行班次和运行时间相同的,可划为一个系统。
3、同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不大时,宜合为一个系统。
4、有毒和无毒的生产区,宜分开设置通风系统和净化系统。
若不要求回收,并且混合后不会爆炸或者混合后不会导致风管内结露的,可以合为一个系统。
5、排风量大的排风电位于风机附近,不和远处排风量小的排风点和为同一个系统。
由于本车库被划分为四个防火分区、八个防烟分区,因此每个防烟分区都得设置的排风系统。
有三个防烟分区无须设置送分系统,因此剩余五个分区也得设置单独的送风系统。
四、通风量的计算
送、排风量是通风系统设计最基本的数据。
《采暖通风与空气调节设计规范》规定:
同时放散有害物质,余热和余湿时;全面通风量应按其中所需要最大的空气量计算。
数种有害物质同时放散于空气中,其全面通风量的计算,应按国家现行的《工业企业设计卫生标准》执行;散入室内的有害气体数量不能确定时,全面通风量可按类似房间的实测资料或经验数据,按换气次数确定,亦可按各有关的专业标准执行。
1、稀释室内有害物所需要的通风量。
计算公式:
L=
其中K=6
2、消除室内余热或者余湿所需要的通风量。
消除余热的计算公式:
G=
其中
=1.01kJ/(kg·℃)
房间内的散热源有灯光和人员,计算得到的总余热为361847.2W,带入公式得:
G=
=361847.2/1.01/(32-30)=730m
/s
消除余湿的计算公式:
G=
3、在散入室内的有害物无法具体计算时,全面通风量可以按照类似房间的换气气数的经验数值计算。
各房间的换气次数可以从有关的资料中查得。
对于本车库而言,排风量按6次/h,送风量按5次/h来计算。
由此可以将车库四个防火分区的送、排风风量确定下来,如下表所示:
防火分区一
1
排风量
33739.2
送风量
28116
2
排风量
29772
送风量
24810
防火分区二
1
排风量
54027.48
送风量
45022.5
2
排风量
23886.17
送风量
0
防火分区三
1
排风量
28001.88
送风量
0
2
排风量
34833.24
送风量
29027.7
人防区
1
排风量
39722.4
送风量
33102
2
排风量
45360
送风量
37800
防火分区防烟分区m3/hm3/h
五、风管的布置
管道布置应充分考虑房间使用、系统功能、经济、美观等因素确定。
通风管道的固定。
送、排风管道布置在柱子旁边,屋架下,应使用吊架或托架固定。
吊架、托架的间距应符合下列规定:
①水平安装,风管直径或大边长小于400毫米,间距不超过4米;
②大于或等于400毫米,不超过3米;
③垂直安装,间距不应大于4米,但每根立管的固定件不应少于二个;
④悬吊的风管应在适当处设置防止摆动的固定点;
⑤吊架、托架不得设置在风口、阀门、监视门处;吊架不得直接吊在法兰上。
风管布置直接关系到通风、空调系统的总体布置,它与工艺、土建、电气、给排水等专业密切相关,应相互配合、协调一致。
1、除尘系统的排风点不宜过多,以利于各支管间阻力平衡。
2、除尘风管应尽可能垂直或者倾斜敷设,倾斜敷设时与水平夹角最好大于45度。
如果必须水平敷设或倾角小于30度,应采取措施,如加大流速、设置清扫口等。
3、输送含有蒸汽、雾滴的气体时,如表面处理车间的排风管道时,应由不小于0.005的坡度,以排除积液,并应在风管的最低点和风机底部装设水封泄液管。
4、在除尘系统中,为防止风管堵塞,风管直径不宜小于下列数值:
排送细小粉尘80mm
排送较粗粉尘100mm
排送粗粉尘130mm
排除含有剧毒物质的正压风管,不应穿过其他房间。
风管的布置力求顺直,避免复杂的局部管件。
弯头、三通等管件要安排得当,与风管的连接要合理,以减少阻力和噪声。
风管的阀门等调节装置应安装在便于操作的部位,防火阀安装的方向位置应正确,易熔件应在系统安装后装入。
各类风口的安装应平整,位置正确、转动部分灵活,与风管的连接应牢固,车床壳罩的安装位置应正确、牢固可靠,支架不得设在影响操作的部位。
安装柔性管应松紧适当,不得扭曲。
风管的连接采用法兰连接,接头处应严密、牢固。
送、吸风口与风管连接采用法兰连接,法兰垫料的材质采用橡胶板,垫料厚度为3~5毫米,垫料不得凸入管内,连接法兰的螺栓其螺母应在同一侧。
六、风管断面形状和风管材料的选择
风管断面的形状有圆形和矩形两种。
民用建筑空调系统,由于风管断面尺寸较大,为了充分利用建筑空间,通常采用矩形风管。
矩形风管的宽高比宜小于6,最大不应超过10。
一般,除尘系统合高速空调系统都采用圆形风管。
风管材料有薄钢板、硬聚氯乙烯塑料板、胶合板、纤维板、砖及混凝土等。
风管材料的选择应根据适用要求和就地取材的原则。
本课程设计的风管为矩形的镀锌钢板。
七、进、排风口的布置
进风口是通风、空调系统采集室外新鲜空气的入口。
其位置应满足下列要求:
1、应设在室外空气较为清洁的地点。
2、应尽量设在排风口的上风侧,并且应该低于排风口。
3、进风口的底部距室外地坪不宜低于2m,当布置在绿化地带时不宜低于1m。
4、降温用的进风口宜设在建筑物的背阴处。
排风口在一般情况下至少应高于屋面0.5m。
通风排气中的有害物质必须经过大气扩散稀释时,排风口应位于建筑物空气动力阴影区。
八、系统的水力计算
1)风管和风道内的风速
《采暖通风与空气调节设计规范》规定:
一般生产厂房的机械通风系统,其风管内的风速,宜按表2采用。
表1风管内的风速(m/s)
风管类别
钢板及塑料风管
砖及混凝土风道
干管
6-14
4-12
支管
2-8
2-6
根据噪声和风管本身的强度,并考虑到运行费用,风管和设备内的风速分别取为:
风机吸入口5.0m/s,最大7.0m/s;
风机出口8-12m/s,最大8.5-14m/s;
干管6-9m/s,最大6.5-11m/s;
支管4-5m/s,最大5-9m/s;
从支管上接出的风管4m/s,最大5-8m/s;
2)通风系统阻力计算
绘制计算草图,按照风流路线将管段依次编号,列表计算各系统通风阻力。
表2管道阻力计算表
管
段
号
流量m3/h
长度
mm
高度
mm
流速m/s
局阻系数
局部阻力Pa
比摩阻Pa/m
摩擦阻力
Pa
管段阻力Pa
1
2
3
4
5
…….
合计
防火分区一部分水力计算如下:
防火分区一:
防烟分区一送风计算:
表格3
风管水力计算
编号
风量m^3/h
管宽mm
管高mm
管长m
v(m/s)
R(Pa/m)
Py(Pa)
ζ
Pj(Pa)
Py+Pj(Pa)
1
4016.57
500
500
7.08
4.463
0.397
3
2.1
25
28
2
8033.14
630
500
8.38
7.084
0.792
7
2.1
63
70
3
12049.7
800
500
8.45
8.368
0.909
8
2.1
88
96
4
16066.3
800
630
8.2
8.855
0.9
7
2.1
99
106
5
20082.8
1000
630
8
8.855
0.771
6
2.1
99
105
6
24099.4
1000
800
8.1
8.368
0.618
5
2.2
92
97
7
28116
1000
800
16.74
9.762
0.82
14
2.3
131
145
阻力为:
647Pa
风机类型为:
压力647Pa、风量:
28116m3/h
排风计算如下:
支路一:
表4
支路二:
表5
最不利环路:
表6
支路不平衡率为:
(994—980)/994=1.4%<15%,满足要求,但对于支路一要设置控风阀使管路压力平衡。
总压为1102Pa,风量为33739.2m3/h
因此可选风机压力为:
1500Pa,风量为35000m3/h的类型。
防烟分区二
送风计算:
表7
风管水力计算
编号
风量m^3/h
管宽mm
管高mm
管长m
v(m/s)
R(Pa/m)
Py(Pa)
ζ
Pj(Pa)
Py+Pj(Pa)
1
4135
500
400
7.78
5.743
0.71
6
2.1
41
47
2
8270
630
400
8.39
9.116
1.401
12
2.1
105
116
3
12405
1000
400
8.02
8.615
0.878
7
2.1
93
100
4
16540
1000
630
8.36
7.293
0.54
5
2.1
67
71
5
20675
1250
630
12.23
7.293
0.456
6
2.1
67
72
6
24810
1250
630
12.22
8.751
0.637
8
2
92
100
7
24810
1250
630
9.3
8.751
0.637
6
0.3
14
20
阻力:
526
阻力:
526Pa
所选送风机类型:
风压为526Pa、风量:
24810m3/h
排风计算:
支路:
表8
最不利环路:
表9
支路不平衡率为:
(752—577)/752=23.3%>15%不满足要求,因此要设置控风阀平衡管路的压力。
可选风机压力为:
900Pa,风量为30000m3/h的类型。
防火分区二部分水力计算如下:
防烟三区部分:
送风水力计算:
表10
所选风机类型为:
风压:
1000Pa,风量为:
46000m3/h的机型。
排风计算:
表11
所选风机类型为:
风压:
1800Pa,风量:
55000m3/h
防烟四区排风水力计算:
表12
所选机型:
风压:
1300Pa,风量:
25000m3/h
防火分区三部分水力计算如下:
防烟五区:
排风支路:
表13
最不利环路:
表14
支路不平衡率:
(795—355)/795=55.3%>15%,因此管路压力分配不均匀需要设置控风阀平衡管路阻力以满足要求。
可在短支路入口设置开口率为50%的风阀协调管路压力。
如此风机类型为:
风压:
1500Pa、风量:
28000m3/h
防烟六区:
排风支路机算:
表15
最不利环路:
表16
支路不平衡率为:
(878—729)/878=17%>15%,因此要设置控风阀平衡管路阻力。
所选风机类型:
1200Pa、风量:
35000m3/h
送风支路计算:
表17
最不利环路计算:
表18
支路不平衡率为(856—439)/856=48.7%>15%,为此需设置控风阀平衡管路阻力使路压均匀。
所选风机类型:
1500Pa、风量:
29000m3/h
防火分区四部分:
防烟七区计算如下:
送风水力计算:
表19
所选风机类型为:
风压800Pa、风量33000m3/h
排风水力计算:
表20
所选排风机类型为:
风压1500Pa、风量:
40000m3/h
防烟八区计算:
送风水力计算:
表21
所选风机类型为:
风压600Pa、风量:
38000m3/h
排风计算支路:
表22
最不利环路:
表23
支路不平衡率为:
(867—398)/867=54.1%>15%,因此要设置控风阀平衡管路压力,为此所选风机阻力变大。
可选风机:
风压1000Pa、风量:
45000m3/h
九、结论
在本次课程设计过程中,让我对这门课程有了更加深入的了解,由送排风的风量的计算开始,到是总体方案的设计,各个风管的管径的确定以及其气流组织的计算,各系统的水力计算,每一部都是我慢慢一个人独自去学习体会,相信这次设计我做的很好,使我将以前所学的理论知识联系在一起得到了综合运用,这不仅将专业知识充分的复习了一次,还将许多未知领域进行了扩展,让我们将一些专业知识得到了很好的巩固,让我们在其中学到了课堂上学不到的知识,提高了我们自身的实际操作能力和创新精神,更重要的是它让我们懂得了如何正确对待问题,很好的提高了我们自己解决问题的能力。
其次,我在建筑通风方面有了更多的知识未将来在毕业设计和工作中有了一个知识的积累。
在本次设计中,使我充分的认识到自己知识面的狭窄和在实际运用中专业知识的匮乏,在以后的工作学习中,我要更加勤奋刻苦学习专业知识,并不断巩固以前所学的知识,不断的扩宽自己的知识面。
十、参考文献
1、《暖通空调制图标准》
2、《采暖通风与空气调节设计规范》
3、《工业通风》(第三版)孙一坚编,中国建筑工业出版社出版,1994年。
4、《简明工业通风手册》孙一坚编,中国建筑工业出版社出版,1994年
5、《供暖通风设计手册》陆耀庆主编,中国建筑工业出版社出版,1987年。
6、《通风除尘与净化》唐中华主编,中国建筑工业出版社,2009年。
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