第3章 自然通风

空气平衡是指在不论采用哪种通风方式的车间内，单位 时间进入室内的空气质量等于同一时间排出的空气质量。 Gzj+Gjj=Gzp+Gjp 若不组织自然通风，当Gjj=Gjp，室内外压差为零；当 Gjj>Gjp，室内处于正压；当Gjj<Gjp，室内处于负压。处于正 压时会有无组织排风，处于负压时会有无组织进风。
自 然 通 风 量 的 确 定
通过窗孔的空气量为： 通过窗孔的空气量为：
L = vF = µF
2∆P
ρ
m3 / s
G = Lρ = µF 2∆P ⋅ ρ kg / s
1.当已知窗孔两侧的压力差、窗孔面积和窗的构造时 1.当已知窗孔两侧的压力差、窗孔面积和窗的构造时，即可 当已知窗孔两侧的压力差 求出通过该窗孔的流量。 求出通过该窗孔的流量。 2.实现自然通风的条件是窗孔两侧存在压差， 实现自然通风的条件是窗孔两侧存在压差 2.实现自然通风的条件是窗孔两侧存在压差，它是影响自然 通风量大小的主要因素。
上节重点
1.全面通风 1.全面通风 又称稀释通风，向房间送入清洁新鲜空气， 又称稀释通风，向房间送入清洁新鲜空气，稀释室内空气中 的污染物的浓度，同时把含污染物的空气排到室外， 的污染物的浓度，同时把含污染物的空气排到室外，从而使 室内空气中污染物的浓度达到卫生标准的要求。 室内空气中污染物的浓度达到卫生标准的要求。 2.局部排风系统 2.局部排风系统 排气罩、风管、净化装置、风机、烟囱 排气罩、风管、净化装置、风机、
3.1.1 热压作用下的自然通风 1 单层建筑
如图所示有一厂房， 如图所示有一厂房，在外墙的不同高度上开有窗孔a和b，其高差为h。其 余物理参数如图，由于tn＞tw，所以ρn＜ρw。 余物理参数如图， 关闭， 如果先将窗孔b关闭，仅开启窗 两侧最初有压差存在， 有压差存在 孔a。只要窗孔a两侧最初有压差存在， 空气就会产生流动， 空气就会产生流动，最终导致pa＝ 产生流动
(5)
b h2 0 中和面 h1 a 0
和面以上窗孔余压为正， 和面以上窗孔余压为正，中和面以下 窗孔余压为负。 窗孔余压为负。
图7-3 余压沿车间高度的变化
只有一个窗口能否 形成自然通风？ 形成自然通风？
2 多层建筑
如果是一多层建筑物， 如果是一多层建筑物，仍设室内温 度高于室外温度， 度高于室外温度，则室外空气从下层 房间的外门窗缝隙或开启的洞口进入 室内， 室内，经内门窗缝隙或开启的洞口进 入楼内的垂直通道向上流动， 入楼内的垂直通道向上流动，最后经 上层的内门窗缝隙或开启的洞口和外 墙的窗、 墙的窗、阳台门缝或开启的洞口排至 室外。这就形成了多层建筑物在热压 室外。 作用下的自然通风也就是所谓的“ 作用下的自然通风也就是所谓的“烟 囱效应” 囱效应”。
置换通风
有别于传统的混合通风的混合稀释原理， 有别于传统的混合通风的混合稀释原理，置换通风是通过把 稀释原理 较低风速（紊流度）的新鲜空气送入人员工作区，利用挤 较低风速（紊流度）的新鲜空气送入人员工作区，利用挤 的原理把污染空气挤到上部空间排走的通风方法。 压的原理把污染空气挤到上部空间排走的通风方法。 事故通风 对于有可能突然从设备或管道中逸出大量有害气体或燃烧爆 炸性气体的房间,应设事故排风系统,以便发生逸出事故时 炸性气体的房间,应设事故排风系统, 由事故排风系统和经常使用排风系统共同排风, 由事故排风系统和经常使用排风系统共同排风,尽快把有 害物排到室外。这种通风方式称为事故通风 事故通风。 害物排到室外。这种通风方式称为事故通风。
如果把中和面作为基准面， 如果把中和面作为基准面，则窗孔a的余压为
pxa＝px0－gh1(ρw－ρn) ＝－gh1(ρw－ρn)
窗孔b的余压
(4)
pxb＝px0＋gh2(ρw－ρn) ＝gh2(ρw－ρn)
中和面上的余压， 式中 px0—中和面上的余压，px0＝0； 中和面上的余压 至中和面的距离。 h1、h2—窗孔a、b至中和面的距离。 窗孔 上式表明， 上式表明，某一窗孔余压的绝对 值与中和面至该窗孔的距离有关， 值与中和面至该窗孔的距离有关，中
3、全面通风量的确定
1)．为稀释有害物所需的通风量 2)．为消除余热所需的通风量
L= kx y 2 − y0
Q L= cρ (t p − t 0 )
L= W ρ (d p − d 0 )
Q G= c (t p − t 0 )
3).为消除余湿所需的通风量 G =W dຫໍສະໝຸດ − d0二、全面通风量的确定
4、热平衡与空气平衡 1．热平衡 热平衡指室内的总得热量和总失热量相等。 ΣQd=ΣQs，单位：kW 对于某一具体房间 ，热平衡方程式为：
Q1 + cLzj ρ w t w + cL jj ρ jj t jj = Q2 + cLzp ρ zp t zp + cL jp ρ n t n
2．空气平衡
px′＝Δpa＋gh′(ρw－ρn)＝pxa＋gh′(ρw－ρn)
某一窗孔的余压； 式中 px′—某一窗孔的余压； 某一窗孔的余压
(3)
pxa—窗孔a的余压； 窗孔 的余压； h′—某窗孔至窗孔a的高度差。 某窗孔至窗孔 的高度差。
返回
在热压作用下，余压沿车间高度的增加而增大。 在热压作用下，余压沿车间高度的增加而增大。由于进风窗孔 的余压为负值，排风窗孔的余压为正值， 的余压为负值，排风窗孔的余压为正值，在两窗孔之间必然存在一 个余压为零的平面， 个余压为零的平面，即0-0面。则把这个余压等于零的平面称为中和 则把这个余压等于零的平面称为中和 面或等压面。位于中和面的窗孔内外没有压差，因而没有空气流动。 面或等压面。位于中和面的窗孔内外没有压差，因而没有空气流动。
3.3.1 建筑总平面规划 3.3.2 建筑形式的选择 3.3.3 工艺布置 3.3.4 避风天窗及风帽的设计 3.3.5 生态建筑的自然通风(不作要求)
自然通风
（一）概论 定义
什么是自然通风? 利用自然的手段(风压、热压等)将室外空气不经过 空调处理就引入室内以达到维持室内空气舒适性的方法。 目的 带走热湿量（保持室内热舒适性） 带入新风 (保持室内空气品质）
换气次数法
换气次数n：是指通风量L(m3/h)与通风房间体积V(m3)的比值， 即： n=L/V (次/h) 因此全面通风量为：L=nV (m3/h) 思考题：某车间面积为500m2，层高5m，取n＝12次/h，求全 面通风量。
计算原则
全面通风量包括消除有害物、余热、 余湿所需的通风量，取其中最大值。 当通风房间有多种有害物时，应分别 计算，取其中最大值。 当房间内同时散发数种溶剂(苯及其同系物、醇、醋酸酯类) 的蒸气，或数种刺激性气体(三氧化硫、二氧化硫、氯化氢、 氟化氢、氮氧化合物及一氧化碳)时，全面通风量按分别所需 空气量总和计算。
pb pb
pa′。当Δpa＝pa′－pa＝0时，空气
流动停止。 流动停止。 此时，窗孔b的内外压差Δpb为
tw ρw tn ρn Pa Pa
Δpb＝pb′－pb＝(pa′－ρngh)－(pa－ρwgh)
＝(pa′－pa)＋gh(ρw－ρn)＝Δpa＋gh(ρw－ρn) 返回
Δpb＝pb′－pb＝(pa′－ρngh)－(pa－ρwgh)
tn>tw,下进上排；tn<tw,上进下排。 下进上排； 上进下排。
由上式可得
∆pb + ( −∆pa ) = ∆pb + pa = gh ( ρw − ρn )
从上式可看出，进风窗孔和排风窗孔内外侧压差的 从上式可看出， 绝对值之和与窗孔的高度差 h 和室内外空气的密度差 成正比， 称为热压 (Δρ＝ρw－ρn)成正比，通常把gh(ρw－ρn)称为热压 室内外空气没有温度差，或者窗孔间没有高度差， 室内外空气没有温度差，或者窗孔间没有高度差， 温度差 高度差 就不会产生热压作用下的自然通风。 就不会产生热压作用下的自然通风。当然热压大自然通 风量也大。为了增大热压， 风量也大。为了增大热压，应当加大进排风窗孔的高度 差，其最合理的途径是降低进风窗孔的高度。 其最合理的途径是降低进风窗孔的高度。
如果建筑物内没有“烟囱” 与室外有联系的竖向通道）， 如果建筑物内没有“烟囱”（与室外有联系的竖向通道）， 也就没有相应的“烟囱效应” 也就没有相应的“烟囱效应”。
外廊式多层建筑在热压作用下的自然通风
3.1.2
室外风压作用下的自然通风
1、风压作用下的自然通风的形成
当气流绕流建筑物时，由于建筑物迎风面的阻挡，动压降低， 当气流绕流建筑物时，由于建筑物迎风面的阻挡，动压降低，形成正 在气流断面II II上 气流产生绕流，风速增大，形成负压； II压；在气流断面II-II上，气流产生绕流，风速增大，形成负压；在建筑物 背风面的某一范围内，由于气流形成漩涡，静压降低，形成负压， 背风面的某一范围内，由于气流形成漩涡，静压降低，形成负压，所以该处 的空气压力也小于大气压力。在气流断面III-III上 的空气压力也小于大气压力。在气流断面III-III上，气流重新恢复到断面 III I-I处的状态。 处的状态。
第3章 自 然 通 风
3.1、自然通风作用原理
3.1.1 热压作用下的自然通风 3.1.2 室外风压作用下的自然通风 3.1.3 热压与风压联合作用下的自然通风
3.2 工业厂房自然通风的计算
3.2.1 设计性计算的步骤 3.2.2 校核性计算的步骤
第3章 自 然 通 风
3.3 自然通风与建筑设计
∆p = ζ
ρv
2
Pa
窗孔两侧的压力差， 式中 Δp—窗孔两侧的压力差，Pa； 窗孔两侧的压力差 Pa； 空气流过窗孔时的流速， v—空气流过窗孔时的流速，m/s； 空气流过窗孔时的流速 m/s； 通过窗孔空气的密度， ρ—通过窗孔空气的密度，kg/m3； 通过窗孔空气的密度 窗孔的局部阻力系数。 ζ—窗孔的局部阻力系数。 窗孔的局部阻力系数