【厂务知识50问】第12问：无尘车间送风计算方法？
洁净厂房百级洁净区温湿度控及送风、回风、排风原理
洁净厂房是一种对环境要求极高的工业厂房，主要用于生产对环境要求特别严格的产品，如半导体、生物制药等。
而百级洁净区作为洁净厂房中最核心的部分，其温湿度控制及送风、回风、排风原理对于保障产品质量至关重要。
本文将围绕这一主题，从以下几个方面展开论述：一、百级洁净区的温湿度控制在百级洁净区内，温湿度是需要严格控制的重要参数。
温度过高或过低都可能对产品的生产质量造成影响，因此需要采取相应的措施对温度进行精准控制。
空气中的湿度也需要得到有效的控制，以保证产品的生产环境处于最佳状态。
二、百级洁净区的送风原理送风是百级洁净区内的基本工艺之一，通过送风系统，洁净空气可以被输送到生产区域，从而保证生产区域内的空气质量达到百级洁净标准。
送风系统应当具备一定的风量和风速，同时需要保证送风口的位置和数量符合工艺要求。
三、百级洁净区的回风原理回风是指洁净空气通过生产区域内的工艺设备后，重新经过净化处理后回到洁净空调系统的过程。
回风系统的设计应当合理，以保证回风空气的质量满足洁净空调系统的要求。
回风系统还应当具备合理的回风口布置和回风口数量，以保证回风的均匀性和充分性。
四、百级洁净区的排风原理排风是指将百级洁净区内的废气通过排风系统排出工厂外部的过程。
排风系统应当具备足够的排风量和排风速度，以保证排风口的排风质量满足相关排放标准。
排风系统还应当合理布置排风口的位置和数量，以保证排风的均匀性和高效性。
总结百级洁净区的温湿度控制及送风、回风、排风原理是保障洁净厂房产品质量的重要因素。
通过对这些原理的合理应用和控制，可以有效地保证生产区域内的空气质量处于最佳状态，从而保障产品的生产质量和生产环境的洁净程度。
随着科技的不断发展，相信未来百级洁净区的温湿度控制及送风、回风、排风原理会得到更加完善和先进的应用，为洁净厂房的发展带来新的机遇和挑战。
在百级洁净区的温湿度控制方面，通常会采用高效的空调系统和湿度控制装置进行调节，确保百级洁净区内的温湿度处于可控范围之内。
非单向流洁净室洁净送风量计算探讨
2020年22期研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application非单向流洁净室洁净送风量计算探讨王奇勋（中国电子系统工程第二建设有限公司，江苏无锡214000）1概述在高科技厂房建设领域，洁净室是其核心组成部分。
洁净室空调的设计的水平会直接决定项目建设的成败和后续运营的效果。
其中重要的一个环节即是计算洁净室的送风量。
经过过滤处理送入洁净室内的清洁空气，除了要承担保证室内的温、湿度的送风量外，还要排除、稀释室内的污染物，以维持室内的空气洁净度，所以与一般房间的送风量计算方法不同。
洁净室，不管是单向流，还是垂直层流，净化原理都是一样的，就是利用清洁空气稀释冲淡室内的污染物，从而达到所要求的空气洁净度等级。
GB50073-2013《洁净厂房设计规范》规定，洁净室的送风量应取下列三项中的最大值[1]：（1）满足空气洁净等级要求的送风量。
（2）根据热、湿负荷计算确定的送风量。
（3）按本规范第6.1.5条的要求向洁净室内供给的新鲜空气量。
对于洁净室，洁净等级需求的风量往往远大于温湿度及新鲜空气需求的风量。
在洁净室建设中，空调投资往往站到机电投资的三分之一以上，而空调系统的投资和运营很大一部分取决于循环风量的处理，因此洁净室送风量的计算是设计工作中非常重要的环节之一，它直接影响洁净室建设费用的大小，以及后期运行费用的高低。
目前关于洁净风量的计算，没有详细的解释与比较，基本只是一笔带过，但由于公式复杂，参数较多，容易混淆，许多工程师不清楚计算方法，对相关影响参数认识模糊。
希望通过本文的实例的研究分析，明确了解各个参数对于洁净风量的影响，夯实基础理论知识。
2实例分析根据风量平衡原理，结合图1所示的常见非单向流的洁净室系统模型，可知：式中，Q s :洁净送风量，m 3/h ；V ：洁净室体积，m 3；G ：洁净室的单位容积发尘量，个/（m 3·min ）；N ：洁净室的含尘浓度，个/L ；M ：室外空气的含尘浓度，个/L ；S ：回风比，回风量与送风量之比；ηh ：回风通路上过滤器的总效率，ηh =1-（1-η1）（1-η3）；ηx ：新风通路上过滤器的总效率，ηx =1-（1-η1）（1-η2）（1-η3）。
洁净室维持正压、压差和送排风量关系
洁净室维持正压、压差和送排风量关系在有关各种净化工程洁净室的设计手册中，对于洁净室漏风原因分析及洁净室正压送风量计算方法都列出了复杂的计算过程公式,那么对于那些专业从事洁净室建造的工程师们,专业净化工程设计施工而言，是否有更为快速和简单的计算方法解决洁净室漏风原因分析及洁净室正压送风量计算方法呢?在过去的38年里发展中，净化技术洁净室技术经历了快速的发展，在汽车工业，微系统技术，生物技术，表面技术，制药医疗，半导体工业等许多工业分支中，都已开发出了适合自己的洁净室技术。
无论何种洁净室技术，都有哪些基本的原则和要求是大家所必须都要遵循的因素，比如说洁净室漏风原因分析及洁净室正压送风量计算方法。
所有的洁净室，可以有很多不同的标准和要求，但是如果没有正压，那么一切室内环境标准和要求都没有存在的基础,没法达到净化洁净室室内空气洁净度要求。
各种设计手册中复杂的计算方法并不适合现场施工技术人员的需求，在洁净室建造项目中，基本上工程技术人员都在靠经验估算，并没有比较准确而且又简单的洁净室漏风原因分析及洁净室正压送风量计算方法.一个密闭性能良好的洁净室，在使用过程中，主要的漏风途径有以下四种：•高效送风口的漏风;•高•室内门、窗缝隙的漏风;•开门过程中的漏风;•风淋室、传递窗各种净化设备的漏风;•室内配套设备的工艺排风。
1、缝隙漏风量计算计算方法一：v=1.29(△P)1/2△V=S*v△P：洁净室内外压力差(Pa)v：从缝隙处流过的风速(m/s)S：缝隙面积(m2)V：通过缝隙的泄漏风量(m3/h)例：假设条件：房间正压20pa，门缝长度3.6m，窗缝长度 40m，假设缝隙宽度0.01m门缝隙面积S1=0.01*3.6=0.072m2，窗缝隙面积S2=0.002*40=0.08m2泄漏风量V=s*v=(S1+S2)*3600*1.29*(△P)1/2=(0.072+0.08)*3600*1.29*(20)1/2=3157m3/hr计算方法二：压差法计算方式：L=0.827×A×(ΔP)1/2×1.25=1.03375×A×(ΔP)1/2式中 L—正压漏风量(m3/s);0.827—漏风系数;A—总有效漏风面积(m2);ΔP—压力差(Pa);1.25—不严密处附加系数2、开门的泄漏风量假设条件：房间正压ΔP=20Pa，门面积S3=0.9*2.00=1.8m2，风速v=1.29(△P)1/2=5.77m/s,开启次数n=1次/hr，开启时间t=5s泄漏风量Q=S3*v*t*n=1.8*5.77*5*1*=51.93 m3/h每小时开一次门，开5秒，泄漏空气量51.93 m3/h3、风淋室与传递窗的空气泄漏量假设条件：风淋室体积15m3，密闭无缝隙开闭顺序为(1)开→ (1)关→ (2)开→ (2)关，如图1风淋室开闭顺序图图1 风淋室开闭顺序图。
净化车间风量与风速测试标准
净化车间风量与风速测试标准净化车间在完成施工后，需要对整个室内通风系统进行系统性的风速测试，包括进风和出风两个方面。
风速的过大或过小都不行风速太大会直接影响净化设备空气过滤器的使用寿命，或者直接将空气过滤器吹穿；风速过小，将直接影响室内空气的循环而影响室内空气的洁净度，导致室内空气部达标。
具体测试方法如下：风速测试仪器可使用热球式风速计、超声风速计、叶片式风速计等；风量测试可使用带流量计的风罩、文丘里流量计、孔板流量计等。
一、单向流设施的截面风速、面风速和风量测试对单向流设施的风速测试，应将测试平面垂直于送风气流，该测试平面距离高效空气过滤器出风面150～300mm，宜采用300mm。
将测试平面分成若干面积相等的栅格，栅格数量不少于测试截面面积（m2）的平方，测点在每个栅格的中心，全部测点不少于3点。
直接测量过滤器面风速时，测点距离过滤器出风面为150mm。
将测试面划分为面积相等的栅格，每个栅格尺寸为600mm×600mm或更小，测点在每个栅格的中心。
每一点的持续测试时间至少为10秒，记录最大值、最小值和平均值。
单向流洁净室（区）的总送风量（Qt），应按式计算：（m3/h）式中：Vcp——每个栅格的平均风速（m/s）；A——每个栅格的面积（㎡）。
上述公式是对单向流设施的风速分布测试，一般选取工作面高度为测试平面，平面上划分的栅格数量不少于测试截面面积（m2）的平方，测点在每个栅格的中心。
风速分布的不均匀度β０按下列公式计算，一般不应大于０.25β０= s/v式中v——各测点风速的平均值；s——标准差。
风速分布测试宜于空态测试，当安装好工艺设备和工作台时，在其附近测得的数据可能不能反映洁净室本身的特点。
对非单向流设施的风速、风量的测试；1、风口法测试风速、风量：在每个测点的持续测试时间至少为10秒，以得到有代表性的平均值。
每个空气过滤器或送风散流器的风速、风量测试，可参照C.2.2.1中面风速及风量的测试和计算方法。
风机风量计算方法
风机风量计算方法风机风量计算方法风机风量的定义为:风速V与风道截面积F的乘积.大型风机由于能够用风速计准确测出风速,所以风量计算也很简单,直接用公式Q=VF,便可算出风量.风机数量的确定根据所选房间的换气次数，计算厂房所需总风量，进而计算得风机数量。
计算公式：N=V×n/Q 其中：N——风机数量（台）；V——场地体积（m3）；n——换气次数（次/时）；Q——所选风机型号的单台风量（m3/h）。
风机型号的选择应该根据厂房实际情况，尽量选取与原窗口尺寸相匹配的风机型号，风机与湿帘尽量保持一定的距离（尽可能分别装在厂房的山墙两侧），实现良好的通风换气效果。
排风侧尽量不靠近附近建筑物，以防影响附近住户。
如从室内带出的空气中含有污染环境，可以在风口安装喷水装置，吸附近污染物集中回收，不污染环境引风机所需风量风压如何计算1、引风机选型，首要的是确定风量；2、风量的确定要看你做什么用途，不同的用途风量确定方法不一样，请参照专业书籍或者请教专业技术人员；3、确定了风量之后，逐段计算沿程阻力和局部阻力，将它们相加，乘以裕量系数，得出需要的压力；4、查阅风机性能数据表，或者请风机厂家查找对应的风机型号即可风机风量和风压计算功率，工业方面用，设计中，通过风量和风压计算风机的大概功率功率(KW)=风量(m3/h)*风压(Pa)/(3600*风机效率*机械传动效率*1000)。
风量=(功率*3600*风机效率*机械传动效率*1000)/风压。
风机效率可取0.719至0.8；机械传动效率对于三角带传动取0.95，对于联轴器传动取0.98。
风量如何计算？要加入风机功率管道等因素，抽风空间的大小等?比如说：100平方的房间我需要每小时抽风500立方，要怎么求出它的风机的功率，管道等。
还有风速和立方怎么算出来的，比如说0.1或0.5米每秒的风速多长时间可以抽100立方或500立方的风？以上的两个问题要求有个计算公式，公式中的符号要注明。
全面通风的风量计算.
全面通风的风量计算
例：某车间体积为500m3，车间内每秒钟产生4.5×10-5kg的二 氧化硫气体，问进行全面通风时需要的通风量是多少。(送风全部为 室外空气) 解:
由于送风全部为室外空气，因而可认为送风气流中二氧化硫气
体浓度y0＝0，取安全系数K＝8，查教材附录3得车间二氧化硫最高
允许浓度为15mg/m3，即15×10-3g/m3，则通风量为：
全面通风的风量计算
考虑到室内有害物分布及通风气流的不均匀性，增加安全系数 K，则
Kx L＝ y - y0
(m3/s)
(8)
选取K值要综合考虑多方面的因素，如有害物的毒性，有害物 散发的不均匀性，有害物源的分布状况，通风气流组织等。对一般 通风房间，取K＝3~10，对生产车间，取K≥6，只有精心设计的小 型试验室，才能取K＝1。
全面通风的风量计算
一、按通风动力分类
1、自然通风
自然通风是依靠室外风力作用在建筑物上所形成的压差，或室 内外的温度差（实质是密度差）造成的热压，使室内外的空气进行 交换，达到对室内进行通风，从而改善室内空气环境。 由室外风力进行的通风称为风压作用下的自然通风；由室内外 温差进行的通风称为热压作用下的自然通风。
数种溶剂同时散发对人体危害作用的蒸气，全面通风量为各自 风量之和，即 L＝L1＋L2＝17.5＋11.7＝29.2(m3/s)
例2：某车间同时有两种刺激性气体散发，它们散发至车间的
气体量为：氯化氢0.018g/s和二硫化碳0.015g/s，求所需的全面通风
量。 解：根据教材附录3查得上述两种刺激性气体的最高容许浓度，
及其盐类等)，同时在室内放散时，由于它们对人体的作用是叠加的， 全面通风量应按各种气体分别稀释至规定的接触限值所需空气量的
通风量计算
一、全面通风的风量计算全面通风的风量应能确保把各种有害物（包括有害气体、粉尘、水蒸气、热等）全部稀释或排除，使有害物浓度不超过卫生标准.由于有害物的性质不同，应分别计算所需风量,然后确定全面通风所需风量.1．排污模型及排污微分方程为了分析室内空气中有害物浓度与通风量之间的关系，先研究一种理想的情况，假设有害物在室内均匀散发（室内空气中有害物浓度分布是均匀的)、送风气流和室内空气的混合在瞬间完成、送排风气流是等温的。
排污模型如图3—2-1所示。
在体积为Vf的房间内，有害物源每秒钟散发的有害物量为X，通风系统开动前室内空气中有害物浓度为y1,通风风量为L(m3/s），入风的有害物浓度为y0(g/m3),排风的有害物浓度为y（g/m3）。
图3—2-1 车间通风排污模型房间内有害物浓度的变化情况可根据“物质平衡"原理建立微分方程。
对于连续、稳定的通风过程，根据在通风过程中排出有害物的量应与产生的有害物量达到平衡的原则，在dτ时间内应满足下式：送入量+散发量—排走量=变化量（3—2-1) 其中，送入量=L y0 dτ散发量=x dτ排走量=L y dτ变化量=d（Vf y)=Vf dy将送入量、散发量、排走量和变化量代入式（3—2-1）即得排污微分方程表达式为：(3-2—2）式中 L——全面通风量，m3／s；y0-—送风空气中有害物浓度，g／m3;X——有害物散发量，g／s；y—-在某一时刻室内空气中有害物浓度，g／m3;V f——房间体积，m3；dτ-—某一段无限小的时间间隔，s；dy——在dτ时间内房间内浓度的增量，g／m3。
公式（3—2-2）称为全面通风的排污基本微分方程式.它反映了任何瞬间室内空气中有害物浓度y与全面通风量L之间的关系.2．排污微分方程式的求解(1）对公式（3-2-2）进行变换：（3-2—3）由于常数的微分为零,上式可改写为:（2）积分：如果在τ秒钟内，室内空气中有害物浓度从y l变化到y2,那么（3-2-4)(3-2—5) （3）化简：当〈1时,级数exp收敛,方程（3—2-5）可以用级数展开的近似方法求解。
空调设计计算说明
华上光电（江苏）有限公司一期芯片无尘室工程空调系统计算说明本工程为本工程为华上光电（江苏）有限公司一期芯片无尘室工程,，生产试验区共1273M2，主要由FAB和切割预留区、屏保实验室、更衣室等构成。
其中FAB部分设计为Class1k、10K，洁净室设计高度为3M。
其余为一般区域（非洁净区）。
洁净区空调系统设计方式为：MAU+DCC+FFU。
以下为简述整个无尘室的设计计算说明：MAU送风量计算说明一、总送风量确定1、正压送风量QⅠ计算1）．乱流无尘室送风量计算Q1-1本项目洁净室为乱流，送风量是以换气次数为依据计算：QⅠ-1=KV式中：K——换气次数；V——无尘室净体积；N——非单向流无尘室稳定含尘浓度；G——洁净室内单位体积发尘量；M——室外空气含尘浓度；S——回风量与送风量之比；ηH——回风通路上过滤器的总效率；ηX——新风通路上过滤器的总效率。
实际工程计算中换气次数K很难用以上公式计算，一般均采用经验换气次数。
在各国的洁净室标准中，相同级别的非单向流洁净室的经验换气次数并不相同。
我国《洁净厂房设计规范》（GB 50073-2001）中明确规定了不同级别的非单向流洁净室洁净送风量计算所需的经验换气次数，见下表：空气洁净度等级GB 50073-2001 ISO/DIS 14644—4 医药洁净厂房设计规范6级（1000级）50～60 25～567级（10000级）15～25 11～25 ≥258级（100000级）10～15 3.5～7 ≥15注：换气次数适用于层高小于4.0m的无尘室。
本项目计算选择：1K级换气次数为：50次/H；10K级换气次数为：25次/H送风量计算如下：FAB(1K)：Q=KV=50*427*3=64050CMHFAB(10K)：Q=KV=25*382*3=28650CMH二、系统送风量QⅡ计算系统送风量应在无尘室送风量基础上再加上系统漏风量，其漏风率取下表数值：洁净度级别漏风率（%）系统空调设备总计εΣ低于1000级1000级到低于100级等于或高于100级421211422式中：ΣQⅠ为各洁净室送风量之和。
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式中：K——换气次数；
比较Q1-1和Q1-2，取最大者为卫生所需新风量。
2．保持室内正压所需新风量Q2
（1）局部排风量= Q2-1；
（2）通过余压阀的风量= Q2-2，可从余压阀的说明书中查得；
（3）由缝隙的漏出风量= Q2-3
式中：F1——缝隙面积；
E1——流量系数通常取0.3～0.5
v1——漏出风速
ΔP——室内外压差
ρ——空气重力密度常取1.2kg/ m3。
以上缝隙法公式计算繁琐，还可以采用另一种换气次数法进行计算，换气次数根据经验值估算，即当无尘室的压差值为5Pa时，压差风量相应的换气次数为1～2h－1，当无尘室的压差值为10Pa时，压差风量相应的换气次数为2～4h－1。
因为无尘室压差风
量的大小是根据无尘室维护结构的气密性及维持的压差有关，所以在选取换气次数时，对于气密性差的房间可以取上限，对于气密性好的房间可以取下限。
综上所述保持室内正压新风量：
Q2= Q2-1＋Q2-2＋Q2-3
对正压室要求特别严时，还应在Q2加上开关门和传递窗的漏风量。
3．满足一定比例的新风量Q3
当不能确切知道人员数或漏泄情况时，或者在初步方案时作为估计用，可采用新风应占总风量一定比例的方法来确定新风量。
按《洁净厂房设计规范》规定，对于乱流洁净室，新风量不应小于总风量的10%～30%，对于单向流无尘室，新风量应不于总送风量的2%～4%。
原则是：无尘室度越低新风比越大。
当然，对于全部用循环风的场合，或者工艺需要或允许时，新风比可不按以上比例取。
4．补充送风系统漏泄所需的新风量Q4
Q4=系统送风量×εΣ
=QⅡ×εΣ
5．系统新风量QⅢ
比较ΣQ1、ΣQ2和ΣQ3，取其最大值，“Σ”为各室该风量之和。
然后加上系统漏风量Q4，即为系统的最后所需新风量。
QⅢ=（ΣQ1、ΣQ2、ΣQ3）max＋Q4
四、系统的回风（循环风）量QⅣ的计算
系统的循环风量应为系统总送风量减去新风量。