迫使室内空气流动的动力称为通风系统的作用动力,通风系统按作用动力来划分,可分为:自然通风和机械通风。
6.1.2.1 自然通风
自然通风主要是依靠室外风所造成的自然风压和室内外空气温度差所造成的热压来迫使空气进行流动,从而改变室内空气环境。
自然通风是一种经济而有效的通风方法。但受自然条件的影响较大,空气不能进行预先处理,排出的空气不能进行除尘和净化,会污染周围环境。
1.风压作用下的自然通风
由于室外气流会在建筑物迎风面上造成正压,且在背风面上造成负压,在此压力作用下,室外气流通过建筑物上的门、窗等孔口,由迎风面进入,室内空气则由背风面或侧面出去。屋顶上的风帽、带挡板的天窗,则是利用风从它们的上部开口吹过时造成的负压来使室内空气在室内外压差下排出,这是一种利用风力的自然通风,如图6.1所示。显然,这种自然通风的效果取决于风力的大小。
2.热压作用下的自然通风
热压是指当室内空气温度比室外空气温度高时,室内热空气密度小,比较轻,就会上升从建筑的上部开口(天窗)跑出去,较重的室外冷空气就会经下部门窗补充进来(图6.2)。热压的大小除了跟室内外温差大小有关外,还与建筑高度有关。
图6.1 风压作用下的自然通风
图6.2 热压作用下的自然通风
利用风压和热压来进行换气的自然通风对于产生大量余热的生产车间是一种经济而有效的通风降温方法。如机械制造厂的铸造、锻工、热处理车间,冶金工厂的轧压、各种加热炉、冶炼炉车间,化工厂的烘干车间以及锅炉房等均可利用自然通风,这是一种既简单又经济的办法。在考虑通风的时候,应优先采用这种方法。但是,自然通风也有其缺点:
(1)自然进入的室外空气一般不能预先进行处理,因此对空气的温度、湿度、清洁度要求高的车间来说不能满足要求。
(2)从车间排出来的脏空气也不能进行除尘,会污染周围的环境。
(3)受自然条件的影响,风力不大、温差较小时,通风量就少,因而效果就较差。比如风力和风向一变,空气流动的情况就变了,而且一年四季气温也总是不断变化的,依靠的热压力也很不稳定,冬季温差较大,夏季温差较小,这些都使自然通风的使用受到一定的限制。
对于一般工厂来说,自然通风效果好坏还与门窗的大小、型式、位置有关。在有些情况下,自然通风与机械通风混合使用,可以达到较好的效果。
6.1.2.2 机械通风
依靠通风机所造成的压力,来迫使空气流通进行室内外空气交换的方式。
与自然通风相比较,由于要靠通风机的保证,通风机产生的压力能克服较大的阻力,因此往往可以和一些阻力较大、能对空气进行加热、冷却、加湿、干燥、净化等处理过程的设备用风管连接起来,组成一个机械通风系统,把经过处理达到一定质量和数量的空气送到一定地点。
与自然通风相比,机械通风具有许多特点:
(1)送入车间或工作房间内的空气可以首先加热和冷却,加湿或减湿。
(2)从车间排除的空气,有时需要进行净化除尘,保证工厂附近的空气不被污染。
(3)按能够满足卫生和生产上所要求的形成房间内人为的气象条件。
(4)可以将吸入的新鲜空气,按照需要送到车间或工作房间内各个地点,同时也可以将室内污浊的空气和有害气体,从产生地点直接排除到室外去。
(5)通风量在一年四季中都可以保持平衡,不受外界气候的影响,必要时,根据车间或工作房间内的生产与工作情况,还可以任意调节换气量。最先进、最完善的机械通风系统,是“空气调节”系统。
按照通风系统应用范围的不同,机械通风可分为局部通风和全面通风两种。
1.局部通风(www.daowen.com)
通风的范围限制在有害物形成比较集中的地方,或是工作人员经常活动的局部地区的自然或机械通风,称为局部通风。其目的是改善这一局部地区的空气条件,局部通风又可分为局部排风、局部送风及局部送、排风。
(1)局部排风(图6.3)。它是为了尽量减少工艺设备产生的有害物对室内空气环境的直接影响,用各种局部排气罩(或柜),在有害物产生时就立即随空气一起吸入罩内,最后经排风帽排至室外,是比较有效的一种通风方式。
(2)局部送风(图6.4)。直接向人体送风的方法又叫岗位吹风或空气淋浴。
岗位吹风分集中式和分散式两种。如图6.4所示是铸工车间浇筑工段集中式岗位吹风示意图。风是从集中式送风系统的特殊送风口送出的,系统应包括从室外取气的采气口,风道系统和通风机,送风需要进行处理时,还应有空气处理小室设备。分散的岗位吹风装置一般采用轴流风机,适用于空气处理要求不高,工作地点不很固定的地方。
(3)局部送、排风(图6.5)。有时采用既有送风又有排风的局部通风装置,可以在局部地点形成一道“风幕”,利用这种风幕来防止有害气体进入室内。
图6.3 机械局部排风
1—工艺设备;2—局部排气罩;3—局部排气柜;4—风道;5—通风机;6—排风帽;7—排气处理装置
图6.4 机械局部送风
图6.5 机械局部送、排风
1—排气罩;2—送风嘴;3—有害物来源
2.全面通风
由于生产条件的限制,不能采用局部通风或采用局部通风后室内空气环境仍然不符合卫生和生产要求时,可以采用全面通风,即在车间或房间内全面地进行空气交换。全面通风适用于:有害物产生位置不固定的地方;面积较大或局部通风装置影响操作;有害物扩散不受限制的房间或一定的区段内。这就是允许有害物散入车间,同时引入室外新鲜空气稀释房间内的有害物浓度,使其车间内的有害物的浓度降低到合乎卫生要求的允许浓度范围内,然后再从室内排出去。
(1)全面机械排风系统。为了使室内产生的有害物尽可能不扩散到其他区域或邻室去,可以在有害物比较集中产生的区域或房间采用全面机械排风。如图6.6所示就是全面机械排风。在风机作用下,将含尘量大的室内空气通过引风机排除,此时,室内处于负压状态,而较干净的一般不需要进行处理的空气从其他区域、房间或室外补入以冲淡有害物。如图6.6(a)所示是在墙上装有轴流风机的最简单的全面机械排风系统。如图6.6(b)所示是室内设有排风口,含尘量大的室内空气从专设的排气装置排入大气的全面机械排风系统。采用这种通风方式,室内的有害物质不流入相邻的房间,它适用于室内空气较为污浊的房间,如厨房和厕所等。
图6.6 用轴流风机排风的全面通风系统
(2)全面机械送风系统。利用离心式风机把室外新鲜空气或者经过处理的空气经风管和送风口直接送到指定地点,对整个房间进行换气,稀释室内污浊空气,如图6.7所示。由于室外空气的不断送入,室内空气压力升高,使室内压力高于室外大气压力(即室内保持正压)。在这个压力作用下,室内污浊空气经门、窗及其他缝隙排至室外。采用这种通风方式,周围相邻房间的空气不会流入室内,适用于室内清洁度要求较高的房间,如旅店的客房、医院的手术室等。
图6.7 全面机械送风(自然排风)系统
1—进风口;2—空气处理设备;3—风机;4—风道;5—送风口
图6.8 同时设有机械进风和机械排风的全面通风系统
(3)全面机械送、排风系统。如图6.8所示是同时设有机械进风和机械排风的全面通风系统。室外空气根据需要进行过滤和加热等处理后送入室内,室内污浊空气由风机排至室外,这种通风方式的效果较好。
全面通风系统适用于有害物质分布面积广以及某些不适合采用局部通风的场合,在公共及民用建筑广泛采用。
全面通风系统需要风量大,设备较为庞大。当要求通风的房间面积较大时,会有局部通风不良的死角。
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