暖通空调基础知识.pdf

1、家用中央空调分类和工作原理风管机一台定频室外机，一台定频室内机，通过风管把冷热风送至每个房间，可方便将 室外新风引入；对空气进行加湿等集中处理也较容易，是廉价的机器，设计合理 每个房间的噪声仅增加13分贝，卧室不必吊顶，每个房间在可高于主温控器 设定的温度以上，对温度进行控制；可以有一定比例的能量转移，达到节能及加 快空调冷热速度的效果。室内机局部噪声较大，根据现场不同的安装条件，实测在4252分贝之间，对 设计及安装要求很专业。一拖多机组(1)定频多联机把分体空调集中到一个室外机中，最多一拖三里面有三台压缩机，冷媒系统各自 独立；把明装壁挂室内机改变成暗藏式；引进新风困难，是分体空调的一种变形,卧室内风机噪音山低到高要增加714分贝，最高达50分贝。每个卧室需增加 长1.2m以上，宽0.6m,高0.3m的吊顶，另需设检修孔；每个内机都需有冷凝 水排放的管路。冷媒系统独立，但电路部分的有共用点；如发生外风机，外机温度探头、压力保 护或电器局部短路等故障时，整套机器将无法运行。(2)定、变频一拖多其中有12台变频压缩机或另加1台定频压缩机，电路上有射频干扰，对电脑 有影响。检修孔新风引入吊顶与冷凝水与多联机相同；对氟管的分支器要求设计 合理；对上，下层共用1台机器，管路要求更高；较易在全开启时出现末端内机 效果太差的情况。冷热水机定频冷热水机或变频冷热水机大型中央空调的缩小,冷凝器由水冷变成风冷；用水泵将冷热水送至风机盘管。引入新风、检修孔、吊顶冷凝水排放、噪声指标与多联机相同。但又增加了冷热水管；由于温度差很大，密封问题突出，出现漏水对装潢的破坏较大。另外大型 中央空调蒸发器都定时清理和酸洗；家用冷热水机对此还无良策，长期使用冷热 交换器的效率将大打折扣。如能与中央水处理系统相结合，可克服上述难点。单独房间使用空调，其它房间风机盘管有冷热水管流过，也会产生能耗；现较流 行采用电磁水阀来关闭水路；除去造价上的因素外；还会使局部水流速过高，产 生噪声的问题。二.户式的工作原理1.冷（热）水机组的基本工作过程是：室外的制冷机组对冷（热）媒水进行制冷降温（或加热升温），然后由水泵将降温后的冷媒（热）水输送到安装在室内的风机盘管机 组中，由风机盘管机组采取就地回风的方式与室内空气进行热交换实现对室内空 气处理的目的。2.风管（道）式机组的基本工作过程是：供冷时，室外的制冷机组吸收来自室内机 组的制冷剂蒸气经压缩、冷凝后向各室内机组输送液体制冷剂。供热时，室外的 制冷机组吸收来自冷凝器的制冷剂蒸气经压缩后向各室内机组输送汽体制冷剂，室内机组通过布置在天花板上的回风口将空气吸入，进行热交换后送入安装在室 内各房间天花板中的风管（道）内，并通过出风口上的散流器向室内各房间输送空 气。在风管（道）上设计有新风门和排风门，可以按一定比例置换空气，以保证室 内空气的质量。3.变频一拖多机组的基本工作过程是：供冷时，室外的制冷机组吸收来自室内 机组的制冷剂蒸气经压缩、冷凝后向各室内机组输送液体制冷剂。供热时，室外 的制冷机组吸收来自冷凝器的制冷剂蒸气经压缩后向各室内机组输送汽体制冷 剂。各室内机组通过暗装的方式布置在天花板上。通过其回风口将空气吸入，进 行热交换后送入，再从送风口将处理后的空气采取就地回风的方式送回室内。机组在能量调节方式上由微电脑控制，室外机组的变频式压缩机根据室内冷热负 荷的变化，自动调节压缩机的工作状态，以满足室内冷热负荷的要求。2、组合式空调机组原理组合式空调机组本身不带冷、热源，是以冷、热水或蒸汽为媒介，用以完成对空 气的过滤、加热、冷却、加湿、消声、热回收、新风处理和新、回风混合等功能 的箱体组合式机组。比如二次回风系统中组装式空调机组的处理过程：新风通过 过滤器过滤滤去尘埃和杂物，经一次加热后进入喷水室进行湿热处理，降温除湿后接着与二次回风进行混合。混合后的空气经二次加热器加热到规定的送风状态 点，由送风机经消声器降噪，最后送入室内。由室内排出的空气经回风管道内设 置的消声器降噪，由回风机将一部分空气排除出系统，其余部分作为回风加以利 用。一次回风量和二次回风量由各自的回风阀开度来控制。实际工程中组合式空 调机组的组成由各自的工艺的处理要求而定。组合式空调机组就是拼装式空调。有的自带制冷系统，有的自己不带制冷系统（有 表冷器），完成所要求的空气处理过程，必须组合过滤、冷却、除湿，加湿等工 作段。3、地源热泵中央空调机组工作原理地源热泵技术是利用地球表层的土壤（岩石）和水体（地下水、海洋、河流和湖泊等）吸收太阳能和地热能而形成的低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。在中央空调系统中热泵机组可以实现一机三用的功能，即冬季以冷凝器放出热量来供热采暖，夏季以蒸发器吸收热量来制冷，四季可以通过 冷凝器端的热量制备生活热水，并且夏季以制冷为目的时制备热水可以认 为是免费的。地源热泵中央空调机组，是一项高效节能型、环保型并能实现可持 续发展的新技术，它既不会污染地下水，又不会影响地面沉降。任何一种设备都有其工作温度范围，人也是如此，环境温度超过人类的生存范围，人也无法生存。空调与制冷系统也是如此。空调系统的温 度工作范围，在夏季制冷时，冷凝器（室外机）的冷凝温度是42c冬季 制热时一，蒸发器（室内机）的蒸发温度是-5。超过这个这个温度范围，夏季时制冷效率降低，冬季时，制热效率降低。这就是为什么空调为什么 不适合北方冬季制热的原理。众所周知夏季环境空气温度高于当地的地下水、地表水、土壤的温度，冬季环境温度低于当地的地下水、地表水、土壤的温度。土壤相当一 个冷热源的蓄能器，地下越深，恒温效果越好。在地下十米以下，无论冬 季或夏季，地下温度都能保持在13C左右不变。因此，夏季地源热泵空调系统制冷时用地下水将冷凝器冷却；冬季 地源热泵空调系统制热时用地下水将蒸发器升温，这样，不仅提高了空调 系统的工作效率，同时也提高了空调的制冷/热的效果，更主要的是也节 省了能源。据我们的经验，设计安装良好的地源热泵，平均可以节省用户 30%40%的冬季采暖或夏季制冷空调运行费用。土壤源热泵空调也叫地源热泵空调，就是在地下埋设管道作为换热 器，管道与热泵机组连接形成闭式环路，管道中有液体流动通过循环将热 泵机组的凝结热通过管道散入地下（供冷工况），或从大地吸取热量供给 热泵机组向建筑物供热（供热工况）。土壤源热泵换热器有多种形式，如水平埋管、竖直埋管等。这两种 埋管型式各有自身的特点和应用环境。在中国采用竖直埋管更显示出其优 越性：节约用地面积，换热性能好，可安装在建筑物基础、道路、绿地、广场、操场等下面而不影响上部的使用功能，甚至可在建筑物桩基中设置 埋管，见缝插针充分利用可利用的土地面积。一套地源热泵空调系统既可供暖，又可制冷，还可以制备生活热水，一机三用。对于同时有供热和供冷需求的建筑物，地源热泵有着明显的优 点4、中央空调设计基础知识水系统分类开式循环的优点：冷水箱有一定的蓄冷能力，可以减少冷冻机的开启时间，增加能量调节 能力，且冷水温度的波动可以小一些。开式循环的缺点是：1.冷水与大气接触，循环水中含氧量高，宜腐蚀管路。2.末端设备（喷水池、表冷器）与冷冻站高差较大时，水泵则须克服 高差造成的静水压力，增加耗电量。3.如果喷水池较低，不能直接自流回到冷冻站时，则需增加同水池和 同水泵。4.如果采用自流回水，回水的管径较大，会增加投资。闭式循环的优点:1.由于管路不与大气相接触，管道与设备不宜腐蚀。2.不需为高处设备提供的静水压力，循环水泵的压力低，从而水泵的 功率相对较小。3.由于没有回水箱、不需重力回I水、回水不需另设水泵等，因而投资 省、系统简单。闭式循环的缺点：1.蓄冷能力小，低负荷时，冷冻机也需经常开动。2.膨胀水箱的补水有时需要另设加压水泵。水系统管道设计两管制：冷水系统和热水系统采用相同的供水管和回水管，只有一供一 回两根水管的系统。优点：两管制系统简单，施工方便；缺点：不能用于同时需要供冷和供热的场所。三管制：分别设置供冷管路、供热管路、换热设备管路三根水管；其冷 水与热水的回水关共用。优点：三管制系统能够同时满足供冷和供热的要求，管路系统较四管制 简单；缺点：比两管制复杂，投资也比较高，且存在冷、热回水的混合损失。四管制：冷水和热水的系统完全单独设置供水管和回水管，可以满足高 质量空调环境的要求。优点：四管制系统能够同时满足供冷和供热的要求，并且配合末端设备 能够实现室内温度和湿度精确控制的要求；由于冷水和热水在管路和末端 设备中完全分离，有助于系统的稳定运行和减小设备的腐蚀；缺点：初投 资高，管路布置复杂。水系统同程异程式 同程式系统：经过每一并联环路的管长基本相等，如果通过每米长管路 的阻力损失接近相等，则管网的阻力不需调节即可保持平衡。优点：同程式系统中系统的水力稳定性好，各设备间的水量分配均衡，调节方便。缺点：同程式系统由于采用回程管，管道的长度增加，水阻力增大，使 水泵的能耗增加，并且增加了初投资。异程式系统：经过每一并联环路的管长均不相等。优点：异程式系统简单，耗用管材少，施工难度小。缺点：采用异程式的系统，各并联环路管长不等，常在每一个并联支路 上安装流量调节装置。冷凝水系统的设计风机盘管机组、整体式空调器、组合式空调机组等运行过程中产生的冷 凝水，必须及时予以排走。1、冷凝水管的布置若邻近有下水管或地沟时，可用冷凝水管将空调器接水盘所接的凝 结水排放至邻近的下水管中或地沟内。舜相邻近的多台空调器距下水管或地沟较远，可用冷凝水干管将各台 空调器的冷凝水支管和下水管或地沟连接起来。2、冷凝水管管径的确定C直接和空调器接水盘连接的冷凝水支管的管径应与接水盘接管管径 一致（可从产品样本中查得）。霜设冷凝水干管时，某段干管的管径可依据与该管段连接的空调器总 冷量（KW）按下表查得。3、冷凝水管保温所有冷凝水管都应保温，以防冷凝水管温度低于局部空气露点温度时,其表面结露滴水。采用带有网络线铝箔贴面的玻璃棉保温时，保温层厚度可取25mm。冷凝水干管管径选择干管承担冷量(KW)干管公称直径DN(mm)干管承担冷量(KW)干管公称直径DN(mm)12462kW5080100125150说明：DN=15mm的管道不推荐使用。立管的公称直径，应与同等负荷的 水平干管的公称直径相同。4、冷凝水管设计注意事项&水流方向，水平管道应保持不小于千分之一的坡度；且不允许有积 水部位。当冷凝水盘位于机组负压区段时，凝水盘的出水口处必须设置水封，水封的高度应比凝水盘处的负压（相当于水柱高度）大50%左右。水封的出口，应与 大气相通。鳏用聚氯乙烯塑料管时，一般可以不必进行防结露的保温和隔汽 处理。球用镀锌钢管时，通常应设置保温层。令凝水立管的顶部，应设计通向大气的透气管。设计和布置冷凝水管路时，必须认真考虑定期冲洗的可能性，并应设计安排必要的设施。风管的布置通过风管可将各个送风口和回风口连接起来，提供一个空气流动的渠道，风管的布置 应在气流组织及风口位置确定下来以后进行。布置风管要考虑以下因素:尽量缩短管线，减少分支管线，避免复杂的局部构件，以节省材料 和减小系统阻力。要便于施工和检修，恰当处理与空调水、消防水管道系统及其他管 道系统在布置上可能遇到的矛盾。下图的a和b为相同房间、相同送风口的两种风管布置形式。对比可知，a比b的管线要长，分支管线和局部构件也较多，因此，b优于a。气流组织房间内合理的气流组织主要取决于送风口的形式和位置。目前，常见的 气流组织形式有：侧送风侧送风如图a所示，侧板送风是目前常用的气流组织形式。风道位于房间上部，沿墙敷设，在风道的一侧或两侧开送风口。可以上送 风，上回风，也可以上送风，下回风。它的特点是风口应贴顶布置，形成贴附式射流，回风区进行热交换。回 风口设在送风口的同侧，风速为25m/s。冬季送热风时，调节百叶窗使气 流向斜下方射出。散流器送风散流器送风可以进行平送和侧送。它也是在空气回流 区进行热交换。射流和回流流程较短，通常沿顶栅形成贴附式射流时效果 较好。它适用于设置顶栅的房间。条缝送风通过条缝形送风口进行送风，其射程较短。温差和速度 变化较快，适用于散热量较大只求降温的房间，例如纺织厂、高级公共民 用建筑等都有采用条缝送风。喷口送风经热、湿处理的空气由房间一侧的几个喷口高速喷出，渡过一定的距离后返回。工作区处于回流过程中，这种送风方式风速高，射程远，速度、温度衰减缓慢，温度分布均匀。适用于大型体育馆、礼堂、剧院及高大厂房等公共建筑中。孔板送风利用顶栅上面的空间作为静压箱。在压力的作用下，空 气通过金属板上的小孔进入室内。回风口设在房间下部。孔板送时，射流 的扩散及室内空气混合速度较快，因此工作区内空气温度和流速都比较稳定，适用于对区域温差和工作区风速要求严格，室温允许波动较小的场合。排风方式1、自然排风在卫生条件要求较低的建筑中，可以采用。但这种方式不稳定，易受 干扰，有时会发生倒灌现象，也不能放火。2、机械排风在卫生标准要求较高的高层住宅宾馆客房高级写字间等，通常在每 一卫生间均装设排风扇和放火阀，通过风道排到屋顶，在屋顶设一台引风 机，排风扇与引风机连锁，只要有一台排风扇开启，引风机就启动。3、混合排风在每一卫生间均装设排风扇和放火阀，通过风道排到排风竖井，然后 通过自然排风。典型场所的排风：共场所的排风设置较大风量的排风机或数个小风量的排风机。宾馆饭店中客房的排风一般客房卫生间均由土建或装修单位装设排风机排除污浊空气。高级豪华套间的会客室需单独设置排风装置。KTV间的排风KTV间一般分隔为较小的单间，并要做好隔音防止产生共鸣，避免宾 客演唱时互相干扰。因此KTV间的排风设施一般须安装消声排风管道，并 要设有防止倒风装置。桑拿浴、蒸汽浴室和游泳管的排风桑拿浴、蒸汽浴室和游泳管的空气潮湿且温度高，必须设置排风装置 定期以较大的风量排放室内空气，或长期以较小风量排放室内空气。排风 装置应选用防潮防爆电机驱动的低噪音排风机。厨房与公用卫生间的排风宜采用机械排风方式，排风装置应具备防止倒流作用。5、中央空调风机盘管分类风机盘管是中央空调系统中广泛使用的末端设备，规范的全称是中央 空调风机盘管机组，可简单分类如下：中央空调风机盘管按照形式分为：卧式暗装、卧式明装、立式暗装、立式明装、卡式五种；卧式风机盘管按照厚度可以分成；超薄型、普通型；卡式风机盘管按照有无冷凝水泵可以分成：普通型、豪华型；中央空调风机盘管根据机组静压大小可以分成：OPa、12Pa、3OPa、50Pa、8OPa等，这里是指机外静压；中央空调风机盘管按照排管数量可以分成：两排管、三排管；还有两管制和四管制之分：两管制即普通风机盘管夏季走冷水制冷，冬季走热水制热；四管制风机盘管多用于一些比较豪华场所，可以同时走 热水和冷水，即可以根据需要有的房间制冷，有的房间取暖。风机盘管的选用要注意的：在国外风机盘管样本中，一般会给出不同 机外静压下的风量及供冷量，以方便用户选用。有些国外简明样本虽然仅 给出名义风量，但其含义不同于我国标准规定，其一般是指一定机外静压 下的风量值，所以名义风量相近的国外风机盘管，风量会比国产机组高出 20%50%。同样需要强调的是，使用国外简明样本时，须注意国外各公司往往执 行不同的标准，名义风量的含义也会存在某些差异。所以选用时，最好依 据数据齐全的最新样本，或要求供货厂家提供产品在不同机外静压下的风 量及冷量值，以确定可靠性。开发研制多种类型风机盘管：选择风机盘管机组，除供冷量满足计算冷负荷要求外，还要求满足其显热量 和潜热量的匹配满足房间热湿比的要求；风量则须满足送风温差、换气次数及气流 组织等使用要求。随着风机盘管机组的应用范围不断扩大，其所服务的空调房间的 类型差别也会越来越大。不同性质、不同使用要求的空调房间，热湿比是不一样的,冷量的风量的匹配不应是一成不变的。即使空调要求和净容积相同的房间，因气象 条件、朝向或围护结构等差异，也会导致冷负荷的不同，显然须使同不同结构特性 的风机盘管，才能满足房间的不同需求。而目前使用的风机盘管，多数是三排管，每排8根管的同一种形式，显然是不能满足不同房间要求的。即使冷负荷满足要求,也有可能导致低负荷房间因风量和换气次数不足而造成室温梯度和波动幅度过大，降低空调精度和舒适性；如果使用相同风量的机组，又可能造成高负荷房间因供冷 不足而无法保证温、湿度要求。所以不同使用条件和要求的空调房间，应分别选用 不同类型的风机盘管。有的专家提倡发展两排风机盘管，认为可以减少送风温差、增加换气次数，有助于提高空调精度和舒适性。同样供冷量下，采用小温差、大风 量送风，会取得比大温差、小风量送风更佳的空调效果；盘管采用多种水路设计。目前我国生产的三排管盘管，不论长短，都采用相同的三进三出水路。为了降低水 阻力、提高供冷量，不同长度的盘管须采用不同的水路设计。如开利的2x8盘管，则分别采用了二进二出、三进三出和四进四出三种不同水路。这些设想其本质是满 足房间的不同处理要求，具体选择都要视应用场合而定。6、中央空调压差旁通阀作用对于冷水机组来说冷冻水流量的减小是相当危险的。在蒸发器设计中，通常一个恒定的水流量（或较小范围的波动）对于保证蒸发器管内水流速 的均匀是重要的，如果流量减小，必然造成水流速不均匀，尤其是在一些 转变（如封头）处更容易使流速减慢甚至殂成不流动的“死水”由于蒸发 温度极低在蒸发器不断制冷的过程中，低流速水或“死水”极容易产生冻 结的情况，从而对冷水机组造成破坏。因此，冷水机能的流量我们要求基 本恒定的。但从另一方面，从末端设备的使用要求来看，用户侧要求水系 统作变化量运行以改变供冷（热）量的多少。这两者构成了一对矛盾，解 决此矛盾最常用的方法是在供回水管上设置压差旁通阀，其工作原理是：在系统处于设计状态下，所有设备都满负荷运行时，压差旁通阀开度为零（无旁通水流量），这时压差控制器两端接口处的压力差（又称用户侧供，回水压差）P0即是控制器的设定压差值。当末端负荷变小后，末端的两通 阀关小，供回水压差P0将会提高而超过设定值，在压差控制器的作用下，旁通阀将自动打开，由于旁通阀与用户侧水系统并联，它的开度加大将使 供回水压差P0减小直至达到P0时才停止，部分水从旁通阀流过而直接进 入回水管，与用户侧回水混合后进入水泵和冷水机组，这样通过冷水机组 的水量是不变化的。水泵的运行有个高工作效率点，流量的变化使电机在高效率点处左右 移动，但最终的结果，只要管路特性不变化，水泵会自动调节到高效率工 作点，我们可以通过调节管路特性去改变水泵的工作效率点，这样也就是 说，在流量的变化的时候，水泵要不断的改变自己的运行状态，这导致了 电流不段的变化（变大或者变小），这对电机的运行都是有害的，变频泵 的电机容易烧毁也就是这个结果，因此，在一般的情况下，最好能使水泵 在一个稳定的状态运行，这就要求我们用旁通，无论上面的负荷怎样变化，水泵都能在稳定的流量下运行，而不会导致电机的电流不段变化，使电机 的寿命降低！7、水源热泵中央空调工作原理“热泵”这一术语是借鉴“水泵”一词得来。在自然环境中，水往低处流动，热向低温 位传递。水泵将水从低处泵送到高处利用。而热泵可将低温位热能“泵送”（交换 传递）到高温位提供利用。在我国暖通空调术语标准（GB50155-92）中，对“热泵”的解释是“能实现蒸发器和冷凝器功能转换的制冷机”；在新国际制冷 词典（New International Dictionary of Refrigeration）中,对热泵的解释是以 冷凝器放出的热量来供热的制冷系统”。可见，热泵在本质上是与制冷机相同的，只是运行工况不同。其工作原理是，由电能驱动压缩机，使工质（如R22）循环 运动反复发生物理相变过程，分别在蒸发器中气化吸热、在冷凝器中液化放热，使热量不断得到交换传递，并通过阀门切换使机组实现制热（或制冷）功能。在 此过程中，热泵的压缩机需要一定量的高位电能驱动，其蒸发器吸收的是低位热 能，但热泵输出的热量是可利用的高位热能，在数量上是其所消耗的高位热能和 所吸收低位热能的总和。热泵输出功率与输入功率之比称为热泵性能系数，即 COP值（Coefficient of Performance）。热泵有多种，以水作为热源和供热介 质的热泵称为水源热泵。水源热泵性能系数（即COP值）高于空气源热泵，系 统运行性能稳定。水源热泵工程是一项系统工程，一般由水源系统、水源热泵机房系统和末端散热系统三部 分组成。其中，水源系统包括水源、取水构筑物、输水管网和水处理设备等8、空调机组工作原理这些问题都是关于中央空调机组系统的，任何一个热泵式的空调系统都包括几个部分（热泵与制冷的原理和系统设备组成及功能是一样的），系统主要由压缩机（或者是 压缩涡轮）、蒸发器、冷凝器和节流阀（或者是动力涡轮）组成：压缩机：起着压缩和输送循环工质从低温低压处到高温高压处的作用，是热泵（制冷）系统的心脏；常规空调，要么是水冷的，要么是空冷，很少同时做成空冷、水冷两用，这样做经济上 蒸发器：是吸收热量的设备，它的作用是使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发，以吸收 被冷却物体的热量，达到制冷的目的；冷凝器：是输出热量的设备，从蒸发器中吸收的热量连同压缩机消耗功所转化的热量 在冷凝器中被冷却介质带走，达到制热的目的；膨胀阀或节流阀：对循环工质起到节流降压作用，并调节进入蒸发器的循环工质流量。根据热力学第二定律，压缩机所消耗的功（电能）起到补偿作用，使循环工质不断地从 低温环境中吸热，并向高温环境放热，周而往复地进行循环。热泵工作时，需要将热量从从一个地方泵送到另一个地方，根据热量输出的方式不同，可以分为水冷和空冷模式，水冷方式就是用水把热量带走，空冷就是采用空气冷却方式 带走热量，尽管有差异，但最后一定是将热量排放到大气中。根据冷却方式的不同，空调就可以分为水冷机和空冷机，家用空调是典型的空冷机，水 冷机在大型中央空调比较普遍，水冷机和空冷机都有冷凝器，恐冷机的冷凝器是用风扇 直接冷却，如家用空调的室外机，而水冷机是用水冷却冷凝器，再将水输送到冷却塔冷 却，如此循环。尽管水冷机组比空冷多了个冷却塔及其水循环系统，但是同等制冷功率 下，体积、效率都要高很多。非常不划算。9.风管系统设计的一般指南（发布日期：2009-10-16 9:19:00）点此滚屏鼠标双击自动滚屏1.风管应尽可能按直线布置。这一条要求对任何风管系统的布置都是最重要的准则。直线布置的风管系统，在运行能 耗和初投资两方面都是最低的。从节能的观点分析，空气总是“希望”走直线，这将减少能耗。从费用的观点分析，直管段的费用比各种弯头等管件要少很多。所以，当布置一个风管系统 的平面走向时，应力图将拐弯的数员减至最少。2.采用标准长度的直线管段，将各种变径管和接头的数量减至最少。直的、标准长度的风 管造价相对便宜，因为它们的加工费低，标准长度的直风管，可按标准宽度的钢板卷材在白 动生产线上制作。而任何一段非标准长度的矩形风管，从技术上说，都可当作配件，因为它们 不可能用标准卷材做成。螺旋圆形风管实际上可做成任意长度。椭圆形风管的标准长度则完全取 决于金属加工厂的加工标准。有的设计者总是认为，在一个风管系统平面设计中，频繁地减小风 管断面尺寸，似乎就可以减少一次投资。其实不然。就像图51表示的那样，采用四个变径管,使每个直管段的长度减小，就不如将标准直管段的长度增加，而将变杆管减少为一个，后者的初 投资和运行能耗费用反而都可以降低。3.只要安装空间范围允许，就建议采用螺旋圆风管。圆形风管允许采用较高的风速。据美国采暖、制冷与空调工程师协会推荐，一个中型变风 量空调系统，其风速可达20m/s,而一个大型变风量宁调系统，其风速则可高达30m/S。对矩 形风管的允许风速则一般都较低，风速过高容易引起扁平风管壁的共振而产生噪声，特别是会产生 低频噪声并传至室内。采用圆形风管和较高的送风速度，将可显著地节省投资。首先，与类似的矩形风管系统相 比，圆形风管系统将可节省15%-30%的薄钢板。例如，同样输送17000m3/h的空气，根据控 制噪声的要求，圆形风管的风速可取19m/s,矩形风管则取10m/s,它们的钢板消耗量比较可见表51。从表中可知，采用圆形风管，可节约37%的薄钢板。其次，圆形风管的安装费用低于矩形风管。这是因为，圆形风管本身结构的刚性好，预制管 段可以较长，现场安装的工作量相对较少。圆形风管的制作、连接都较矩形风管严密，漏风率 大约为1%,而矩形风管的漏风率有时高达10%,甚至更高，为防止空气渗漏，需要花去大量人 力对每一矩形风管进行检漏和密封。来源：互联网关闭窗口打印本篇文章10、高层民用建筑防烟、排烟系统设计简介一、防烟、排烟设计的目的及设计理论1.设计防烟、排烟设施的必要性现代化的高层民用建筑，无论在装修上，还是家具陈设方面都 存在着较多的可燃物，这些可燃物在燃烧过程中，会产生大量 的有毒烟气和热，同时要消耗大量的氧气。据测定分析，烟气中含有一氧化碳、二氧化碳、氟化氢、氯化 氢等多种有毒成分。同时，高温缺氧又会对人体造成危害。另 外，烟气有遮光作用，使人的能见度下降，这对疏散和救援活 动造成很大的障碍。为了及时排除有害烟气，保障高层建筑内人员的安全疏散和有利于消防补救，在高层建筑设计中，设置防烟、排烟设施是十 分必要的。2.设计防烟、排烟设施的目的防火设计的目的是防止火灾的发生与蔓延，以及有利于扑灭火 灾。防烟、排烟设计的目的是将火灾产生的大量烟气及时予以排除 以及阻止烟气向防烟分区以外扩散，以确保建筑物内人员的顺 利疏散，安全避难和为消防队员创造有利扑救条件。因此防烟、排烟是进行安全疏散的必要手段。如果随着火势的猛烈扩大，当火灾区域内温度达到280W,人员疏散完毕或疏散无法进行 时，排烟设备在其所属的防火分区内应部分停止运行，以防风 助火势。3.防烟、排烟的设计理论防烟、排烟的设计理论就是对烟气控制的理论。从烟气控制的 理论分析：对于一栋建筑物来讲，当内部某个房间或部位发生 火灾时，应迅速采取必要的排烟措施，对火灾区域实行排烟控 制，使火灾产生的烟气和热量能迅速排除，以利人员的疏散和 扑救；对非火灾区域及疏散通道等应迅速采用机械加压送风的 防烟措施，使该区域的空气压力高于火灾区域的空气压力，阻 止烟气的侵入，控制火灾的蔓延。二、防排烟方式1.自然排烟自然排烟是在自然力的作用下，使室内外空气形成流动，达到 排烟目的的方式。自然力包括（1）火灾时，因可燃物燃烧产生的热量将室内空气 温度升高，形成室内、外空气容重不同，而产生的热压；（2）室外空气流动产生的风压。2.机械排烟机械排烟是利用电能产生的机械动力，迫使室内的烟气和热量及时排除室外的一种方式。3.机械防烟机械防烟（或称机械加压送风）。是利用电能产生的机械动力，采用强制性送风的方法，使疏散路线和避难所空间维持一定的 正压值，防止烟气进入的一种方式。三、防烟、排烟的设计部位1.自然部位8.2.1 除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过 100m的居住建筑外，靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯 间前室和合用前室，宜采用自然排烟方式。8.2.3 防烟楼梯间前室或合用前室，利用敞开的阳台、凹廊或 前室内有不同朝向的可开启外窗自然排烟时，该楼梯间可不设 防烟措施。824排烟窗宜设置在上方，并应有方便开启的装置。2.机械排烟部位8.4.1 一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑的下列部位，应设置机械排烟设施：8.4.1.1 无直接自然通风，且长度超过20m的内走道或虽有直 接自然通风，但长度超过60m的内走道。841.2面积超过100m2,且经常有人停留或可燃物较多的地 上无窗房间或设固定窗的房间。8.4.1.3 不具备自然排烟条件或净空高度超过12m的中庭。8.4.1.4 除利用窗井等开窗进行自然排烟的房间外，各房间总面积超过200m2或一个房间面积超过50m2,且经常有人停留或 可燃物较多的地下室。3.机械防烟部位831下列部位应设置独立的机械加压送风的防烟设施：8.3.1.1 不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前 室或合用前室。8.3.1.2 采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室。8.3.1.3 封闭避难层（间）。四、防烟、排烟系统的设计1.自然排烟8.2.2采用自然排烟的开窗面积应符合下列规定：8.2.2.1 防烟楼梯间闪室、消防电梯间前室可开启外窗面积不应小于2.00m2,合用前室不应小于3.00m2o8.222 靠外墙的防烟楼梯间每五层内可开启外窗总面积之和不应小于2.00m2o8.2.2.3长度不超过60m的内走道可开启外窗面积不应小于走道面积的2%822.4 需要排烟的房间可开启外窗面积不应小于该房间面积的2%。8.2.2.5净空高度小于12m的中庭可开启的天窗或高侧窗的 面积不应小于该中庭地面积的5%。2.机械排烟8.4.2 设置机械排烟设施的部位，其排烟风机的风量应符合下列 规定：8.4.2.1 担负一个防烟分区排烟或净空高度大于6.00m的不划 防烟分区的房间时，应按每平方米面积不小于60m3/h计算（单 台风机最小排烟量不应小于7200m3/h）。8.4.2.2 负担两个或两个以上防烟分区排烟时，应按最大防烟 分区面积每平方米不小于120m 3/h计算。8.4.2.3 中庭体积小于17000m3时，其排烟量按其体积的6次/h换气计算；中庭体积大于7000m3时，其排烟量按其体积的4 次/h换气计算；但最小排烟量不应小于102000m3/h。8.4.3 带裙房的高层建筑防烟楼梯间及其前室，消防电梯间前室 或合用前室，当裙房以上部分利用可开启外窗进行自然排烟，裙房部分不具备自然国条件时，其前室或合用前室应设置局部 机械排烟设施，其排烟量按前室每平方米不小于60m 3/h计算。8.4.4 排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙面上。设在顶棚上的 排烟口，距可燃构件或可燃物的距离不应小于1.00m。排烟口平 时应关闭，并应设有手动和自动开启装置。8.4.5 防烟分区内的排烟口距最远点的水平距离不应超过30m。在排烟支管上应设有当烟气温度超过28（ra寸能自行关闭的排 烟防火阀。8.4.6 走道的机械排烟系统宜竖向设置；房间的机械排烟系统宜 按防烟分区设置。8.4.7 排烟风机可采用离心风机或采用排烟轴流风机，并应在其 机房入口处设有当烟气温度超过280C时能自动关闭的防烟防 火阀。排烟风机应保证在280CH寸能连续工作30mino848机械排烟系统中，当任一排烟口或排烟阀开启时，排烟风 机应能自行启动。8.4.9 排烟管道必须采用不燃材料制作。安装在吊顶内的排烟管 道，其隔热层应采用不燃烧材料制作，并应与可燃物保持不小 于150mm的距离。8.4.10 机械排烟系统与通风、空气调节系统宜分开设置。若合 用时，必须采取可靠的防火安全措施，并应符合排烟系统要求。8411设置机械排烟的地下室，应同时设置送风系统，且送风量 不宜小于排烟量的50%。8.4.12 排烟风机的全压应按排烟系统最不利环管道进行计算，其 排烟量应增加漏风系数。3.机械防烟8.3.2 高层建筑防烟楼梯间及其前室、合用前室和消防楼梯 间前室的机械加压送风量应由计算确定，或按表3.21至表 3.24的规定确定。当计算值和本表不一致时，应按两者中较 大值确定。防烟楼梯间（前室不送风）的加压送风量表8.3.21系统负担层数加压送风量（m3/h）<20 层250003000020层32层3500040000防烟楼梯间及其合用前室的分别加压送风量表8.3.2-2系统负担层数送风部位加压送风量（m3/h）<20 层防烟楼梯间1600020000合用前室120001600020层32层 防烟楼梯间 2000025000合用前室1800022000消防电梯间前室的加压送风量表8.3.2-3系统负担层数加压送风量（m3/h）<20 层150002000020层32层2200027000防烟楼梯间采用自然排烟，前室或用前室不具备自然排烟条件 时的送风量表8.3.2-4系统负担层数加压送风量(m3/h)<20 层220002700020层32层2800032000 因素综合比较确定。风量上下限选取应按层数、风道材料、防火门漏风量等计算。开启门时，通过门的风速不宜小于0.70m/s。当有两个或两个以上出入口时，其风量应乘以1.501.75系数的双扇门确定。当采用单扇门时，其风量可乘以0.75系数计算;注：保8.3.2-1至表8.3.2-4的风量按开启2.00mx1.60m8.3.3 层数超过三十二层的高层建筑，其送风系统及送风量 应分段设计。8.3.4 剪力楼梯间可合用一个风道，其风量应按两个楼梯间 风量计算，送风口应分别设置。8.3.5 封闭避难层（间）的机械加压送风量应按避难层净面 积每平方米不小于30m3/h计算。8.3.6 机械加压送风的防烟楼梯间和合用前室，宜分别独立 设置送风系统，当必须共用一个系统时，应在通向合用前室的 支风管上设置压差自动调节装置。8.3.7 机械加压送风机的全压，除计算最不利环管道压头损 失外，尚应有余压。其余压值应符合下列要求：8.3.7.1 防烟楼梯间为50Pa。8.372前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层（间）为 25Pa8.3.8 楼梯间宜每隔二到三层设一个加压送风口；前室的加 压送风口应每层设一个。8.3.9 机械加压送风机可采用轴流风机或中、低压离心风 机，风机位置应根据供电条件、风量分配均衡、新风入口不受 火、烟威胁等因素确定。4.防烟、排烟控制原理详见 附图10五、通风和空气调节系统的防火设计8.5.1 空气中含有易燃、易爆物质的房间，其送、排风系统应采 用相应的防爆型通风设备；当送风机设在单独隔开的通风机房 内且送风干管上设有止回阀时，可采用普通型通风设备，其空 气不应循环使用。8.5.2 通风、空气调节系统，横向应按每个防火分区设置，竖向 不宜超过五层，当排风管道设有防止回流设施且各层设有自动 喷水灭火系统时，其进风和排风管道可不受此限制。垂直风管 应设在管井内。8.5.3 下列情况之一的通风、空气调节系统的风管道应设防火阀:8.5.3.1管道穿越防火分区的隔墙处。8.5.3.2 穿越通风、空气调节机房及重要的或炎灾危险性大的房 间隔墙和楼板处。8.5.3.3 垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段上。8.5.3.4 穿越变形缝处的两侧。8.5.4 防火阀的动作温度宜为70o855厨房、浴室、厕所等的垂直排风管道，应采取防止回流 的措施或在支管上设置防火阀。856通风、空气调节系统的管道等，应采用不燃烧材料制作，但接触腐蚀性介质的风管和柔性接头，可采用难燃烧材料制作。8.5.7管道和设备的保温材料、消声材料和粘结剂应为不燃烧材 料或难燃烧材料。穿过防火墙和变形缝的风管两侧各2.00m范 围内应采用不燃烧材料及其粘结剂。8.5.8风管内设有电加热器时，风机应与电加热器联锁。电加 热器前后各800mm范围内的风管和穿过设有火源等容易起火 部位的管道，均必须采用不燃保温材料。六、地下车库防排烟系统的设计设计依据：汽车库、修车库、停车场设计防火规范 GB50067-97o1.排烟系统设计（详见附图11）8.2.1 面积超过2000m2的地下汽车库应设置机械排烟系统。机 械排烟系统可与人防、卫生等排气、通风系统合用。8.2.2 设有机要排烟系统的汽车库，其每个防烟分区的建筑面积 不宜超过2000m2,且防烟分区不应跨越防火分区。防烟分区 可采用挡烟垂壁、隔墙或从顶棚下突出不小于0.5m的梁划分。8.2.3 每个防烟分区应设置排烟口，排烟口宜设在顶棚或靠近顶 棚的墙面上；排烟口距该防烟分区最远点的水平距离不应超过 30m o8.2.4 排烟风机的排烟量应按换气次数不小于6、次h计算确定。8.2.5 排烟风机可采用离心风机或排烟轴流风机，并应在排烟支 管上设有烟气温度超过280CI自自动关闭的排烟防火阀。排烟风 机就保证280C时能连续工作30min。排烟防火阀应联锁关闭 相应的排烟风机。8.2.6 机械排烟管道风速，采用金属