通风设计说明书.docx

1设计概况
本建筑为广州某一高层写字楼的地下室，主要功能为水泵房、配电房及车库。平面面积为4257 m2，停车数量为84辆。由于学时有限，本次课程设计只做地下室的通风、排烟设计。
根据《高层民用建筑设计防火规范》 （GB 50045-95 2005年版），本建筑为建筑高度不超过50米的办公楼，为二类建筑。
根据《高层民用建筑设计防火规范》 （GB 50045-95 2005年版），建筑高度超过32m的二类高层建筑的下列部位应设排烟设施：高层建筑的中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室。
根据《高层民用建筑设计防火规范》 （GB 50045-95 2005年版），通风、空气调节系统应采取防火、防烟措施。
根据《高层民用建筑设计防火规范》 （GB 50045-95 2005年版），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：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。
根据《高层民用建筑设计防火规范》 （GB 50045-95 2005年版），排烟口应设在顶棚上或靠近顶棚的墙面上，且与附近安全出口沿走道方向相邻边缘之间的最小水平距离不应小于1.50m。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。排烟口平时关闭，并应设置有手动和自动开启装置。
根据《高层民用建筑设计防火规范》 （GB 50045-95 2005年版），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280℃时能自行关闭的排烟防火阀。
根据《高层民用建筑设计防火规范》 （GB 50045-95 2005年版），下列情况之一的通风、空气调节系统的风管道应设防火阀：管道穿越防火分区处。
根据《高层民用建筑设计防火规范》 （GB 50045-95 2005年版），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。
根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-97，该停车场为第IV类防火，耐火等级为一级。
通过本次的课程设计，我们可以巩固并且掌握《工业通风》及《流体输配管网》上的知识及实际应用方法，可以让我们把课堂上学到的知识运用到实际设计中，了解本专业相关设计过程。本次设计，主要要通过设计通风系统来让次楼层保持在合适的环境中。在本次设计中，我们主要解决的问题有排风排烟任务，风管铺设，风管水力计算，设备选择以及设计图的绘制。

2方案的选取
根据任务书中提供的地下车库土建图，经过多方面的考虑，暂设计出三个方案。经过从完成任务情况、经济角度、安装角度来对三个候选方案进行对比，从而定下了此设计中应用到的方案。因这个方案可以较好的完成此地下车库的排风及排烟任务，而且可以尽可能的节省风管用料，安装也较为简便。所以，本设计决定采用此方案。

3设计计算说明
3.1风量计算
3.1.1防火分区A排风量的确定
在实际计算时，散发的有害物质数量不可确定，所以排风量可以按换气次数确定。用公式（3-1）进行计算。
Q=NVf （3-1）
式中
Q---排风量，m3/h；
N---换气次数，1/h；根据设计手册，地下设备房排气换气次数取4次/h；
Vf---通风房间体积，m3。Vf=Sh，本次设计h取3m，S分别测得54.7m2，82.5m2，70.3m2。
因该地下车库没有设置排风机房，在本设计中将整个防火分区A分为三个个排风区域，如下图所示：
水泵房
低压配电室
高压配电室

图3-1 排风区域划分示意图

使用Auto Cad对排风分区进行面积测量，得出S1=54.7m2。由公式（3-1）可得出Q1=656.4m3/h。
使用Auto Cad对排风分区进行面积测量，得出S2=82.5m2。由公式（3-1）可得出Q2=990m3/h。
使用Auto Cad对排风分区进行面积测量，得出S3=70.3m2。由公式（3-1）可得出Q3=843.6m3/h。

3.1.2防火分区B排风量的确定
在实际计算时，散发的有害物质数量不可确定，所以排风量可以按换气次数确定。用公式（3-1）进行计算。
Q=NVf （3-1）
式中
Q---排风量，m3/h；
N---换气次数，1/h；根据设计手册，地下停车库排气换气次数取6次/h；
Vf---通风房间体积，m3。Vf=Sh，本次设计h取3m，S测得3256m2。
因该地下车库没有设置排风机房，在本设计中将整个防火分区B只分为一个排风区域，如下图所示：
地下停车场

图3-1 排风区域划分示意图

使用Auto Cad对排风分区进行面积测量，得出S=3256m2。由公式（3-1）可得出Q=58608m3/h。
3.1.3防火分区A排烟量的确定
根据《高层民用建筑设计防火规范》 （GB 50045-95 2005年版），担负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120m3/h计算。
Q=542×120m3/h=65040m3/h
3.1.4防火分区B排烟量的确定
根据《高层民用建筑设计防火规范》 （GB 50045-95 2005年版），担负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120m3/h计算。
Q=82.5×120m3/h=9900m3/h

防烟分区示意图

3.1.5防火分区A送风量的确定
根据《高层民用建筑设计防火规范》 （GB 50045-95 2005年版），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%。
Q1=1641m3/h，Q2=2475m3/h，Q3=2109m3/h
3.2风口的确定
对初步定下的方案进行风口布置。
防火分区A的排风风口个数为3个，各个风口的排风量为q1=Q1=656.41m3/h=656.4m3/h，q2=Q1=9901m3/h=990m3/h，q3=Q1=843.61m3/h=843.6m3/h。因排风口风速为3-5 m/s，查阅风口类型规格表，确定选取FK-DB单层百叶风口，规格分别为400×300mm2，800×600mm2，400×400mm2。通过计算，v1≈3.05m/s，v2≈3.44m/s，v3≈2.875m/s。
防火分区B的排风风口个数为34个，每个风口的排风量为q=Q34=5860834m3/h=1724m3/h。因排风口风速为3-5 m/s，查阅风口类型规格表，确定选取FK-DB单层百叶风口，规格为640×500mm2。通过计算，v≈2.99m/s。
防火分区A的送风风口个数为3个，各个风口的送风量为q1=Q1=16411m3/h=1641m3/h，q2=Q1=24751m3/h=2475m3/h，q3=Q1=21091m3/h=2109m3/h。因排风口风速为3-5 m/s，查阅风口类型规格表，确定选取FK-DB单层百叶风口，规格分别为500×500mm2，600×600mm2，600×500mm2。通过计算，v1≈3.68m/s，v2≈3.83m/s，v3≈3.93m/s。

3.3水力计算
3.3.1停车场排风水力计算
1．绘制系统轴测图，对各管进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。排风系统的轴测图如下：

系统轴测图

2．选定最不利环路，本系统选择1-2-3-4-5-6-7-8-18-36-37-38为最不利环路。
根据一般通风系统风管内风速要求，干管流速5.0-6.5 m/s，支管3.0-4.5 m/s。
考虑到风管漏风，取5%的漏风系数，管段37，38的计算风量为58608×1.05=61538 m3/h。

3.根据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环路上各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。
管段
编号
流量（m3/h）(m3/s)
宽a
(m)
高b
(m)
面积A
(m2)
流速v
（m/s）
单位长度摩擦阻力R
1
1724（0.48）
0.5
0.32
0.16
2.99
0.23
2
3448（0.96）
0.63
0.4
0.252
3.8
0.28
3
5171（1.44）
0.8
0.4
0.32
3.62
0.23
4
6895(1.92)
1.25
0.4
0.5
3.83
0.22
5
8619(2.39)
1.6
0.4
0.64
3.74
0.19
6
10343(2.87)
2
0.4
0.8
3.59
0.17
7
12066(3.35)
2
0.4
0.8
4.19
0.23
8
13790(3.83)
2
0.4
0.8
4.79
0.3
18
29304(8.14)
2
0.63
1.26
6.46
0.35
36
58608(16.28)
2
1.25
2.5
6.51
0.2
37
61538(17.09)
2
1.25
2.5
6.84
0.22
38
61538(17.09)
2
1.25
2.5
6.84
0.22

管段1
初定流速为3m/s，根据L1=1724m3/h（0.48m3/s），v1=3m/s所选管径按通风管道同一规格调整为：宽a×高b=0.5m×0.32m，流速当量直径Dv=0.39，实际流速v1=2.99m/s，Rm1=0.23Pa/m。
同理可查得管段2，3，4，5，6，7，8，18，36，37，38的管径及比摩阻，具体结果见上表。

4.确定最不利环路并联支路2-17，19-35的管道断面尺寸及单位长度摩擦阻力，见下表。
管段
编号
流量（m3/h）(m3/s)
宽a
高b
面积A
流速v
（m/s）
单位长度摩擦阻力R
9
1724（0.48）
0.5
0.32
0.16
2.99
0.23
10
3448（0.96）
0.63
0.4
0.252
3.8
0.28
11
5171（1.44）
0.8
0.4
0.32
3.62
0.23
12
6895（1.92）
1.25
0.4
0.5
3.83
0.22
13
8619（2.39）
1.6
0.4
0.64
3.74
0.19
14
10343（2.87）
2
0.4
0.8
3.59
0.17
15
12066（3.35）
2
0.4
0.8
4.19
0.23
16
13790（3.83）
2
0.4
0.8
4.79
0.3
17
15514（4.31）
2
0.5
1
4.31
0.2
19
1724（0.48）
0.5
0.32
0.16
2.99
0.23
20
3448（0.96）
0.63
0.4
0.252
3.8
0.28
21
5171（1.44）
0.8
0.4
0.32
3.62
0.23
22
6895(1.92)
1.25
0.4
0.5
3.83
0.22
23
8619(2.39)
1.6
0.4
0.64
3.74
0.19
24
10343(2.87)
2
0.4
0.8
3.59
0.17
25
12066(3.35)
2
0.4
0.8
4.19
0.23
26
1724(0.48)
0.5
0.32
0.16
2.99
0.23
27
3448(0.96)
0.63
0.4
0.252
3.8
0.28
28
5171(1.44)
0.8
0.4
0.32
3.62
0.23
29
6895(1.92)
1.25
0.4
0.5
3.83
0.22
30
8619(2.39)
1.6
0.4
0.64
3.74
0.19
31
10343(2.87)
2
0.4
0.8
3.59
0.17
32
24133(6.70)
2
0.8
1.6
4.19
0.12
33
25856(7.18)
2
0.8
1.6
4.49
0.14
34
27580(7.66)
2
1
2
3.83
0.08
35
29304(8.14)
2
1
2
4.07
0.09

5.从附录或阻力手册，暖通设计手册等资料查各管件的局部阻力系数。
（1）管段1
固定45o斜叶片百叶窗 ζ=0.5
矩形变径管（1→2）

θ=150
查得ζ12=0.1
∑ζ=0.5+0.1=0.6
（2）管段2
固定45o斜叶片百叶窗 ζ=0.5
矩形变径管（2→3）

θ=150
查得ζ23=0.06
∑ζ=0.5+0.06+0=0.56
（3）管段3
固定45o斜叶片百叶窗 ζ=0.5
矩形变径管（3→4）

θ=150
查得ζ34=0.1
∑ζ=0.5+0.1=0.6
（4）管段4
固定45o斜叶片百叶窗 ζ=0.5
矩形变径管（4→5）

θ=150
查得ζ45=0.06
∑ζ=0.5+0.06=0.56
（5）管段5
固定45o斜叶片百叶窗 ζ=0.5
矩形变径管（5→6）

θ=150’[;
查得ζ45=0.06
∑ζ=0.5+0.06=0.56
（6）管段6
固定45o斜叶片百叶窗 ζ=0.5
∑ζ=0.5
（7）管段7
固定45o斜叶片百叶窗 ζ=0.5
∑ζ=0.5
（8）管段8
固定45o斜叶片百叶窗 ζ=0.5
矩形弯管 ζ=0.165
矩形吸入三通（8→18）
0
查得ζ8 18=0.2
∑ζ=0.5+0.165+0.2=0.865
（9）管段18
矩形吸入三通（18→36）

查得ζ8 18=0.5
∑ζ=0.5
（10）管段36
∑ζ=0
（11）管段37
∑ζ=0
（12）管段38
排风井 ζ=1
∑ζ=1

6.计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。计算结果见上表。

7.对并联管路进行阻力平衡
（1）汇合点A

为使管段8，17达到阻力平衡，改变管段8的管径， 减小其阻力。

取2m×0.5m规格，Dv1=0.8m。其对应的阻力：

此时仍处于不平衡状态。在运行时再辅以阀门调节，消除不平衡。
（2）汇合点B

为使管段18，35达到阻力平衡，改变管段18的管径， 减小其阻力。

如取2m×0.8m规格，Dv6=1.14m。管径过大。
所以此时仍处于不平衡状态。在运行时再辅以阀门调节，消除不平衡。

8.计算系统的总阻力，获得管网特性曲线

管网特性曲线为：

3.3.2设备房排风送风水力计算
1．绘制系统轴测图，对各管进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。排风系统的轴测图如下：

排风系统轴测图

送风系统轴测图

2．选定最不利环路，排风系统选择1-3-5-6-7为最不利环路，送风系统选择1-3-5-6为最不利环路。
根据一般通风系统风管内风速要求，选取干管流速5.0-6.5 m/s，支管3.0-4.5 m/s。
考虑到风管漏风，取5%的漏风系数，管段6和管段6，7的计算风量分别为2490×1.05=2614.5 m3/h，6225×1.05=6536.25 m3/h。

3.根据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环路上各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。

排风：
管段
编号
流量(m3/h)（m3/s）
宽a
高b
面积A
流速v
（m/s）
单位长度摩擦阻力R
1
656.4（0.18）
0.25
0.2
0.05
3.65
0.67
2
990（0.275）
0.4
0.2
0.08
3.44
0.47
3
1646.4（0.455）
0.5
0.25
0.125
3.66
0.41
4
843.6（0.24）
0.32
0.2
0.064
3.66
0.59
5
2490（0.695）
0.4
0.32
0.128
5.4
0.82
6
2614.5（0.73）
0.4
0.32
0.128
5.67
0.9
7
2614.5（0.74）
0.4
0.32
0.128
5.67
0.9

送风：
管段
编号
流量(m3/h) (m3/s)
宽a
高b
面积A
流速v
（m/s）
单位长度摩擦阻力R
1
1641（0.46）
0.5
0.25
0.125
3.65
0.41
2
2475（0.69）
0.63
0.25
0.1575
4.37
0.53
3
4116（1.14）
0.8
0.4
0.32
3.57
0.22
4
2109（0.59）
0.63
0.25
0.1575
3.72
0.39
5
6225（1.73）
0.8
0.4
0.32
5.4
0.5
6
6536.25（1.82）
0.8
0.4
0.32
5.67
0.55
7
6536.25（1.82）
0.8
0.4
0.32
5.67
0.55

排风管段1
初定流速为3.6m/s，根据L1=656.4m3/h（0.18m3/s），v1=3.6m/s所选管径按通风管道同一规格调整为：宽a×高b=0.25m×0.2m，流速当量直径Dv=0.22，实际流速v1=3.66m/s，Rm1=0.67Pa/m。
同理可查得管段2，3，4，5，6，7的管径及比摩阻，具体结果见上表。

送风管段1
初定流速为3.6m/s，根据L1=1641m3/h（1.04m3/s），v1=3.6m/s所选管径按通风管道同一规格调整为：宽a×高b=0.5m×0.25m，流速当量直径Dv=0.33，实际流速v1=3.65m/s，Rm1=0.41Pa/m。
同理可查得管段2，3，4，5，6，7的管径及比摩阻，具体结果见上表。

4.确定最不利环路并联支路2，4的管道断面尺寸及单位长度摩擦阻力，见上表。

5.从附录或阻力手册，暖通设计手册等资料查各管件的局部阻力系数。
排风：
（1）管段1
固定45o斜叶片百叶窗 ζ=0.5
矩形变径管（1→3）

θ=150
查得ζ12=0.13
∑ζ=0.5+0.13=0.63
（2）管段3
矩形弯管 ζ=0.165
矩形变径管（2→3）

θ=150
查得ζ23=0.09
∑ζ=0.165+0.09=0.255
（3）管段5
矩形弯管 ζ=0.66
∑ζ=0.66

送风：
（1）管段1
固定45o斜叶片百叶窗 ζ=0.5
矩形弯管 ζ=0.165
矩形变径管（1→3）

θ=150
查得ζ23=0.09
∑ζ=0.5+0.165+0.09=0.755
（2）管段3
矩形弯管 ζ=0.165
矩形变径管（5→6）

θ=150
查得ζ56=0.13
∑ζ=0.165+0.13=0.295
（3）管段5
矩形弯管 ζ=0.66
∑ζ=0.66
（4）管段6
排风井 ζ=1
∑ζ=1

6.计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。计算结果见上表。

7.计算系统的总阻力，获得管网特性曲线
排风：

管网特性曲线为：

送风：

管网特性曲线为：

3.4风机选择
3.4.1防火分区A风机选择
根据管网特性曲线，所要求输送的总流量以及所输送流体的种类，性质等诸因素，综合考虑为管网匹配动力风机，确定动力设备所需要的参数。

排风排烟：
流量： Q1=1.05×Qmax，1=1.05×2490m3/h≈2614.5m3/h
Q2=542×120m3/h≈9900m3/h
全压： P1=1.15×∆P1=1.15×79.62Pa≈92Pa

送风：
流量： Q=50%×Qmax=50%×9900m3/h≈4950m3/h
全压： P1=1.15×∆P1=1.15×65.86Pa≈75.7Pa
根据以上数据，查离心风机技术性能参数表，排风排烟选择HTF-II 5型离心风机。其参数为：转速2900 r/min、风量9824 m3/h、全压510Pa、噪声80dB（A）、功率5.5KW、重量115KG，送风选择HTF- II 5型离心风机。其参数为：转速1450 r/min、风量4912 m3/h、全压127Pa、噪声75dB（A）、功率5.5KW、重量115KG。
3.4.2防火分区B风机选择
根据管网特性曲线，所要求输送的总流量以及所输送流体的种类，性质等诸因素，综合考虑为管网匹配动力风机，确定动力设备所需要的参数。
流量： Q1=1.05×Qmax，1=1.05×58608m3/h≈61538m3/h
Q2=542×120m3/h≈65040m3/h
全压： P1=1.15×∆P1=1.15×102Pa≈117.3Pa
根据以上数据，查离心风机技术性能参数表，选择HTF-I 13型离心风机。其参数为：转速960 r/min、风量65370 m3/h、全压710Pa、噪声94dB（A）、功率5.5KW、重量520KG。

3.5其他说明
考虑到渐扩管、三通等影响，对风口位置进行了位置变动。

4总结与心得
通过这次课程设计，让我更加了解我们专业的相关设计工作，也初步进行了实践。一方面可以使我巩固课堂上学到的知识，上课听起来较为抽象的知识，经过今次的课程设计，使知识形象化，让我更好的去掌握。另外一方面，这次的课程设计让我更加了解本专业的相关工作，让我初步了解工作的过程，也吸收了一部分经验。总的来说，这次课程设计不但巩固了我的基本知识，也让我有了进步。

5参考文献
1.《流体输配管网》（第三版） 付祥钊，肖益民主编 中国建筑工业出版社
2.《通风工程》 王汉清主编 机械工业出版社
3.《給排水与供热通风、煤气工程常用数据》 熊文平，王智纳主编 化学工业出版社
4.《建筑设备工程制图与CAD》 黄炜主编 重庆大学出版社
5. 《采暖通风及空气调节设计规范》（GB 50019—2003）
6. 《采暖通风与空气调节制图标准》GB/T 50114-2001
7.《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-2005
8.《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB 50067-97
9.《HVAC暖通空调设计指南》 陆耀庆，中国建筑工业出版社，2001
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