河南理工大学《工业通风》课程设计.doc

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1、工业通风课程设计说明书前 言随着城市现代化的快速发展和人们生活水平的不断提高，室内外空气污染物的控制技术不仅在改善民用建筑和生产车间的空气条件、保护人们身体健康、提高劳动生产率方面起着重要的作用，而且还在许多工业部门起着保证生产正常进行，提高产品质量起着重要的作用。工业通风的主要任务是，利用技术手段，合理组织气流，控制或消除生产过程中产生的粉尘、有害气体、余热和余湿，创造适宜的生产环境，达到保护工人身心健康和保护大气环境的目的。如果由于生产条件的限制、有害物源不固定等原因，不能采用局部通风，或者采用局部排风后，室内的有害物浓度仍超过卫生标准，在这种情况下采用全面通风。全面通风的效果与通风量以及

2、通风气流组织有关。根据实际工艺在有害物散发点直接把有害物质搜集起来，经过净化处理，排至室外，分为进风和排风。为了维持室内一定的压力，一般采用机械通风。目 录第一章 设计概况 11.1 建筑物概况 11.2 系统方案的划分确定 1第二章 送排风及防排烟系统计算 22.1 排风量的确定 22.2 送风量的确定 22.3 排烟量的计算 32.4 机械排烟系统补风量的计算 32.5 气流组织的分布 4第三章 风管及风口的选择 53.1 风管材料的选择 53.2 风口设计风速 5第四章 送风排烟水力计算 54.1 排烟排风管道的计算步骤 54.2 排烟排风系统水力计算 94.3 排风系统水力计算 164

3、.4 各管段局部阻力系数 21第五章 风机设备及配套设备的选择 295.1 排烟（排风）系统的风机选择 295.2 送风系统风机选择 29第六章 参考文献 29 第一章 设计概况1.1 建筑物概况 本建筑为一个地下车库，建筑面积为15132.57，层高4.000m，人防区层高3.86m。1.2 系统方案的确定 根据汽车库、修车库、停车场设计防火规范规定地下车库防火分区最大建筑面积不应大于2000。本建筑不设自动喷水灭火系统，根据设计需求系统分为四个区：防火分区一、防火分区二、防火分区三，人防区（分区面积见表1-1）。由于每个防火分区面积大于2000，所以每个分区根据防烟需求分成两部分。 表1-

4、1 各分区面积、体积 防火分区防烟分区面积层高m体积防火分区一防烟分区一1951.954.07808防烟分区二1951.954.07808防火分区二防烟分区三1997.774.07991防烟分区四1997.774.07991防火分区三防烟分区五1636.334.06545防烟分区六1636.334.06545人防部分防烟分区七1969.193.867601防烟分区八1969.193.867601第二章 送排风及防排烟系统计算2.1 排风量的确定在实际计算中污染物的浓度无法确定，故这里运用换气次数法进行计算，根据汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB 50067-97）的规定：地下停车场机械排

5、风，排风量不小于6次/小时，送风量不小于5次/小时。根据文献 简明通风设计手册公式2-7计算。 （2-1）式中 -全面通风量，；n-换气次数，1/h；本设计地下停车库排气换气次数取6次 。-通风房间体积，见表1-1。根据公式（2-1）计算每个防烟分区的全面通风量汇总下表：表2-1 各防烟分区排风量防烟分区一二三四五六七八总风量46868468484794647946392703927045606456061796702.2 送风量的确定根据文献通风工程7.3.3规定，为保证地下车库内保持微负压，一般机械送风量按机械排风量的85-95%计算，本设计取90%计算。另外的15%5%补风由车道等处渗入

6、补充。由表2-1知该地下车库各分区的排风量，根据送风量=排风量的90%计算，在车出入口等处，系统送风有自然送风提供（送风系统可不设，如送风系统四），得出送风量见表2-2.表2-2 各防烟分区送风量防烟分区一二三四五六七八总风量42163421634315143151353433534341045410451617032.3 排烟量的计算 本地下车库排风和排烟共用一个系统，防火分区一用两个系统，防火分区二用两个系统，防火分区三用两个系统，人防部分两个系统。即该地下车库共有八个系统。按汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB 50067-97）的规定，地下车库的排烟量应按换气次数不小于6次计算确定

7、。因此排烟系统的风量和排风系统的风量相同。在系统设计时，风管立管部分，根据需要设置左右侧面两个风口，风口均安装防火阀。2.4 机械排烟系统补风量的计算 根据汽车库、修车库、停车场设计防火规范8.2.7中规定：汽车库内无直接通向室外的汽车疏散出口的防火分区，当设置机械排烟系统时，应同时设置进风系统，且送风量不宜小于排烟量的50%。本设计中的防火分区均有直接通向室外的出口，但由于纵深太大，故设置机械补风系统，其补风量为每个防火分区风量的一半。2.5 气流组织的分布 送风系统布置在防火分区四周，排风系统设置在走道顶部，再合适的位置，引出分支立管，分别在支立管上下设置风口，以满足地下车库排风的需求，送

8、风与排风形成横向对流，最大限度的稀释地下车库污染气体（详见风管布置系统图）。第三章 风管及风口的选择3.1 风管材料的选择 镀锌钢板具有一定的防腐性能，适用于烟道的环境，因此本设计风管材料采用镀锌钢板，断面尺寸为矩形。3.2 风口设计风速本设计采用镀锌钢板，按照通风设计手册排烟干管的风速不大于10m/s，风口有效断面的速度不大于10m/s。排风干管风速不大于7m/s，风口风速在不大于7m/s，经计算排烟风口统一采用800*400百叶风口侧面开口，送风系统为底部开口，排烟主风道设计风速为8m/s。第四章 送风排烟水力计算4.1 排烟排风管道的计算步骤以防烟分区一排烟系统管道水力计算为例，计算过程

9、如下：（1）对各管段进行编号（详见系统图），标出管段长度和各排风点的排风量。（2）选定最不利环路，本系统选择1-8-风机为最不利环路（参见水力计算表）。（3）根据各管段的风量以及选定的流量，确定最不利环路上各管段的断面尺寸和单位长度的摩擦阻力。详见系统图。根据系统总风量46868 = 13.0，设计主干管流速8m/s,由工业通风附录9查出管径和单位长度摩擦阻力，所选管径应尽量符合矩形通风管道统一规格。a*b= 1600*1000mm， = 0.448 pa/m同理可查得其他管段的管径及比摩阻，具体见水力计算表4-1- 5 - 土木工程学院 建筑环境与设备工程表4-1 防火分区一排烟系统管道水力

10、计算管段编号流量长度L(m)风管边长a*b(mm)流速v(m/s)动压(Pa)局部阻力系数局部阻力Z(Pa)单位摩阻(Pa/m)摩擦阻力管端阻力16246.4（0.87）7.12500*400838.5282.2887.81.538135173.5212492.8（3.47）7.5800*500838.5281.7868.61.03571109.5318738.6（5.2）7.5800*800838.5281.7868.60.75251.5890424985.6（6.9）8.01000*800838.5281.8868.60.66245.483.9531232（8.68）7.81250*800

11、838.5281.7868.60.59240.679637478.4（10.4）6.61250*800838.5281.7868.60.59240.679743724.8（12.1）6.291600*800838.5281.8872.40.53238.577846868（13.0）17.11600*800838.5281.3752.780.44823.662.2百叶风口最小尺寸a*b(mm)500*400总压力（Pa）754.1- 6 - 土木工程学院 建筑环境与设备工程（4）查附录7，确定各管段局部阻力系数。1）管段1 2个圆形三通，0.4*2=0.8 ； 2个进风百叶风口，0.5*2=1一

12、个渐缩管，0.1 ；2个防火阀，0.19*2=0.38 = 0.8+1+0.1+0.38=2.282）管段22个圆形三通，0.2*2=0.4 ； 2个进风百叶风口，0.5*2=12个防火阀，0.19*2=0.38 = 0.4+1+0.38 = 1.78 3)管段3 2个圆形三通，0.2*2=0.4 ； 2个进风百叶风口，0.5*2=12个防火阀，0.19*2=0.38 = 0.4+1+0.38 = 1.784)管段42个圆形三通，0.2*2=0.4 ； 2个进风百叶风口，0.5*2=1一个渐缩管，0.1 ；2个防火阀，0.19*2=0.38 = 0.4+1+0.1+0.38 = 1.885)管

13、段52个圆形三通，0.2*2=0.4 ； 2个进风百叶风口，0.5*2=12个防火阀，0.19*2=0.38 = 0.4+1+0.38 = 1.786)管段62个圆形三通，0.2*2=0.4 ； 2个进风百叶风口，0.5*2=12个防火阀，0.19*2=0.38 = 0.4+1+0.38 = 1.787)管段72个圆形三通，0.2*2=0.4 ； 2个进风百叶风口，0.5*2=1一个渐缩管，0.1 ；2个防火阀，0.19*2=0.38 = 0.4+1+0.1+0.38 = 1.888)管段81个分流三通，0.18 ； 1个进风百叶风口，0.5一个渐缩管，0.1 ； 一个渐扩管，0.1 ；一个风

14、机进口 0.12个90度弯头，0.1*2=0.2；1个防火阀，0.19 = 0.18+0.5+0.1+0.1+0.2+0.1+0.19 = 1.37（5）计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。计算结果见表4-2（6）计算系统的总阻力。 P = 173.5+109.5+90+83.9+79+79+77+62.2=754.1Pa（7）对本系统选择合适的风机。 本系统流量46868，总阻力754.1Pa，选用风机的型号为- 8 - 土木工程学院 建筑环境与设备工程4.2 排烟排风系统的水力计算其他排烟系统-的水力计算过程与4.1步骤相同，风管采用侧面送风，主干管设计风速8m/s,风口设计风速5m/s。

15、平时用作排风，在火灾排烟时，烟气温度超过280摄氏度时防火阀关闭，风机关闭，停止排烟。结合系统图其余系统各管段的水力计算表如下：表4-2 防火分区一排烟系统管道水力计算管段编号流量长度L(m)风管边长a*b(mm)流速v(m/s)动压(Pa)局部阻力系数局部阻力Z(Pa)单位摩阻(Pa/m)摩擦阻力管端阻力17808（2.17）8.06630*400838.5280.6926.581.36911.0337.6215616（4.3）8.0800*630838.5280.9938.140.8777.045.14323424（6.5）7.81000*800838.5280.8934.290.6625

16、.1639.45431232（8.68）6.731250*800838.5280.9938.140.5923.9842.12539040（10.8）7.51600*800838.5281.0841.60.5323.9945.59646848（13）15.71600*1000838.5280.4918.880.4487.025.88最小百叶风口尺寸a*b(mm)800*500总压力（Pa）235.78表4-3 防火分区二排烟系统管道水力计算管段编号流量长度L(m)风管边长a*b(mm)流速v(m/s)动压(Pa)局部阻力系数局部阻力Z(Pa)单位摩阻(Pa/m)摩擦阻力管端阻力19589.2（2

17、.66）4.17800*400838.5280.7930.441.2335.1435.58219178.4（5.3）10.161250*500838.5281.8872.430.8658.7981.22328767.6（7.99）9.531250*800838.5281.7868.580.5925.6474.22438356.8（10.65）6.01600*800838.5281.7868.580.5323.1971.77547946（13.3）16.071600*1000838.5281.9976.670.4487.2083.87最小百叶风口尺寸a*b(mm)800*600总压力（Pa）34

18、6.66表4-4 防火分区二排烟系统管道水力计算管段编号流量长度L(m)风管边长a*b(mm)流速v(m/s)动压(Pa)局部阻力系数局部阻力Z(Pa)单位摩阻(Pa/m)摩擦阻力管端阻力13688（1.02）8.17400*320838.5280.6926.582.0216.5043.09211064（3.07）13.5800*400838.5281.8872.431.23316.6589.08318440（5.12）7.81000*630838.5281.7868.580.7856.1274.70425816（7.17）7.81250*630838.5281.7868.580.7125.5

19、574.13533192（9.22）7.81250*1000838.5281.7868.580.5063.9572.53640568（11.27）7.51250*1000838.5281.8872.430.5063.8076.23747946（13.3）15.541600*1000838.5282.1783.610.4486.9690.57最小百叶风口尺寸a*b(mm)500*400总压力（Pa）520.33表4-5 防火分区三排烟系统管道水力计算管段编号流量长度L(m)风管边长a*b(mm)流速v(m/s)动压(Pa)局部阻力系数局部阻力Z(Pa)单位摩阻(Pa/m)摩擦阻力管端阻力1654

20、5（1.8）6.76630*320838.5280.7930.441.6311.0241.46213090（3.6）9.28800*630838.5281.1945.850.8778.1453.99319635（5.45）7.41250*630838.5281.0942.000.7125.2747.26439270（10.9）4.771250*1000838.5280.6926.580.5062.4129.0076545（1.8）7.28630*320838.5280.7930.441.6311.8742.30613090（3.6）8.34800*630838.5280.8934.290.87

21、77.3141.60519635（5.45）5.01250*630838.5281.0942.000.8654.3346.32不平衡率=(142.71-129.32)/142.71=9.38%最小百叶风口尺寸a*b(mm)600*600总压力（Pa）301.93表4-6 防火分区三排烟系统管道水力计算管段编号流量长度L(m)风管边长a*b(mm)流速v(m/s)动压(Pa)局部阻力系数局部阻力Z(Pa)单位摩阻(Pa/m)摩擦阻力管端阻力12618（0.73）12.5400*250838.5280.6926.582.4230.2556.8325236（1.45）17.63500*400838.

22、5281.3853.171.53827.1180.2837854（2.18）8.3630*400838.5280.8934.291.36911.3645.65410472（2.9）5.3630*630838.5280.8934.291.0065.3339.62513090（3.64）10.0800*630838.5280.8934.290.8778.7743.06615708（4.36）11.7800*630838.5281.1945.850.87710.2656.11720944（5.8）7.381000*630838.5281.7868.580.7855.7974.37826180（7.3

23、）8.01250*800838.5281.2949.700.5924.7454.44931416（8.7）7.51250*800838.5281.7868.580.5924.4473.021036652（10.2）14.661250*1000838.5282.2787.460.5067.4294.881139270（10.9）21.51250*1000838.5282.2988.230.50610.8899.11最小百叶风口尺寸a*b(mm)400*400总压力（Pa）717.37表4-7 人防部分排烟系统管道水力计算管段编号流量长度L(m)风管边长a*b(mm)流速v(m/s)动压(Pa)局

24、部阻力系数局部阻力Z(Pa)单位摩阻(Pa/m)摩擦阻力管端阻力14146（1.15）12.0400*400838.5280.7930.441.7521.0051.4428292（2.3）7.8630*400838.5280.8934.291.36910.6844.97312438（3.46）7.5630*630838.5280.9938.141.0067.5545.69416584（4.6）17.15800*630838.5281.0440.070.87715.0455.11520730（5.76）10.351000*800838.5281.0440.070.6626.8546.926248

25、76（6.91）61250*800838.5281.0942.000.5923.5545.55745606（12.67）8.241600*1000838.5280.5922.730.4483.6926.42124146（1.15）13.8400*400838.5280.9837.761.7524.1561.91118292（2.3）7.6630*400838.5280.8934.291.36910.4044.691012438（3.46）5.6630*630838.5280.9938.141.0065.6343.78916584（4.6）6.0800*630838.5280.8934.290.

26、8775.2639.55820730（5.76）6.01000*800838.5281.0942.000.6623.9745.97不平衡率=(289.68-235.68)/289.68=18.6% (在运行过程中用阀门调节不平衡)最小百叶风口尺寸a*b(mm)500*400总压力（Pa）552.02表4-8 人防部分排烟系统管道水力计算管段编号流量长度L(m)风管边长a*b(mm)流速v(m/s)动压(Pa)局部阻力系数局部阻力Z(Pa)单位摩阻(Pa/m)摩擦阻力管端阻力19121（2.53）5.3630*500838.5280.7930.441.1676.1936.62218242（5.0

27、7）7.381000*630838.5280.8934.290.7855.7940.08327363（7.6）7.381250*800838.5280.9938.140.5924.3742.51436484（10.1）7.51250*1000838.5280.8934.290.5063.8038.08545606（12.67）15.681250*1000838.5281.4857.020.5067.9364.96最小百叶风口尺寸a*b(mm)800*600总压力（Pa）222.254.3 送风系统水力计算 送风系统平时用作系统送风，主风道风速6m/s，风口风速4m/s。在火灾发生时烟气温度达到

28、70摄氏度时，防火阀关闭，风机关闭，系统停止送风。车库入口风量冲足送风系统可不设，结合系统图送风系统各管段水力计算如下：表4-9 防火分区一送风系统管道水力计算管段编号流量长度L(m)风管边长a*b(mm)流速v(m/s)动压(Pa)局部阻力系数局部阻力Z(Pa)单位摩阻(Pa/m)摩擦阻力管端阻力15270（1.46）6.0630*4006.021.6720.6914.950.7954.7719.72210540（2.9）7.76800*6306.021.6720.7917.120.5093.9521.07315810（4.39）9.051000*6306.021.6720.6914.950

29、.4554.1219.07421080（5.86）6.551000*10006.021.6720.6914.950.3332.1817.13526350（7.3）7.81250*10006.021.6720.6914.950.2942.2917.25631620（8.78）6.951250*10006.021.6720.6914.950.2942.0417.00736890（10.2）8.651600*10006.021.6720.6914.950.262.2517.20842163（11.7）14.91600*10006.021.6721.5734.030.263.8737.90最小百叶风口

30、尺寸a*b(mm)800*400总压力（Pa）166.35表4-10 防火分区一送风系统管道水力计算管段编号流量长度L(m)风管边长a*b(mm)流速v(m/s)动压(Pa)局部阻力系数局部阻力Z(Pa)单位摩阻(Pa/m)摩擦阻力管端阻力110541(2.93)7.51000*5006.021.6720.7917.120.5454.0921.21221082(5.86)5.831250*8006.021.6720.8919.290.3442.0121.29331623(8.78)9.451600*8006.021.6720.8919.290.3092.9222.21442163(11.7)1

31、6.151600*12506.021.6720.9921.460.2223.5925.04最小百叶风口尺寸a*b(mm)800*400总压力（Pa）89.75表4-11 防火分区二送风系统管道水力计算管段编号流量长度L(m)风管边长a*b(mm)流速v(m/s)动压(Pa)局部阻力系数局部阻力Z(Pa)单位摩阻(Pa/m)摩擦阻力管端阻力15394（1.5）11.7630*4006.021.6720.7917.120.7468.7325.85210788（3.0）9.14800*6306.021.6720.7917.120.4774.3621.48316182（4.5）8.281000*800

32、6.021.6720.6914.950.362.9817.93421576（6.0）9.01250*8006.021.6720.6914.950.03440.3115.26526970（7.5）3.081250*10006.021.6720.8418.200.2940.9119.11643151（12.0）15.761600*12506.021.6720.5912.790.2223.5016.2995394（1.5）9.14630*4006.021.6720.9921.460.7466.8228.27810788（3.0）13.0800*4006.021.6720.6914.950.71610

33、.725.65716182（4.5）3.081000*8006.021.6720.8418.200.361.1119.31不平衡率=(99.64-73.23)/99.64=26% (在运行过程中用阀门调节不平衡)最小百叶风口尺寸a*b(mm)800*400总压力（Pa）184.66表4-12 防火分区三送风系统管道水力计算管段编号流量长度L(m)风管边长a*b(mm)流速v(m/s)动压(Pa)局部阻力系数局部阻力Z(Pa)单位摩阻(Pa/m)摩擦阻力管端阻力15890（1.64）4.06800*3206.021.6720.6914.950.8653.5118.47211720（3.26）7.

34、76800*6306.021.6720.9921.460.5093.9525.41317670（4.9）9.341000*8006.021.6720.6914.950.3843.5918.54423560（6.54）7.81250*8006.021.6720.6914.950.3442.6817.64529450（8.18）8.651600*10006.021.6720.6914.950.262.2517.20635343（9.8）7.91600*10006.021.6721.0923.620.262.0525.68最小百叶风口尺寸a*b(mm)800*400总压力（Pa）122.93表4-13 人防部分送风系统管道水力计算管段编号流量长度L(m)风管边长a*b(mm)流速v(m/s)动压(Pa)局部阻力系数局部阻力Z(Pa)单位摩阻(Pa/m)摩擦阻力管端阻力110261（2.85）7.01000*6306.021.6720.6914.950.4553.1918.14220522（5.7）5.01250*8006.021.6720.7917.120.3441.7218.84330783（8.55）9.01600*10006.021.6720.6914.950.26