通风管道的设计计算.ppt

通风管道的 设计计算 第六章 通风管道是通风和空调系统的重要组成 部分，设计计算 的 目的是，在保证要求的 风量分配前提下，合理确定风管布置和尺 寸，使系统的初投资和运行费用综合最优。 通风管道系统的设计直接影响到通风空调 系统的使用效果和技术经济性能。 目 录 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 通风空调施工图 风道设计中的有关问题 风道压力分布 风道的水力计算 风道阻力 6.1 风道阻力 根据流体力学可知，空气在管道内流动，必然要克服阻力 产生能量损失。 空气在管道内流动有两种形式的阻力，即摩擦 阻力 和 局部阻力。 6.1.1摩擦阻力 由于空气本身的粘滞性和管壁的粗糙度所引起的空气与管 壁间的摩擦而产生的阻力称为摩擦阻力。 克服摩擦阻力而引 起的能量损失称为摩擦阻力损失，简称沿程损失。 空气在横断面不变的管道内流动时，沿程损失可按下式计 算 （ 6.1） s m RP 4 1 lv 2 2 式中 风道的沿程损失， Pa； 摩擦阻力系数； 风道内空气的平均流速， m/s； 空气的密度， kg/m3； 风道的长度， m； 风道的水力半径， m； = （ 6.2） 管道中充满流体部分的横断面积， m2； 湿周，在通风系统中即为风管周长， m。 mP v l sR sR P F F P Pa/m （ 6.3） （ 1）圆形风管的沿程损失 对于圆形风管 = = 式中 风管直径。 则圆形风管的沿程损失和单位长度沿程损失即比摩阻分别为 Pa Pa/m （ 6.5） s m RR 4 1 2 2v sR P F 4 4 2 D D D D DPm 1 lv 2 2 DRm 2 2v 单位长度的摩擦阻力，也称比摩阻，为 （ 6.4） 摩擦阻力系数 与风管管壁的粗糙度和管内空气的流动 状态有关，在通风和空调系统中，薄钢板风管的空气流动状 态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区。通常，高 速风管的流动状态也处于过渡区。只有流速很高，表面粗糙 的砖、混凝土风管流动状态才属于粗糙区。因此，对于通风 和空调系统中，空气流动状态多处于紊流过度区。在这一区 域中 用下式计算 （ 6.6） 式中 风管内壁的粗糙度， mm； 雷诺数。 = （ 6.7） 式中 风管内流体（空气）的运动粘度， m2/s。 )Re 51.27 1 D.3 K(2 lg1 K Re Re vD 在通风管道设计中，为了简化计算，可根据公式（ 6.5）和 式（ 6.6）绘制的各种形式的线算图或计算表进行计算。 图 6.1 为风管单位长度沿程损失线算图。只要知道风量、管径、比 摩阻、流速四个参数中的任意两个，即可求出其余的两个参 数。表 6.1的编制条件是：大气压力为 101.3 kPa，温度为 20 ，空气密度为 1.204 kg/m3，运动粘度为 15.06 10-6 m2/s，管壁粗糙度 k=0.15 mm，当实际使用条件与上述条件 不同时，应进行修正。 大气温度和大气压力的修正 Pa/m （ 6.8） 式中 实际使用条件下的单位长度沿程损失， Pa/m； 温度修正系数； 大气压力修正系数； 线算图或表中查出的单位长度沿程损失， Pa/m。 mBtm RR mR t B mR 图 6.1 风管单位长度沿程损失线算图 = （ 6.9） = （ 6.10） 式中 实际的空气温度， ； 实际的大气压力， kPa。 和 也可直接 由图 6.2查得。 密度和粘度的修正 （ 6.11） 实际的空气密度， ； 实际的空气运动粘度， kPa。 t B 0 .8 2 52 7 3 2 0 273 t 0.9 101.3 B t B t B 0 .0 1 0 .1 00 mmRR 绝对粗糙度的修正 通风空调工程中常采用不同材料制成风管，各种材料的 绝对粗糙度见 表 6.1. (6.12) 式中 粗糙度修正系数。 = （ 6.13） 管内空气流速， m/s。 mkm RR k k 0.25Kv v 管道材料 K（ mm） 管道材料 K（ mm） 薄钢板和镀锌钢 板 0.150.18 胶合板 1.0 塑料板 0.010.05 砖管道 36 矿渣石膏板 1.0 混凝土管道 13 矿渣混凝土板 1.5 木版 0.21.0 表 6.1 各种材料的粗糙度 【 例 6.1】 已知太原市某厂已通风系统采用钢板制圆形风道， 风量 L=1000 m3/h，管内空气流速 v=10 m/s，空气温度 t=80 ，求风管的管径和单位长度的沿程损失。 解 由附录 6.1查得： D=200mm =6.8 Pa/m，太原市大 气压力： B=91.9 kPa 由图 6.1查得： =0.86， =0.92 所以， = =0.86 0.92 6.8=5.38 Pa/m mR t B mR t B mR （ 2）矩形风管的沿程损失 风管阻力损失的计算图表是根据圆形风管绘制的。当风 管截面为矩形时，需首先把矩形风管断面尺寸折算成相当于 圆形风管的当量直径，再由此求出矩形风管的单位长度摩擦 阻力损失。 当量直径就是与矩形风管有相同单位长度沿程损失的圆 形风管直径，它分为 流速当量直径 和 流量当量直径 两种。 流速当量直径 假设某一圆形风管中的空气流速与矩形风管中的空气流 速相等，且两风管的单位长度沿程损失相等，此时圆形风管 的直径就称为该矩形风管的流速当量直径，以 Dv表示，所以， 圆形风管和矩形风管的水力半径必须相等。 圆形风管水力半径 （ 6.14） 矩形风管水力半径 （ 6.15） 式中 矩形风管的长度和宽度。 4 DR s ）（ ba ab P FR s 2 ba、 根据式（ 6.3），当流速与比摩阻均相同时，水力半径必相 等 则有 流量当量直径 假设某一圆形风管中的空气流量与矩形风管中的空气流 量相等，且两风管的单位长度沿程损失也相等，此时圆形风 管的直径就称为该矩形风管的流量当量直径，以 DL表示： 圆形风管流量 ss RR 42 D ab ab （ ） 2 v abDD ab vDL 24 （ 6.17） （ 6.16） （ 6.18） 矩形风管流量 令 ，则 2 4Lv D 2 2 4 2m L L DR D （ ） vabL Lv ab 2 2 1 4 2）（ ）（ ab L ba ab R m mmRR 33 51 .2 6 5 L abD ab （ 6.19） （ 6.20） （ 6.21） （ 6.22） 必须说明，利用当量直径求矩形风管的沿程损失，要注 意其对应关系；当采用 流速当量直径 时，必须采用矩形风管 内的 空气流速 去查沿程损失；当采用 流量当量直径 时，必须 用矩形风管中的 空气流量 去查单位管长沿程损失。这两种方 法得出的 矩形风管比摩阻是相等的 。 【 例 6.2】 有一钢板制矩形风道， K=0.15 mm，断面尺寸 为 500 250 mm，流量为 2700 m3/h，空气温度为 50 ， 求单位长度摩擦阻力。 解一 矩形风管内空气流速 = m/s 流速当量直径 = = m 由 =6 m/s， =330 mm，查附录 6.1得 =1.2 Pa/m 由图 6.1查得 t=50 时， =0.92 所以 = =0.92 1.2=1.1 Pa/m v 6 25.05.03600 2700 3600 F L vD ba ab 2 33.025.05.0 25.05.02 v vD mR t mR t mR 解二 流量当量直径 =1.265 =1.265 m 由 L=2700 m3/h， =384 mm查附录 6.1得 =1.2 Pa/m 所以 = =0.92 1.2=1.1 Pa/m LD 5 33 ba ba 3 8 4.025.05.0 25.05.05 33 LD mR mR t mR 6.1.2局部阻力 风道中流动的空气，当其方向和断面的大小发生变化或 通过管件设备时，由于在边界急剧改变的区域出现旋涡区和 流速的重新分布而产生的阻力称为局部阻力，克服局部阻力 而引起的能量损失称为局部阻力损失，简称局部损失。 局部损失按下式计算 Pa （ 6.23） 式中 局部损失， Pa； 局部阻力系数。 局部阻力系数通常用实验方法确定。在计算局部阻力时， 一定要注意 值所对应的空气流速。 2 2j vP jP 在通风系统中，局部阻力所造成的能量损失占有很大的 比例，甚至是主要的能量损失，为减小局部阻力，以利于节 能，在设计中应尽量减小局部阻力。通常采用以下措施： （ 1）布置管道时，应力求管线短直，减少弯头。圆形风管弯 头的曲率半径一般应大于（ 12）倍管径， 见图 6.3。矩形风 管弯头的长宽比愈大，阻力愈小，应优先采用， 见图 6.5。必 要时可在弯头内部设置导流叶片， 见图 6.4，以减小阻力。应 尽量采用转角小的弯头，用弧弯代替直角弯， 如图 6.6所示。 （ 2）避免风管断面的突然变化，管道变径时，尽量利用渐扩、 渐缩代替突扩、突缩。其中心角最好在 810 ，不超过 45 ， 如图 6.7。 （ 3）管道和风机的连接要尽量避免在接管处产生局部涡流， 如图 6.8所示。 （ 4）三通的局部阻力大小与断面形状、两支管夹角、支管与 总管的截面比有关。为减小三通的局部阻力，应尽量使支管 与干管连接的夹角不超过 30 ， 如图 6.9所示。当合流三通内 直管的气流速度大于支管的气流速度时，会发生直管气流 引 射 支管气流的作用，有时支管的局部阻力出现负值，同样直 管的局部阻力也会出现负值，但不可能同时出现负值。为避 免引射时的能量损失，减小局部阻力，应使 ，即 F1+ F2 =F3，以避免出现这种现象。 1v 2v 3v 6.1.3总阻力 摩擦阻力与局部阻力之和称为总阻力，克服摩擦阻力 和局部阻力而引起的能量损失称为总阻力损失。 （ 6.24） 式中 管段总阻力损失， Pa。 mjP P P P 6.2 风道压力分布 空气在风道中流动时，由于风道内阻力和流速的变化，空 气的压力也在不断地发生变化。下面通 过图 6.11所示的单风机 通风系统风道内的压力分布图来定性分析风道内空气的压力分 布。 压力分布图的绘制方法是取一坐标轴，将大气压力作为零 点，标出各断面的全压和静压值，将各点的全压、静压分别连 接起来，即可得出。图中全压和静压的差值即为动压。 系统停止工作时，通风机不运行，风道内空气处于静止状 态，其中任一点的压力均等于大气压力，此时，整个系统的静 压、动压和全压都等于零。 系统工作时，通风机投入运行，空气以一定的速度开始流 动，此时，空气在风道中流动时所产生的能量损失由通风机的 动力来克服。 从图中可以看出，在吸风口处的全压和静压均比大气压力 低 ,入口外和入口处的一部分静压降转化为动压，另一部分用于 克服入口处产生的局部阻力。 在断面不变的风道中，能量的损失时由摩擦阻力引起的， 此时全压和静压的损失时相等的 ,如管段 1 2、 3 4、 5 6、 6 6和 8 9。 在收缩段 2 3，沿着空气的流动方向，全压值和静压值都 减小了，减小值也不相等，但动压值相应增加了。 在扩张段 6 8和突扩点 6处，动压和全压都减小了，而静 压则有所增加，即会产生所说的静压复得现象。 在出风口点 9处，全压的损失与出风口形状和流动特性有 关，由于出风口的局部阻力系数可大于 1、等于 1或小于 1，所 以全压和静压变化也会不一样。 在风机段 4 5处可看出，风机的风压即是风机入口和出口 处的全压值，等于风道的总阻力损失。 6.3.1 风道水力计算方法 风管水力计算的方法主要有以下三种： （ 1）等压损法 该方法是以单位长度风道有相等的压力损失为前提条件， 在已知总作用压力的情况下，将总压力值按干管长度平均分 配给各部分，再根据各部分的风量确定风管断面尺寸，该法 适用于风机压头已定及进行分支管路阻力平衡等场合。 （ 2）假定流速法 该方法是以技术经济要求的空气流速作为控制指标，再 根据风量来确定风管的断面尺寸和压力损失，目前常用此法 进行水力计算。 6.3 风道的水力计算 （ 3）静压复得法 该方法是利用风管分支处复得的静压来克服该管段的阻 力，根据这一原则确定风管的断面尺寸，此法适用于高速风 道的水力计算。 6.3.2 假定流速法 计算方法和步骤 （ 1）绘制系统轴测示意图，并对各管段进行编号，标注 长度和风量。通常把流量和断面尺寸不变的管段划为一个 计算管段。 （ 2）确定合理的气流速度 风管内的空气流速对系统有很大的影响。流速低，阻力 小，动力消耗少，运行费用低，但是风管断面尺寸大，消耗 材料多，建造费用大。反之，流速高，风管段面尺寸小，建 造费用低，但阻力大，运行费用会增加，另外还会加剧管道 与设备的磨损。因此，必须经过技术经济分析来确定合理的 流速 ，表 6.2、表 6.3列出了不同情况下风管内空气流速范围。 （ 3）由风量和流速确定最不利环路各管段风管断面尺寸， 计算沿程损失、局部损失及总损失。计算时应首先从最不利 环路开始，即从阻力最大的环路开始。确定风管断面尺寸时， 应尽量采用通风管道的统一规格。 （ 4）并联环路的计算 为保证系统能按要求的流量进行分配，并联环路的阻力必 须平衡。因受到风管断面尺寸的限制，对除尘系统各并联环路 间的压损差值不宜超过 10%，其他通风系统不宜超过 15%。若 超过时可通过 调整管径 或 采用阀门 来进行调节。调整后的管径 可按下式确定 mm （ 6.25） 式中 调整后的管径， mm； 原设计的管径， mm； 原设计的支管阻力， Pa； 要求达到的支管阻力， Pa。 0 .2 2 5PDD P （ ） D D P P 需要指出的是，在设计阶段不把阻力平衡的问题解决， 而一味的依靠阀门开度的调节，对多支管的系统平衡来说是 很困难的，需反复调整测试。有时甚至无法达到预期风量分 配，或出现再生噪声等问题。因此，我们一方面加强风管布 置方案的合理性，减少阻力平衡的工作量，另一方面要重视 在设计阶段阻力平衡问题的解决。 （ 5）计算系统的总阻力。 （ 6）选择风机 根据输送气体性质、系统的风量和阻力确定风机的类型。 考虑到设备、风管的漏风和阻力损失计算的不精确，选择 风机的风量，风压应按下式考虑 m3/h （ 6.26） Pa （ 6.27） 式中 风机的风量， m3/h； 系统总风量， m3/h； 风机的风压， Pa； 系统总阻力， Pa； 风量附加系数，除尘系统 =1.11.5；一般送排风 系统 =1.1； 风压附加系数，除尘系统 =1.151.20；一般送排 风系统 =1.11.15。 LKL Lf fpP K P fL L fP P LK LK pK pK 当风机在非标准状态下工作时，应按公式（ 6.28）、（ 6.29） 对风机性能进行换算，再以此参数从风机样本上选择风机。 （ 6.28） （ 6.29） 【 例 6.3】 如图 6.12所示的机械排风系统，全部采用钢板制 作的圆形风管，输送含有有害气体的空气 ( =1.2 m3/kg)， 气体温度味常温，圆形伞形罩的扩张角为 60 ，合流三通分 支管夹角为 30 ，带扩压管的伞形风帽 h/D0=0.5，当地大气 压力为 92 kPa，对该系统进行水力计算。 ff LL 2.1 ff PP 解 1对管段进行编号，标注长度和风量，如图示。 2确定各管段气流速度，查表 6.2有：工业建筑机械通风对 于干管 =614 m/s；对于支管 =28 m/s。 3确定最不利环路，本系统 为最不利环路。 4根据各管段风量及流速，确定各管段的管径及比摩阻，计 算沿程损失，应首先计算最不利环路，然后计算其余分支环 路。 如管段 ,根据 =1200 m3/h, =614 m/s 查附录 6.2 可得出管径 =220 mm, =9 m/s, =4.5 Pa/m 查图 6.1有 =0.91，则有 =0.91 4.5=4.1 Pa/m = =4.1 13=53.3 Pa 也可查附录 6.2 确定管径后，利用内插法求出： 、 。 同理可查出其余管段的管径、实际流速、比磨阻，计算出沿 程损失，具体结果见表 6-4。 v v L v D v mR B mR mP lRm v mR 5计算各管段局部损失 如管段，查附录 6.4有：圆形伞形罩扩张角 60 ， =0.09， 90 弯头 2个， =0.15 2=0.3，合流三通直管段，见图 6.12。 + =30 ，查得 =0.66， =0.09+0.3+0.66=1.15 43.02100900 3 2 L L 51.02 8 02 0 0 2 3 2 ）（ F F 038.022.04 21 ）（F 031.02.04 22 ）（F 062.028.04 23 ）（F 1F 2F 3F 其余各管段的局部阻力系数见表 6.5。 = =1.15 =55.89 Pa 同理可得出其余管段的局部损失，具体结果 见表 6.4。 6计算各管段的总损失，结果 见表 6.4。 jP 2 2v 2 92.1 2 L l D v mR t mR mP jP P 流量 管段 长度 管径 流速 比摩阻 比摩阻 修正 系数 实际比摩阻 局部阻力 系数 沿程 损失 局部损失 管段总 损失 管段 编号 (m3/ h) (m) (mm) (m/s) (Pa/m) (Pa/m) 动压 Pd (Pa) (Pa) (Pa) (Pa) 备注 最不利环路 1 1200 13 220 9 4.5 0.91 4.1 48.6 1.15 53.3 55.89 109.2 2 2100 6 280 9.6 3.9 0.91 3.55 55.3 0.81 21.3 44.69 66.1 3 3400 6 360 9.4 2.6 0.91 2.46 53 1.08 14.66 56.24 62.0 4 4900 11 400 10.6 3 0.91 2.63 66.4 0.3 30.03 20.22 50.3 5 4900 15 400 10.6 3 0.91 2.63 66.4 0.6 40.95 40.44 81.4 分支环路 6 900 9 200 8 4.1 0.91 3.63 38.4 0.03 33.56 1.2 35.1 与平衡 6 1300 9 200 11.9 9.5 0.91 8.6 85 0.64 68.3 54.4 132.6 与 +平衡 8 1500 10 200 13.0 11 0.91 10 101.4 1.26 100 126.8 226.8 与 + + 平衡 9 900 9 160 12.3 13 0.91 11.83 90.8 0.03 106.4 2.6 109.1 阻力平衡 表 6.4 管道水力计算表 6检查并联管路阻力损失的不平衡率 （ 1）管段和管段 不平衡率为 调整管径 取 =160 mm 查附录 6.2 ，得 =160 mm， =12.3 m/s， =13 Pa/m = =0.91 13=11.83 Pa/m + =0.058 m2 =0.062 m2 + %9.67%1002.109 1.352.109%100 1 61 P PP %15 15 52.10 9 1.3520 0 2 2 5.02 2 5.0 ）（）（ PPDD mm D D v mR mR B mR 1F 2F 3F 1F 2F 3F 查附录 6.4 ，合流三通分支管阻力系数为 -0.21， 。 阻力计算结果见表 6.5， =109.1 Pa 不平衡率为 满足要求。 （ 2）管段与管段 + 不平衡率为 若将管段调至 =180 mm，不平衡率仍然超过 ， 因此采用 =200 mm，用阀门调节。 03.0 P %1.02.1 0 9 1.1 0 92.1 0 9 1 61 P PP %15 %4.243.175 7.1323.175 21 721 P PPP ）（ %15 7D %15 7D （ 3）管段与管段 + + 不平衡率 满足要求。 8计算系统总阻力 =369 Pa 9选择风机 风机风量 =1.1 4900=5390 m3/h 风机风压 Pa，可根据 、 查风机 样本选择风机，电动机。 %9.73.2 4 7 8.2 2 73.2 4 7 321 8321 ）（ ）（ PPP PPPP %15 51 ）（ jm PPP Lf KL L 1 .1 5 3 7 9 4 3 6fpP K P fL fP 6.4.1 风道布置设计原则 风管布置直接影响通风、空调系统的总体布置，与工艺、 土建、电气、给排水、消防等专业关系密切，应相互配合、 协调一致。 （ 1）布置中应使风管少占建筑空间并不妨碍生产操作，常沿 着墙、柱、楼板屋梁或屋架敷设，安装在支架或吊架上； （ 2）除尘风管应尽可能垂直或倾斜敷设，倾斜时与水平面夹 角最好大于 45 。如必须水平敷设或倾角小于 30 时，应采 取措施，如加大流速、设清洁口等。 （ 3）当输送含有蒸汽、雾滴的气体时，应有不小于 0.005的 坡度，并在风管的最低点和风机底部设水封泄液管，注意水 封高度应满足各种运行情况的要求。 6.4 风道设计中的有关问题 （ 4）有爆炸危险厂房的排风管道及排除有爆炸危险物质的风 管，不应穿越防火墙，其他风管不宜穿过防火墙和不燃性楼板 等防火分隔物，如必须穿过时，应在穿过处设防火阀。在防火 阀两侧 2m范围内的风管及保温材料，应采用不燃材料。风管 穿过处的缝隙应用防火材料封堵。 （ 5）可燃气体管道、可燃液体管道和电线、排水管道等，不 得穿越风管的内腔，也不得沿风管的外壁敷设。可燃气体管道 和可燃气体管道，不应穿过风机室。 （ 6）风管内设有电加热器时，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房间的风管及保温材料均应 采用不燃材料。 （ 7）风管上应设必需的调节和测量装置（如阀门、压力表、 温度计、测定孔和采样孔等）或预留安装测量装置的接口， 且应设在便于操作和观察的地点。 （ 8）风管的布置应力求顺直，避免复杂的局部管件。弯头、 三通等管件要安排得当，与风管的连接要合理，以减少阻力 和噪声。 （ 9）对于排除有害气体和含有粉尘的通风系统，其风管的排 风口宜采用锥形风帽或防雨风帽 。 6.4.2 系统划分 由于建筑物内不同的地点有不同的送排风要求，或面积 较大、送排风点较多，为了运行管理，常需分设多个系统， 通常一台风机与其联系在一起的管道及设备构成一个系统。 系统的划分应当本着运行维护方便，经济可靠为主要原则。 系统划分的原则是： （ 1）空气处理要求相同或接近、同一生产流程且运行班次和 时间相同的，可划为一个系统。 （ 2）以下情况需单设排风系统； 两种或两种以上的有害物质混合后能引起燃烧、爆炸，或 形成毒害更大、腐蚀性的混合物或化合物； 两种有害物质混合后易使蒸气凝结并积聚粉尘； 放散剧毒的房间和设备。 （ 3）对除尘系统还应考虑扬尘点的距离，粉尘是否回收， 不同种粉尘是否可以混合回收，混合后的含尘气体是否有结 露可能等因素来确定系统划分。 （ 4）排风量大的排风点位于风机附近，不宜和远处排风量 小的排风点合为同一系统。 6.4.3 风道材料、形状、规格及设计 （ 1）材料 风管材料要求坚固耐用、表面光滑、防腐蚀性好、易于制 造和安装，且不产生表面脱落等特点。常用主要有以下两大 类： 金属薄板 普通薄钢板 具有良好的加工性能和结构强度，其表面易生 锈，应刷油漆进行防腐。 镀锌钢板 由普通钢板镀锌而成，由于表面镀锌，可起防锈 作用，一般用来制作不受酸雾作用的潮湿环境中的风管。 铝及铝合金板 加工性能好，耐腐蚀。摩擦时不宜产生火花， 常用于通风工程的防爆系统。 不锈钢板 具有耐锈耐酸能力，常用于化工环境中需耐酸耐 腐蚀的通风系统。 塑料复合钢板 在普通薄钢板表面喷上一层 0.2 0.4mm厚 的塑料层，常用于防尘要求较高的空调系统和 -10 60 温度 下耐腐蚀系统的风管。 通风工程中常用的钢板厚度是 0.5 4mm 非金属材料 硬聚氯乙烯塑料板 适用于有酸性腐蚀作用的通风系统，具 有表面光滑、制作方便等优点。但不耐高温、不耐寒，只适 用于 0 60 的空气环境，在太阳辐射作用下，易脆裂。 玻璃钢 无机玻璃钢管是以中碱玻璃纤维作为增强材料，用 十余种无机材料科学地配成粘结剂作为基体，通过一定的成 型工艺制作而成。具有质轻、高强、不燃、耐腐蚀、耐高温、 抗冷融等特性。 玻璃钢风管与配件的壁厚应符 合表 6.6的规定。 （ 2）形状、规格及设计 风管常用断面形状有 矩形 和 圆形 两种。 两者相比，在相同断面积时 圆形 风管强度大、阻力小、 节省材料，圆形风管直径较小时比较容易制造，保温亦方便， 但圆形风管管件的放样、构件制作较矩形风管困难，布置时 不易与建筑、结构配合，明装时不易布置得美观。 矩形 风管在民用建筑、低速风管系统方面应用更多些。 矩形风管的宽高比最高可达 8： 1，但自 1 ： 1到 8 ： 1表面积 要增加 60%。因此设计风管时，除特殊情况外，宽高比愈接 近 1愈好，可以节省动力及制造和安装费用，适宜的宽高比在 3.0以下。 考虑到最大限度的利用板材，加强建筑安装的工厂化生 产，在设计、施工中应尽量选用国家统一规格。 6.4.4 风道阀门 通风空调系统中的阀门主要用于关闭风道、风口，调节 管道内空气量，平衡阻力以及在防排烟中控制火灾烟气等使 用。风阀安装于风机出口的风道上、主干风道上、分支风道 上或空气分布器之前等位置。常用的阀门有蝶阀、多叶调节 阀、插板阀、止回阀、防火阀、排烟防火阀。 （ 1）蝶阀如 图 6.13所示，多用于风道分支处或空气分布器前 端。转动阀板的角度即可改变空气流量。蝶阀使用较为方便， 但严密性较差。 图 6.13 蝶阀构造示意图 （ 3）插板阀如 图 6.15所示，多用于风机出口或主干风道处 作开关。通过拉动手柄来调整插板的位置即可改变风道的空 气流量，其调节效果好，但占用空间大。 图 6.15 插板阀 （ 4）止回阀如 图 6.16所示，安装在空调、通风系统风道内， 保证在风机停止运行时，防止气流倒流。使用止回阀时风 道内的风速应大于 8m/s。 图 6.16 止回阀 （ 5）防火阀如 图 6.17所示，是通风空调系统中的安全装置， 保证在火灾发生时能立即关闭，切断气流，避免火灾从风 道中传播蔓延。防火阀其关闭方式采用温感易熔件，易熔 件熔断点 60 。当火灾发生时，气温升高，达到熔点，易 熔片熔化断开，阀板自行关闭，将系统气流切断。 图 6.17 防火阀 （ 6）排烟防火阀如 图 6.18所示，由阀体、排烟阀操作器、 280 温感装置、开启弹簧和关闭弹簧等部分组成。一般安装 在排烟管道上，平时处于关闭状态，手动开启或接到消防中心 信号依靠开启弹簧阀门开启进行排烟，一旦排烟管中温度达到 280 时， 280 温感装置动作，依靠关闭弹簧将阀门关闭起 防火作用。 图 6.18 排烟防火阀 6.4.5 风道保温 在通风空调系统中，为提高冷、热量的利用率，避免不 必要的冷、热损失，保证通风空调系统运行参数，应对通风 空调风道进行保温。此外，当风道送冷风时，其表面温度可 能低于或等于周围空气的露点温度，使其表面结露，加速传 热，同时也对风道造成一定腐蚀，基于此也应对风道进行保 温。 保温材料主要有软木、聚苯乙烯泡沫塑料（通常为阻燃 型）、超细玻璃棉、玻璃纤维保温板、聚氨酯泡沫塑料和石 板等，导热系数大都在 0.12W/(m) 以内，保温风管的传热 系数一般控制在 1.84 W/(m) 以内。 通常保温结构有四层： （ 1）防腐层：涂防腐漆或沥青； （ 2）保温层：粘贴、捆扎、用保温钉固定； （ 3）防潮层：包塑料布、油毛毡、铝箔或刷沥青，以防潮 湿空气或水分进入保温层内，破坏保温层或在其内部结露， 降低保温效果； （ 4）保护层：室内可用玻璃布、塑料布、木版、聚合板等 作保护，室外管道应用镀锌铁皮或铁丝网水泥作保护。 6.4.6 通风系统的防火防爆 （ 1）通风系统防火 通风空调系统发生火灾时，风道是极易传播烟气，使烟 气从着火区蔓延到非着火区，甚至到安全疏散通道，因此在 工程设计时要采取以下可靠的防火措施。 垂直排风管道应采取防止回流的措施。如厨房、浴室和厕 所的排风管与竖井风道连接时，可在支管上安装止回阀； 必要部位设置防火阀。如风道穿越防火分区的隔板或楼板、 穿越通风空调机房及重要的房间隔墙处、穿越变形缝处风管 的两侧； 严格选取设备及风管材料。通风系统的设备及风管应采用 不燃材料制成，管道和设备的保温材料、消声材料和胶黏剂 应为不燃材料或难燃材料，风道内设有电加热器时，风机应 与电加热器联锁，电加热器应设无风断电保护装置； 合理布置通风系统。尽量使风道不穿越防火分区，通风空 调系统竖向不宜超过五层。 （ 2）通风系统防爆 通风系统发生爆炸是因为空气中的可燃物含量达到了爆炸 浓度极限，同时遇到电火花、金属碰撞引起的火花或其他火 源而造成的。因此，在设计有爆炸危险的通风系统时，应注 意以下几点： 空气含有易燃、易爆物质的房间，为了防止风机停机后， 易燃、易爆物质从风管倒流，引起燃烧爆炸事故，其送、排 风系统采用相应得防爆型通风设备，风管应考虑到除静电的 接地措施； 当风机设在单独隔离开的通风机房内，且在送风干管上设 有防火阀及止回阀时，由于可以防止危险物质倒流到风机内， 此时可采用普通型通风设备； 空气中含有易燃、易爆物质的房间，其空气不应循环使用， 且应独立的通风系统； 系统风量除满足通风空调需求外，还应校核可燃物浓度， 若处于爆炸浓度极限范围时，则应加大风量。 在爆炸危险的通风系统，应设防爆门。当系统内压力急剧 升高时，靠防爆门自动开启泄压。 6.5 通风空调施工图 6.5.1通风空调施工图的组成 通风空调系统施工图包括图纸目录、设计施工说明、平 面图、剖面图、系统图、详图及主要设备材料表等。 为了查阅方便，施工图中应有图纸目录。图纸目录包括 图纸的组成、名称、张数、图纸顺序等。 （ 1）设计施工说明 设计主要参数、主要设计气象资料和通风空调房间的设计 条件； 通风空调系统的划分与组成； 通风空调系统的运行情况； 风管、风阀与防火阀安装使用说明； 管道、设备的防腐及保温做法； 设备的调试与试运行。 （ 2）平面图 平面图表示通风空调设备、管道的平面布置及与建筑物的 尺寸关系，一般包括以下内容 ： 风机、电动机等设备的位置、形状轮廓及设备型号； 空调机组、风管、风口、调节阀等设备与部件的定位尺寸、 风管尺寸，用符号注明送、回风口的空气流动方向； 剖面图的剖面位置及其编号。 （ 3）剖面图 剖面图主要反映管道及设备在垂直方向的布置及尺寸关系， 横纵向管道的连接，管道、附件和设备的标高等。 （ 4）系统图 系统图主要表示管道在空间的布置及交叉情况，它可以直 观地反映管道之间的上下、前后、左右关系。图中应注有通风 空调系统的编号、管道断面尺寸、设备名称及规格型号等； （ 5）详图 详图主要表示管道、构件的加工制作及设备安装要求等， 如通风空调管件的展开下料，管道吊、托、支架制作，管道的 保温，风机减振基础等设备的安装。常可选用国家标准图。 设备材料表应明确设备、附件的型号规格、主要性能参数 及数量以及材料的性能要求、数量等。 6.5.2通风空调施工图的绘制要求 绘制施工图是施工图设计阶段的重要环节，它直接体现 设计者成果，也 是 施工的主要依据。施工图的图幅、标题栏、 线条、符号、尺寸标注、文字、比例、系统与设备的表达方式 等要严格符合有关规定、统一技术条例及制图规定，图面表达 与计算要一致，施工图的深度应能保证通风空调系统施工质量。 （ 1）平面图 管道和设备布置平面图应以直接正投影法绘制，按假想除 去上层楼板后俯视规则绘制，否则应在相应垂直剖面图中表示 平剖面的剖切符号，剖视的剖切符号应由剖切位置线，投射方 向线及编号组成，剖切位置线和投射方向线均应以粗实线绘制。 用于通风空调系统设计的建筑平面图，应用细实线绘出 建筑轮廓线和与通风空调有关的门、窗、梁、柱、平台等建 筑物配件，并标明相应定位轴线编号、房间名称、平面标高。 常采用绘图比例为 1： 100。 （ 2）剖面图 剖面图应在平面图基础上尽可能选择反映系统全貌的部 位垂直剖切后绘制。断面的剖切符号用剖切位置线和编号表 示。管道不宜用单线绘制，并注明管道、设备标高。常采用 绘图比例为 1： 100。 （ 3）系统图 系统图是以轴测投影法绘制，宜采用与相应的平面图一 致的比例，按正等轴测或正面斜二测按投影规则绘制。管道 系统图的基本要素应与平、剖面图相对应。系统图可用单线 绘制，图中的管线重叠、密集处，可采用断开画法，断开处 宜以相同的小写拉丁字母表示，也可用细虚线连接。常采用 绘图比例为 1： 100。 （ 4）详图 当详图表示某些设备或管道系统复杂连接点的详细构造 及安装要求时，应在平、剖面图上标注索引符号。常采用绘 图比例为 1： 20或 1： 50。 需要指出的是 ： 所表示的详图如果采用标准图集中的统 一做法时可不必绘出，只需指出标准图号，供施工人员从标 准图中查阅。 6.6.3通风空调施工图示例 现以一仪表车间的空调施工图举例介绍通风空调施工图 的组成。 （ 1）设计说明书 （ 2）设备表 33 00 68 00 24 20 60 00 25 00 18 80 14 28 10 0010 72 30 00 25 00 10 50 11 04 30 00 900 图 6.19 空调平面图（单位： mm） 320 1720 3550 6800 2500 1040 4300 100 320 375 图 6.20 - 剖面图（单位： mm） 680 35003500 2435 320 100 3000 1065 3000 1040 500550 190 图 6.21 - 剖面图（单位： mm） 图 6.22 空调系统图（单位： m） 由图可见，该空调系统设在一层，空调机房设在仪表室 北面独立小室。新风进口由建筑北墙外 3.5m标高处引入。仪 表室的送、回风管均设在机房和仪表室的隔墙上，送风管标 高为 3.55m，回风管标高为 1.04m。回风进入立柜式空调机组。 新风通过单层百叶风口、初效过滤器进入立柜式空调机 组，和进入的回风一起进行集中处理，处理后的空气由送风 管道并通过设在仪表室标高为 3.2m的两个散流器均匀送入室 内。 平面图上可以看出两个剖面图的剖切位置， 剖面 位于建筑 4#轴线西侧，由东向西可以看出送风管、回风口、 新风管和送风口的设置情况、管道标高等； 剖面位于 机房和仪表室隔墙北侧，由南向北可以看出送风管、新风管 设置情况、管道标高等。 空调系统图可以直观地反映出空调管道、设备和附件的设 置情况及全貌。为降低系统噪声，新风管道、回风管道和送风 管道与空调机箱均采用硅玻钛金不燃软接头。 为监测空调系统的工作状况，系统送风、回风和新风管道 上还设有温度和风量测量孔，空调自控装置可以根据监测数据 及用户需要不断进行即时调解。