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1、情境一 简单建筑通风防排烟设计,任务单元一 工业有害物的来源及危害,主要教学内容1.1 工业有害物的来源1.2 粉尘、有害气体和蒸汽的危害1.3 有害物浓度、卫生标准和排放标准1.4 防止有害物的综合措施,1.1 工业有害物的来源,工业有害物的种类 1、粉尘 2、有毒有害气体 3、有害蒸气 4、热湿 三个概念：粉尘：粉尘是分散于空气中的细小固体粒子 分散系统：一种物质的微粒分散在另一种物质之中组成 一个分散系统。气溶胶：固体或液体微粒分散在气体介质中所构成的分 散系统。按照微粒的来源及物理性质，气溶胶可细分为 灰尘、烟、雾、烟雾 粉尘,1.1 工业有害物的来源,一、粉尘的来源：通风中的粉尘概念
2、：指能够是浮在空气中的固体微粒。1.粉尘来源的几个主要方面：固体物料的机械粉碎研磨 粉末物料的混合、筛分、包装及运输过程物质的燃烧过程 固体表面加工过程物质加热产生的蒸汽在空气中凝结或被氧化的过程,1.1 工业有害物的来源,包括所有固态分散性微粒。粒径上限约为200m。降尘：粒径在10m以上的较大的微粒沉降速度快，经过一定时间后会沉降到地面或其他物体上，称为“降尘”或“落尘”。灰尘（dust）灰尘弥漫下的兰州 浮尘：粒径在10m以下的会悬浮在空气中称为“浮尘”或“飘尘”。大气中浮游数量最多的微粒粒径为0.110m。,飘尘对人体的危害极为严重。包括所有凝聚性固态微粒以及液态粒子和固态粒子因凝聚作
3、用而生成的微粒。通常是高温下生成的产物，粒径范围：约为0.01一1m。,石嘴山河滨工业园区的高耗能企业，浓黄色的毒烟从炼焦炉里滚滚冒出，随着西风向东飘散,1.1 工业有害物的来源,雾（mist)包括所有液态分散性微粒的液态凝聚性微粒。雾是液体受机械力的作用分裂或蒸气在凝结核上凝结而成的。如化工生产过程中产生的酸、碱雾，镀铬过程产生的铬雾、喷漆过程飞溅的漆雾以及油雾等。粒径在0.110m之间,2003年9月23日，遵义城区大部地区被酸雾笼罩，以屡禁不止的燃煤炉具产生的二氧化硫为主。,1.1 工业有害物的来源,烟雾(smog)烟雾原指大气中形成的自然雾与人为排出的烟气（煤粉尘、二氧化硫等）的混合体
4、，如伦敦烟雾（煤烟型污染）。光化学烟雾，是工厂和汽车排烟中的氮氧化物和碳氢化物经太阳紫外线照射而生成的二次污染物，是一种浅蓝色的有毒的烟雾，亦称洛杉矶烟雾（近代燃油型污染）。,英国伦敦烟雾事件,洛杉矶烟雾,1.1 工业有害物的来源,二、气体 在常温、常压下，在空气中呈现气态的物质。如煤气、氨气、氯气、一氧化碳等等。三、蒸汽 固体直接升华或液体蒸发所形成的气态物质。如溶剂蒸发的蒸汽、磷蒸汽、汞蒸汽等等。四、热 在生产过程中散发的热，包括对流热、辐射热，它们直接影响工作区的空气温度，并对人体产生热辐射的作用。,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,有害物侵入人体的途径 据统计大约有95%的工业中毒都是
5、通过呼吸道入侵所致。有些有害物质，能够通过皮肤和粘膜侵入人体。有害物质单纯从消化道侵入而吸收者为数不多。,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,有害物的尘化和传播：使有害物从静止状态变成悬浮于空气中，并传播到空气中的作用。一般来说，有害物的传播机理有下面几种。1.扩散作用 2.外部机械力作用 3.空气流动输运作用,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,一、尘化作用 1）、一次尘化 把尘料由静止状态变为空 气中浮游的尘化作用 2)、二次尘化 由于通风或冷热空气对流 所形成的室内气流 一次尘化只能造成局部地点的空气污染（因为尘粒没有空气的带动是无法运动的）造成污染气流在室内的进一步扩散的原因是二次气流的带
6、动）。因此只要对室内气流进行有效的控制，才以定制粉尘在室内的扩散传播。,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,剪切气流造成的尘化 诱导气流,车辆,平板,粉尘颗粒,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,综合气流造成的尘化,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,计算表明，直径为l0m的粉尘以初速lO ms作水平运动，仅仅经过0.01s其速度几乎降为O，很快失去进一步传播的能量，在此过程中仅仅运动了8mm远。可见，细小的粉尘本身并没有独立运动能力，一次气流给予粉尘的能量是不足以使粉尘扩散飞扬的，它只造成局部地点的空气污染。造成粉尘进一步扩散污染室内空气环境的主要原因是二次气流，即由于通风或冷热气流对流所形威室内
7、气流。,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,二、工业有害物对人体危害是多种多样的，其危害程度受多种因素的影响对人体危害程度的影响因素 1.粉尘的粒径 2.有害物的成分及物理、化学性质 3.有害物的浓度 4.有害物对人体作用的时间 5.劳动场所的气象条件 6.人的劳动强度及个体方面的因素,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,从职业病危害说起,工伤事故和职业病不容忽视！,全球工伤事故和职业病每年掠走200万人生命。,造成的经济损失约占全球国民生产总值的,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,我国职业病危害 我国的职业病有10大类150种：尘肺；职业性放射性疾病；职业中毒；物理因素所致职业病；生物因素所致职
8、业病；职业性皮肤病；职业性眼病；职业性耳鼻喉口腔疾病；职业性肿瘤；其他职业病,武汉发生有机磷中毒事件19人被毒倒,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,职业病分布在30多个行业，以煤炭、冶金、建材、有色金属、机械、化工行业等最为严重。仅尘肺病55万，年增1.52万。估计职业病及疑职业病100万。19992000年间，我国共报告职业病新病例总数为167587例，年均增加新职业病人数为15235例。急性职业中毒：1999比1998增加15.13，中毒人数增加47，死亡人数增加67；2000与1999相比，死亡率增加8左右。“慢性正己烷中毒”,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,工业有害物对人体的直接危害
9、（1）引起尘肺病 有些非金属粉尘如硅、石棉、碳黑等，由于吸入人体后不能排除，将变成矽肺、石棉肺或尘肺。例如含有游离二氧化硅成分的粉尘，在肺泡内沉积会引起纤维性病变，使肺组织硬化而失去呼吸功能，发生“矽（硅）肺”病。,中国百万矿工生命遭“尘肺病”威胁,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,（2）引起中毒甚至死亡 有些毒性强的金属粉尘（铬、锰、镉、铅、镍等）进入人体后，会引起中毒以致死亡。例如铅使人贫血，损伤大脑；锰、镉损坏人的神经、肾脏；镍可以致癌；铬会引起鼻中隔溃疡和穿孔，以及肺癌发病率增加。,惠州超霸电池厂镉中毒 事件,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,三.有害气体和蒸气的危害 根据气体（蒸汽）
10、类有害物对人体危害性质，大致可分为麻醉性、窒息性、刺激性、腐蚀性等四类。下面列举几种常见的气体（蒸汽）对人体的危害。(1)汞蒸汽（Hg）(6)二氧化硫（SO2）(2)铅（Pb）(7)硫化氢（H2S）(3)苯（C6H6）(8)氮氧化物（NOx）(4)二氧化碳（CO2）(9)甲烷（CH4）(5)一氧化碳（CO)(10)甲醛（HCHO）,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,(1)汞蒸汽（Hg）剧毒物质，即使在常温或0以下汞也会大量的蒸发，通过呼吸道或胃肠道进入人体后便发生中毒反应。急性汞中毒主要表现在消化器官和肾脏，慢性中毒则表现在神经系统，产生易怒、头痛、记忆力减退等症状或造成营养不良、贫血和体重减
11、轻等症状。职业中毒以慢性中毒较多。,甘肃白银公司西北铅锌冶炼厂硫酸车间作业的名白银公司动力厂职工和名在附近干活的民工，先后出现身体发热、头晕、头痛等症状，后被确诊为急性汞中毒。,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,(2)铅（Pb）铅及其化合物通过呼吸道进入人体后，再由血液输送到脑、骨髓、及骨髓各个器官，损害骨髓造血系统引起贫血。铅对神经系统也将造成损害，引起末梢神经炎，出现运动和感觉异常。儿童经常吸入或摄入的浓度的铅，会影响儿童智力发育和产生行为异常。,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,(3)苯（C6H6）苯进入人体的途径是呼吸道或从皮肤表面渗入。急性苯中毒：主要表现为中枢神经系统的麻醉作用，轻
12、者表现为兴奋、欣快感，步态不稳，以及头晕、头痛、恶心、呕吐等，重者可出现意识模糊，由浅昏迷进入深昏迷或出现抽搐，甚至导致呼吸、心跳停止。慢性苯中毒：主要是对神经系统、造血系统的损害，表现为头痛、头昏、失眠，白血球持续减少、血小板减少而出现出血倾向。苯中毒引起再生障碍性贫血，成职业病杀手,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,(4)二氧化碳（CO2）当肺泡中CO2增多时，能刺激人的呼吸神经中枢，引起呼吸频繁，呼吸量增加，所以在急救受有害气体伤害的患者时，常常首先让其吸入含有5%CO2的氧气以加强呼吸。但空气中CO2浓度过高时，又会相对地减少氧的浓度，并使人窒息。,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,(
13、5)一氧化碳（CO）CO多数属于工业炉、内燃机等设备不完全燃烧时的产物，或来自煤气设备的渗漏。CO是一种对血液、神经有害的毒物。由呼吸道吸入的CO容易与血红蛋白相结合生成碳氧血红蛋白，CO与血红蛋白的结合力比氧与血红蛋白的结合力大200300倍，碳氧血红蛋白的存在影响氧和血红蛋白的解离，阻碍了氧的释放，导致低氧削症，引起组织缺氧。中枢神经系统对缺氧最敏感。缺氧引起水肿、颅内压增高，同时造成脑血液循环障碍，部分重症CO中毒患者，在昏迷苏醒后，经过2天至2个月的假愈期，出现一系列神经精神障碍等迟发性脑病。,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,(6)二氧化硫（SO2）SO2主要来自含硫矿物氧化、燃烧、
14、金属矿物的焙烧、毛和丝的漂白、化学纸浆和制酸等生产过程，含硫矿层也会涌出SO2。SO2是无色、强刺激性的一种活性毒物，它对人的眼、呼吸器官有强烈的刺激作用，使鼻、咽喉和支气管发炎。,图解二氧化硫中毒,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,(7)硫化氢（H2S）H2S对人体全身的致毒作用在于它和氧化型细胞血素酶的三价铁结合，使酶失去活性，影响细胞氧化，造成人体组织缺氧。空气中H2S浓度过高（900mg/m3以上）可直接抑制呼吸中枢，引起窒息而迅速死亡。急性中毒后遗症是头痛与智力下降，慢性中毒症状是眼球酸痛，有灼伤感，肿胀畏光，并引起气管炎和头痛。,造纸厂淤泥硫化氢中毒(组图),1.2粉尘、有害气体及
15、蒸汽的危害,(8)氮氧化物（NOx）氮氧化物主要指NO和NO2，来源于燃料的燃烧及化工、电镀等生产过程。NO2呈棕红色，对呼吸器官有强烈刺激，常导致各种职业病，比如由高浓度NO2中毒引起急性肺气肿，以及由慢性中毒引起的慢性支气管炎和肺水肿。NO对人体的生理影响还不十分清楚，它与血红蛋白的亲和力比CO还要大几百倍。如果动物与高浓度的NO相接触，可出现中枢神经病变。,被污染的环境,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,(9)甲烷（CH4）甲烷无毒，但当浓度较高时，会引起窒息。不助燃，但在空气中具有一定浓度并遇到高温（650750）能引起爆炸，煤矿中经常发生的瓦斯爆炸事故，其爆炸气体中的主要成分就是甲烷
16、。,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,(10)甲醛（HCHO）甲醛又称蚁酸，是无色有强烈刺激性气味的气体略重于空气。几乎所有的人造板材、某些装饰布、装饰纸、涂料和许多新家具都可以释放出甲醛，因此它和苯是现代房屋装修中经常出现的有害气体。甲醛浓度高的居室中有明显的刺激性气味，可导致流泪、头晕、头痛、乏力、视物模糊等症状，检查可见结膜、咽部明显充血，部分患者听诊呼吸音粗糙或有干性罗音。较重者可持续咳嗽、声音嘶哑、胸痛、呼吸困难等病状。,四、高温与热辐射对人体的影响 人体散热的几种方式 1、对流散热 2、辐射散热 3、汗液蒸发 4、呼吸排泄人体与周围环境之间的热交换,对流,辐射,蒸发,1.2粉尘、有
17、害气体及蒸汽的危害,五：粉尘、有害气体及蒸汽对生产的影响（1）粉尘对生产的影响 降低产品质量和机器工作精度。粉尘还会降低光照度和能见度，影响室内作业的视野。一定条件下会发生爆炸，造成人员伤亡和经济损失。（2）有害气体和蒸汽对生产的影响 腐蚀材料、缩短设备使用寿命等(3)粉尘、有害气体和蒸汽对农作物的危害 酸雨。粉尘沉积影响植物的健康和生长。,1.2粉尘、有害气体及蒸汽的危害,六、工业有害物对大气环境的影响（1）全球气候变暖,气候变暖了？,看来咱北极居民,也要准备装空调了！,1.3有害物浓度、卫生标准、排放标准,一、有害物浓度 1、概念 每立方米空气中有害物量的多少 2、表示方法 质量浓度 Y=
18、M/V mg/m3 体积浓度 C=v/V ml/m3 3、两者的换算 二、卫生标准 GBJ1-62 TJ36-79 居住区及生产车间有害物最高允许浓度见附录1-1、附录1-2三、排放标准 GBJ4-73 GB3095-82 GB4195-85 等,1.4 防治有害物的综合措施,一、改进工艺设备和生产操作方法二、采用通风措施控制有害物三、合理布置产尘、产毒工艺设备四、个人防护措施五、建立严格的检查管理制度,1.4 防治有害物的综合措施,防治有害物的通风方法 1.自然通风 优点：不需要专设动力装置，经济。缺点：室外空气无法预先进行处理；从室内排出的空气，无法进行净化处理；换气量一般要受室外气象条件
19、的影响，通风效果不稳定。2.机械通风 按通风系统作用范围，可分为局部通风（包括局部排风和局部送风）和全面通风。,1.4 防治有害物的综合措施,防治有害物的综合措施概括 1.源头：工艺方法,设备,布置及操作方法合理化;2.路径：采用通风净化除尘措施;3.终端：加强管理;采用个体防护等。,情境一 简单建筑防排烟设计,任务单元二 通风方式,主要教学内容：2.1 通风方式2.2 防火防烟分区划分原则2.3 控制烟气的方法2.4 机械排烟及加压送风设计要求2.5 事故通风和地下车库的头发排烟,2.1 通风方式,按通风系统的动力不同，通风方式可分为自然通风和机械通风。一、自然通风：自然通风是依靠室外风力造
20、成的风压和室内外空气温度差所造成的热压来实现换气的通风方式。图21为利用热压进行的自然通风简图 图22为利用风压进行的自然通风,2.1 通风方式,二、机械通风。图23是利用排风管道均匀排风，图24是从几个局部地点将有害气体排走。机械通风的例子很多。利用安装在墙、窗上的轴流风机排风是最简单的一种机械通风。图25是除尘系统，除尘系统也可以用来回收粉料。图26为机械进风系统，室外空气在风机的作用下经百叶窗进入进气室。在进气室中经过滤器过滤、加热器加热后，通过风管送入通风房间。,2.1 通风方式,自然通风可分为 1、有组织自然通风 2、无组织自然通风 有组织自然通风是利用侧窗和天窗控制，调节进、排气；
21、有组织自然通风对热车间，特别是冶金、轧钢、铸、锻造等车间是一种经济有效的通风方式。目前采用的较为广泛。无组织自然通风是靠门窗及缝隙进行空气交换的。,机械通风,按通风的动力分为,按通风系统作用范围分为,局部通风,全面通风,事故通风,自然通风,机械通风,2.1 通风方式,通风方式,2.1 通风方式,局部通风,局部排风：在集中产生有害物的局部地点,设置捕集装置,将有害物排走,以控制有害物向室内扩散。这是防毒、排尘最有效的通风方法。局部送风：向局部工作地点送风,使局部地带造成良好的空气环境，主要用于局部降温。分散式 借助轴流风扇或喷雾风扇,直接将室内空气吹向作业地带进行循环通风。系统式 通风系统将室外
22、空气送至工作地点。,2.1 通风方式,局部排风系统的组成,2.1 通风方式,分散式局部送风系统喷雾风扇送风,系统式局部送风系统的组成,2.1 通风方式,全面通风,全面通风：对房间进行通风换气,以稀释室内有害物,消除余热,余温,使之符合卫生标准要求。动力：可以是自然风压或热压,也可以是风机风压。分类：全面排风 全面送风 全面排风送风 全面送风、局部排风,2.2 防火防烟分区划分原则,一、概念 1.建筑物防火排烟的概念,建筑物防排烟的目的是在火灾发生时防止烟气侵入作为疏散道路的走廊、楼梯间前室、楼梯间，保护建筑室内人员从有害的烟气中安全疏散。为了达到防排烟的目的，在建筑中必须设置周密而可靠的防排烟
23、系统和设施。,2.2 防火防烟分区划分原则,2.烟气流动的原因：烟气由于燃烧而产生热膨胀和浮力产生流动 因风力而使烟气扩散3.烟气流动特性,在走廊流动过程中烟气的下降状态,烟气在走廊流动中的下降,2.2 防火防烟分区划分原则,烟气流动,2.2 防火防烟分区划分原则,烟气在多层建筑物中流动,2.2 防火防烟分区划分原则,二、防火和防烟分区 建筑物分类,2、防火分区 高层民用建筑内应设防火墙划分防火分区，防火区的最大建筑面积（平方米）为建筑物内上下连通的空间应作为一个防火分区。,2.2 防火防烟分区划分原则,3.防烟分区 对建筑物进行防火分区，分区内应陔设置防火墙、防火门、防火卷帘等设施在建筑设计
24、中，通常规定楼梯间，通风竖井、风道空问、电梯、自动扶梯升降通路等形成竖井的部分要作为防火分区。而防烟分区则是对防火分区的细分化，防烟分区内不能防止火灾的扩大。它仅能有效地控制火灾产生的烟气流动，首先要在有发生火灾危险的房间和用作疏散通路的走廊间加设防烟隔断，在楼梯间设置前室，并设自动关闭门，作为防火、防烟的分界。此外还应注意竖井分区，如百货公司的中央自动扶梯处是一个大开口，应设置用烟感器控制的隔烟防火卷帘。防烟划区可按如下规定：1)、应该排烟的部分其面积在500m2以内者可用防烟壁作分区。该防烟垂壁(垂壁高约50cm)当火灾时由人工放下；2）、在各防烟划区内分别设置一个排烟口(排烟口有手动开启
25、装置)。排烟口到防烟区的各点应在30m以内。,防排烟设施,1 送风口（排烟口）,2 排烟防火阀与防烟防火阀,1.排烟防火阀,2.防烟防火阀,3 防烟垂壁（或称挡烟垂壁）,4 防火门,5 电动安全门,6 排烟窗,7 防火卷帘门,1 送风口（排烟口）,多叶排烟口（送风口）外形示意图及电源图(图7-20),排烟口安装示意图(图7-21),防烟防火阀、防烟防火调节阀、排烟防火阀、防火调节阀、排烟阀、防烟阀等。1.排烟防火阀(1)构造(2)工作原理(3)适用场所及作用,2 排烟防火阀与防烟防火阀,图7-22 排烟防火阀,图7-23 排烟防火阀,2.防烟防火阀(1)构造(2)工作原理(3)适用场所及作用,
26、图7-24 防烟防火阀外形示意图,图7-25 矩形防烟防火阀构造,图7-26 圆形防烟防火阀构造,3 防烟垂壁（或称挡烟垂壁）(1)构造(2)工作原理(3)适用场所及作用,4 防火门(1)防火门的构造及原理 防火门由防火门锁、手动及自动环节组成，如图7-28所示。,(2)电动防火门的控制要求 防火门设置实例如图所示。,防火门设置,防爆超压自动排风系统,设简易洗消间和自动排气阀门的排风系统,洗消间的排风系统,2.2 防火防烟分区划分原则,清洁通风与滤毒通风合用系统,平时与战时合用通风系统,2.2 防火防烟分区划分原则,三.防火、防排烟设备及部件（1）阀、口 防火类：防火阀（70度关）；防烟防火阀
27、（烟感、70度关）通风空调系统风管 防烟类：加压送风口（280度关）加压送风系统 排烟类：排烟阀（排烟口处）；排烟防火阀（风机人口处，280度关）；排烟口（280度关）排烟系统（2）风机 普通钢制离心风机：T4-72 防火排烟专用风机：HTF消防高温排烟风机；PA轴流排烟风机；PW排烟屋顶风机,2.2 防火防烟分区划分原则,四、防烟、排烟方式(一)机械加压方式 这种方式是采用机械送风系统向需要保护的地点(如疏散楼梯间及其封闭前室，消防电梯前室、走道或非火灾层等)输送大量新鲜空气，如有烟气和回风系统时则应关闭掉，从而形成正压区域，使烟气不能侵入其间，并在非正压区内将烟气排出。(二)机械减压方式
28、这种方式是在各排烟区段内设置机械排烟装置，起火后关闭各区相应的开口部分，并开动排烟风机，将四处蔓延的烟气通过排烟系统排向建筑物外。当疏散楼梯间，前室等部位以此法排烟时，其墙、门等构件应有密封措施，以防因负压而通过缝隙继续引入烟气。,2.2 防火防烟分区划分原则,(三)自然排烟 以自然排烟竖井或开口部分、向上或向室外排烟。如靠外墙的防烟楼梯间前室、消防楼梯间前室和合用前室，外墙上部设排烟窗(面积2平方)。,2.2 防火防烟分区划分原则,2.2 防火防烟分区划分原则,(四)把空调系统在火灾时改变为排烟系统,利用通风和空气调节系统代替排烟系统(a)(回风口作为排烟口)正常运转时的阀门：开a1a4、e
29、、b、f；闭c、d 排烟时的阀门：开a1、a2、c、d；闭a3、a4、e、b、f(b)(送风口作为排烟口)正常运行时的阀门：开a1a4、e、b、f；闭c、d 排烟时的阀门：开a1、a2、c、d；闭a3、a4、e、b、f,2.2 防火防烟分区划分原则,空调方式 火灾时风道成为烟气扩散通路的情况经常发生，由于空调风道直接连接于房间与房间之间，所以传播烟气的危险性甚大。另外，风道的断面积比电气或给排水配管大，这点也是容易引起烟气传播的因素。从防灾观点看，最好不用风道，即不以空气为热媒，而是以水作为带热介质的空调方 式。但是，空调方式的选择，除考虑防灾之外，还要注意经济性，耐久性以及维修管理等因素。目
30、前，还没有就空调方式与防灾性能及经济性之间的关系作出定量的评价。例如，采用上面述及的分区(层)空调方式时，一台空调机组负担一个楼面，防灾性能是理想的，然而造价偏高。根据分析，一般认为在高层建筑中一个空调系统负担四层到六层时，投资比较经济，而防灾性能尚好。,2.3 控制烟气的方法,常见控制烟气的方法有以下几种：1、划分防烟分区 是当发生火灾时，将有毒的烟气控制在一定范围内并采用排烟设施将其排除。同时，根据防烟分区建筑面积的大小来进行排烟设计计算，选择相应的排烟设施，进而控制防排烟设施的投资成本。,2.3 控制烟气的方法,2、加压送风防烟 加压防烟是用风机把一定量的室外空气送入一房间或通道内，使室
31、内保持一定压力或门洞处有一定流速，以避免烟气侵入。图28是加压防烟两种情况，由上述两种情况分析可以看到，为了阻止烟气流入被加压的房间，必须做到：门开启时，门洞有一定向外的风速；门关闭时，房间内有一定正压值。这也是设计加压送风系统的两条原则。加压送风是有效的防烟措施。,2.3 控制烟气的方法,3、疏导排烟 利用自然或机械作为动力，将烟气排至室外称之为排烟。排烟的目的是排除着火区的烟气和热量，不使烟气流向非着火区，以利于人员疏散和进行扑救。（1）自然排烟：利用烟气产生的浮力和热压进行排烟、通常利用可开启的窗户来实现。简单经济，但排烟效果不稳定，受着火点位置、烟气温度、开启窗户的大小、风力、风向等诸
32、多因素的影响。（2）机械排烟：利用风机的负压排出烟气，排烟效果好，稳定可靠。需设置专用的排烟口、排烟管道和排烟风机，且需专用电源，投资较大。高层建筑的防排烟方式参见表21。,2.3 控制烟气的方法,高层建筑的防烟、排烟方式、表21,2.4 机械排烟和加压送风的设计要求,一、高层建筑的机械排烟 机械排烟就是使用排烟风机进行强制排烟，以确保疏散时间和疏散通道安全的排烟方式。一般在排烟部位不满足自然排烟条件时采用机械排烟。采用机械排烟系统有工作可靠、排烟效果好等优点，在高层建筑中被广泛采用。机械排烟一般分为集中排烟和局部排烟两种方式。集中排烟是将建筑物划分为若干个区域，在每个区域内设置排烟风机，再通
33、过排烟风道将各房间内的烟气排出，局部排烟是在每个房间内设置排烟风机进行排烟，主要适用于不能设置竖风道的空间或旧的建筑物。总之，对于重要的疏散通道必须排烟，以便在火灾发生时延长疏散,2.4 机械排烟和加压送风的设计要求,2、机械排烟量的计算 1）走道和房间的排烟量 每个机械排烟系统的排烟量与所负担的防烟分区数量有关。负担一个防烟分区排烟、或净空高度大于6m的不划分防烟分区的房间排烟时，排烟量按每平方米不小于60m3/h计算，且单台排烟风机的排烟量不应小于7200m3/h。担负两个或两个以上防烟分区的排烟时，应按最大一个防烟分区面积每平方米不小于120m3/h计算排烟量。2）中庭的排烟量 中庭是指
34、与两层或两层以上的楼层相通且顶部是封闭的筒体空间。我国高层民用建筑设计防火规范（GB5004595）中规定一类建筑或建筑高度超过32m的二类建筑中高度超过12m的中庭应设机械排烟。中庭的机械排烟量根据中庭容积的换气次数确定，按表22选取。,2.4 机械排烟和加压送风的设计要求,机械排烟量,高层建筑的防烟、排烟方式 表21,中庭的机械排烟量 表22,2.4 机械排烟和加压送风的设计要求,3、机械排烟系统划分与布置 机械排烟系统的划分与布置应遵守可靠性和经济的原则，考虑最佳排烟效果的要求。系统过大，则排烟口多、管路长、漏风量大、远端排烟效果差，管路布置可能出现困难，但设备少，总投资可能少一些；如系
35、统小，则排烟口少、排烟效果好，可靠性强，但设备多，分散，投资高，维护管理不便。因此应仔细考虑论证后确定排烟系统的方案。前室或合用前室通常在各层的同一位置，所以常采用竖向布置，排烟口设在各层前室邻近走道的顶部，排烟风机设于屋顶或顶层。排风口为常闭状态，火警时电信号开启，当排烟温度达到280时自动关闭。内走道通常也在各层的同一位置，因此也常采用竖向布置，但如走道太长而每个排烟口的作用距离不超过30m，需设2个以上排烟口时，可以用水平支管连接，如走道内无法安装水平支管，则采用两个垂直系统。在风机入口设排烟防火阀（常闭状态）以防平时室外空气侵入系统,2.4 机械排烟和加压送风的设计要求,二、高层建筑的
36、加压送风防烟 机械防烟是利用风机造成的气流和压力差来控制烟气流动方向的防烟措施。机械加压送风是利用送风机向防烟区送入一定量的室外新鲜空气，使之具有一定的正压，在楼梯间、前室或合用前室和走道中形成一定压力差，防止烟气侵入疏散通道，使空气流动方向从楼梯间流向前室，由前室流向走道，再由走道向室外或先流入房间再流向室外。气流流向与人流疏散方向相反、增加了疏散、援救与扑救的机会。优点：机械加压防烟技术具有系统简单、可靠性高、建筑设备投资比机械排烟系统少等优点，近年来在高层建筑的防烟设计中得到了广泛的应用。根据高层民用建筑设计防火规范规定：高层建筑的下列部位设置独立的机械加压防烟设施：不具备自然排烟条件的
37、防烟楼梯间、消防电梯前室或合用前室；采用自然排烟措施的防烟楼梯间，而不具备自然排烟条件的前室；封闭避难层（间）。,2.4 机械排烟和加压送风的设计要求,1、设置机械排烟设施的部位 根据高层民用建筑设计防火规范的规定，一类高层建筑，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：（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。（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。（3）不具备自然排烟条件或净空高度超过2m的中庭。（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
38、过50m2，且经常有人停留或可燃物较多的地下室。,2.4 机械排烟和加压送风的设计要求,2、加压送风量的确定（1）压差法：即当疏散通道门关闭时，加压部位保持一定的正压值所需送风量。Ly=0.287FP1/N1.253600 式中 Ly正压送风量（m3/h）；0.287计算常数（漏风率系数）；F门、窗缝隙的计算漏风总面积（m2）；P门、窗两侧的压差值（Pa），对于防烟楼梯间取4550 Pa，对于前室、消防电梯前室、合用前室取2530 Pa；N指数，对于门缝及较大漏风面积取2，对窗缝取1.6；1.25不严密处附加系数；（2）风速法：开启着火层疏散门时需要相对保持门洞处一定风速所需送风量。Ly=nF
39、v3600 式中 F每个门的开启面积（m2）；v开启门洞处的平均风速（m/s），取0.61.0 m/s;a背压系数，根据加压间密封程度，在0.61.0范围内取值；b漏风附加率，取0.1.;n同时开启门的计算数量。当建筑物的层数在20层以下时取2当建筑物为20层及其以上时取3。按以上压差法和风速法分别计算出风量，取其中大值作为系统计算加压送风量。,1 加压送风系统压力的确定,加压送风量的计算通常采用压差法或流速法。压差法 压差法是当防烟楼梯间及前室等疏散通道门关闭时，按保持疏散通道合理的正压值来确定加压送风量：,2 加压送风量的确定,风速法是按开启失火层疏散门时应保持该门洞处一定的风速来计算加压
40、送风量：,2.风速法,(1)防烟楼梯间为40-50Pa(2)（合用)前室、消防电梯间前室、封闭避难层（间）为25-30Pa,加压送风防烟系统设计,防烟楼梯间的加压送风口每隔23层设一个，风口应采用自垂式百叶风口或常开百叶式风口；当采用后者时，加压风机的压出管上应设置止回阀。前室的送风口应每层设置。,3 加压送风口的设置,机械加压送风系统因不是常开，对噪声影响可不予考虑，故允许比一般通风的风速稍大些。对于金属风道，风速不大于20m/s，一般控制在14m/s左右；对于内表面光滑的混凝土等非金属材料风道，风速不大于15m/s，一般建筑风道风速控制在12m/s左右。加压送风口的风速不宜大于7m/s。,
41、4 加压送风系统的风速,5 防烟加压送风的设计注意事项,2.4 机械排烟和加压送风的设计要求,5、加压送风量控制标准：高层建筑防烟楼梯间及其前室、合用前室和消防电梯间前室的机械加压送风量应由计算确定，或按表23的规定确定。当计算值和本表不一致时，按两者中较大值确定。,加压送风量（m3/s）表23,2.4 机械排烟和加压送风的设计要求,加压送风系统设计要点（1）加压送风系统的全压，除计算系统风道压力损失外，尚有下列余压值：防烟楼梯间为50Pa，前室或合用前室、封闭避难层为25 Pa。（2）防烟楼梯间的加压送风口宜每隔23层设计一个，风口宜采用自垂百叶或常开式百叶风口；采用常开百叶式风口时，应在加
42、压风机的压出管上设置止回阀，以防平时空气自然对流。(3)前室的送风口应在每层设置，且为常开风口，每个风口的有效面积按系统总风量的1/3确定。在加压风机的压出管上设置止回阀。(4)对于超高层建筑，由于热压过大，一个加压系统很难使楼梯井压力均匀，其送风系统及送风量应分段设计，在两区之间设密闭门，隔断“烟囱效应”。（5）剪刀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。（6）机械加压送风的防烟楼梯间及合用前室，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。,2.4 机械排烟和加压送风的设计要求,（7）加压送风道宜采用金属风道，风
43、速不应大于20 m/s。当采用内表面光滑的非金属风道时，风速不应大于15 m/s，漏风量应小于10%左右。（8）加压送风机可采用轴流风机或中、低压离心风机，风机位置应有利于风量分配均衡，新风入口不受火、烟等因素威胁。（9）房间和走道的排烟系统与防烟楼梯间，消防电梯前室以及合用前室的排烟系统应分开设置。(10)每个排烟系统，排烟口的数量，不宜多于30个。排烟口、排烟阀门、排烟风道等与烟气接触的部件，必须采用非燃材料制作，并与可燃物保持不小于150mm的距离。(11)机械排烟系统与通风和空气调节系统，一般应分开设置，当有条件利用通风和空气调节系统进行排烟时，则也可以结合利用，但是必须采取相应的安全
44、措施。,2.5 事故通风和地下车库防排烟,一、事故通风 对于有可能突然从设备或管道中逸出大量有害气体或燃烧爆炸性气体的房间,应设事故排风系统,以便发生逸出事故时由事故排风系统和经常使用排风系统共同排风,尽快把有害物排到室外。事故通风系统的风机开关应设于便开启的地点,排除有爆炸危害气体时,应考虑风机防爆问题。事故通风的换气次数根据车间高度和有害气体的最高容许浓度大小来确定：最高容许浓度5mg/m3时,车间高度6m者换气8次/时,车间高度6m者,换气5次/时。最高容许浓度5mg/m3时,上述换气次数应乘以1.5。,2.5 事故通风和地下车库防排烟,二、地下车库通风排烟问题 近年来，我国城市汽车数量
45、迅猛增加，地下车库的设计项目也迅速增多。地下车库的通风和排烟问题，尤其是二者兼用等问题也受到人们的普遍关注。（1）防烟分区划分 通常对于一、二级耐火等级的建筑，最大允许防火分区面积为2000m2（见汽车库、修车库、停车厂设计防火规范），如库内设有自动灭火时，面积还可增加一倍。这样将使防烟分区面积大幅度增加。由于防烟分区不能跨越防火分区，所以防烟分区最大建筑面积亦可达到2000m2，见（汽车库、修车库、停车厂设计防火规范第8.2.2条），防烟分区面积的增大自然减少了车库内排烟系统的数量，例如面积为2000m2的车库，只设一个排烟系统即可。,2.5 事故通风和地下车库防排烟,第一种是按稀释有害物至
46、满足卫生要求的允许浓度来确定。第二种是按房间通风换气次数来确定排风量。适用于地下室烟气排放无计算资料可查。（2）排风量与排烟量的确定 实际工作中，设计人员按多年的做法一般也都按换气次数估算而不按稀释浓度计算。事实根据 第一，地下车库可燃物较少，一旦发生火灾时，发烟量不大；第二，人员较少，基本无人停留；第三，从车库火灾的实际情况看，6次/h换气的排烟量基本满足人员疏散和火灾扑救的需要；第四，这一数据与美国消防法6次/h换气排烟量的规定相同（见新库规第8.2.4条的条文说明）。因此，地下车库最小排风量与最小排烟量就取得了完全一致。这给简化系统、简化设计、方便运行控制等各方面带来的好处是显而易见的,
47、2.5 事故通风和地下车库防排烟,3）排烟口与排风口的确定 由于烟气密度比常温空气密度小，所以排烟口布置在车库上方较合适。将风口布置在车库上部，则系统既能满足火灾时的排烟要求，也能满足日常排风的要求。（4）送风系统 从防火角度看，设置了机械排烟系统的地下车库，应同时设置进风系统，且送风量不宜小于排烟量的50%。另一方面，从稀释有害物的角度看，排风量不小于6次/h换气次数时，送风量不小于5次/h换气次数，这一送风量既可以满足需要，又不至于使车库内负压过大。所以对于合二而一的机械排烟排风系统，在其排风量取为6次/h换气次数的情况下，相应的机械进风系统的送风量按5次/h换气确定。,2.5 事故通风和
48、地下车库防排烟,三、地下车库排风机的选用 地下车库机械通风换气量受多种因素影响，在每天的使用过程中存在着高峰使用时间和非高峰使用时间，因而机械通风换气量也应随之变化。也就是说，在高峰使用时间增大机械通风换气量。要满足以上使用要求，可采用有双速风机来实现风量的调节。（双速风机是在考虑车库排烟需要的基础上开发的产品）在设计选用双速风机时，一般采用换气次数法计算通风换气量，通常取n=6次/h，另一方面，按现行规范，在地下汽车库面积超过2000m2时，设置机械排烟系统，机械排烟量按换气次数法不小于n=6次/h 计算确定。1、可节约风机设备和运行能耗设备；2、可减小风管尺寸，既可节约材料和安装费用，又可
49、使地下汽车库顶棚下其他专业的管线、探头和喷头更便于设置；3、可使风机经常处于运行状态，既可保证地下汽车库内空气处于良好状态，又可避免汽车库内可燃挥发性气体浓度升高而引发火灾；4、可降低设备的运行噪声；5、可减小通风机房面积。不利的方面是高速排风和排烟之间控制关系需要协调，而由此给电路控制带来一定的复杂性。,情境一 简单建筑防排烟设计,任务单元三 全面通风,主要教学内容：3.1 有害物散发量计算 3.2 全面通风量的计算 3.3 全面通风的空气平衡和热平衡 3.4 全面通风的气流组织 3.5 置换通风,全面通风也称稀释通风，它主要是对整个车间或房间进行通风换气，将新鲜的空气送入室内以改变室内的温
50、、湿度和稀释有害物的浓度，并不断的把污浊空气排出室外，使室内空气中有害物浓度符合卫生标准的要求。当车间内不能采用局部排风或局部排风不能达到要求时，应采用全面通风。要使全面通风达到良好的通风效果，不仅需要有足够的通风量，而且还要对气流进行合理的组织。,3.1 有害物散发量计算,一、生产设备散热量的计算 1、加热炉的散热量 计算工业锅炉散热量常用的两种方法：（1）根据炉子热平衡数据来确定其散热量，这是最简单的一种方法。一般来讲，可以从工艺方面获得资料。（2）计算法（包括公式及线算图）1）、炉壁散热量 炉壁散热包括对流散热和辐射散热两部分，可按传热学的基本公式计算。每平方米炉壁的对流散热量为 qd=
