空调风系统：

沿程阻力：由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的阻力称为摩擦阻力或沿程阻力，克服摩擦阻力而引起的能量损失称为沿程损失。

两个概念：

风道的水力半径：Rs=F/P

F—管道中充满流体部分的横断面积，m2；

P—湿周，在通风系统中即为风管周长，m。

比摩阻：单位长度的摩擦阻力。

圆形风管的沿程损失：

对于圆形风管：Rs=F/P=D/4

则其沿程损失和比摩阻分别为：

附录T为风管单位长度沿程损失线算图,附录U-1为圆形风管计算表。知道风量、管径、比摩阻、流速中的任意两个参数,即可求出其余两个。

编制条件：大气压力为101.3kPa，温度为20℃,空气密度为1.2kg/m3,运动粘度为15.06×10-6m2/s,管壁粗糙度k＝0.15mm。

当实际条件与上述条件不同时，应进行修正。

(1)绝对粗糙度的修正

不同风管材料的绝对粗糙度见表9-1。

Rm´=εkRm

εk—粗糙度修正系数。εk=(kv)0.25。

v—管内空气流速，m/s。

（2）大气压力和温度的修正

2.矩形风管的沿程损失

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沿程损失。

当量直径：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。

(1)流速当量直径Dv

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矩形风管的流速当量直径。

a、b—矩形风管的长度和宽度。

（2）流量当量直径DL

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。

附录U-2列出了标准尺寸的钢板矩形风管计算表。

局部阻力：

1、定义：风道中流动的空气，当其方向和断面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漩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压力损失，简称局部损失。

2、计算：

ΔPj-局部损失，Pa；

ξ—局部阻力系数，见附录V。

3、减小局部阻力的措施

（2）弯头

总阻力损失：

总损失即为沿程损失与局部损失之和：

ΔP=ΔPm+ΔPj

ΔP—管段总损失，Pa。

风管内的压力分布

从图中可以看出：

1．在吸风口点1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。

2．在断面不变的风道中，如管段1～2、3～4、5～6、6～7和8～9，能量的损失是由摩擦阻力引起的，此时全压和静压的损失是相等的。

3．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。

4．在扩张段7～8和突扩点6，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。

5．在出风口点9处，全压得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。

6．在风机段4～5处，风机的风压即是风机入口和出口处的全压差，等于风道的总阻力损失。

风管的水力计算：

一、水力计算的任务和方法

1．水力计算的任务

(1)确定系统中各个管段的断面尺寸

(2)计算阻力损失

(3)选择风机

2．水力计算的方法

（1）假定流速法

先按技术经济要求选定风管的流速，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。

（2）压损平均法

（3）静压复得法

水力计算步骤：

1．确定通风系统方案，绘制管路系统轴测示意图。

2．在轴测图中对各管段进行编号，标注长度和风量。通常把流量和断面尺寸不变的管段划分为一个计算管段。

3．选定合理的气流速度。

4．计算最不利环路。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。

5．计算其余并联环路。对民用建筑通风系统各并联环路间的压损差不宜超过15％。若超过时可通过调整管径或采用阀门来进行调节。

6．选择风机。风量附加系数为1.1；风压附加系数为1.1～1.15。

风系统设计中的有关问题

一、系统划分

1．空气处理要求相同、室内参数要求相同的可划为同一系统。

2．对下列情况应单独设置排风系统：

（1）两种或两种以上的有害物质混合后能引起燃烧或爆炸；

（2）两种有害物质混合后能形成毒害更大或腐蚀性的混合物或化合物；

（3）两种有害物质混合后易使蒸汽凝结并积聚粉尘；

（4）放散剧毒物质的房间和设备；

（5）储存易燃易爆物质的单独房间或有防火防爆要求的单独房间。

3．如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。

二、风管的布置

1．风管上应设置必要的调节和测量装置（如阀门、压力表、温度计、风量测定孔和采样孔等）或预留安装测量装置的接口。

2．风管的布置应力求顺直，避免复杂的局部管件。

3．根据需要，风管可以采用明装和暗装，暗装不影响美观，但是投资较高。

4．与风机或振动设备连接的管道，应装设如帆布、橡胶制作的软接头。

5．风管穿墙时要采用软材料（如石棉绳）填充。

三、风管的形状和材料

1．形状

风管断面形状有圆形和矩形两种。

一般民用建筑空调系统都采用矩形风管。

2．材料

普通薄钢板和镀锌薄钢板、硬聚氯乙烯塑料板、砖、混凝土。

四、风管的保温

1．保温材料：主要有软木、聚苯乙烯泡沫塑料、超细玻璃棉、玻璃纤维保温板、聚氨酯泡沫塑料和蛭石板等。

2．保温层结构

（1）防腐层

（2）保温层

（3）防潮层

（4）保护层

空调房间的气流组织：

1.定义：气流组织就是在空调房间内合理地布置送风口和回风口，使得经过处理后的空气由送风口送入室内后，在扩散与混合的过程中，均匀地消除室内余热和余湿，从而使工作区形成比较均匀而稳定的温度、湿度、气流速度和洁净度，以满足生产工艺和人体舒适的要求。

2.影响因素：送风口和回风口的位置、型式、大小、数量；送入室内气流的温度和速度；房间的型式和大小，室内工艺设备的布置等。

一、送回风口的气流流动规律

二、送、回风口的型式及位置

1．送风口的型式：

（1）侧送风口：百叶风口、格栅送风口、条缝送风口。

（2）散流器

散流器外形有圆形、方形和矩形；

按气流扩散方向有单向的和多向的；

按气流流型可分为垂直下送和平送贴附散流器。

（3）孔板送风口

（4）喷射式送风口

（5）旋流送风口

2．回风口形式：矩形网式回风口、篦板式回风口、格栅、百叶风口、条缝口等。

3．送、回风口的位置

送、回风口的位置设置应满足以下要求：

（1）室内空气没有循环不均的现象

（2）送风气流不易形成短路

三、气流组织的形式

四、气流组织设计实例

1．宾馆客房：目前，国内客房多采用风机盘管加新风空调系统。客房内风机盘管多采用卧式暗装和立式明装两种形式。

2．办公建筑：

常采用风机盘管加新风的空调系统。

室内气流组织多采用上送上回方式。

3．体育场馆：常用的气流组织形式有上送方式、侧送方式、下送方式和分区送风。

空调系统的消声与减振：

1．噪声的概念：对于声音强度大而又嘈杂刺耳或者对某项工作来说是不需要或有妨碍的声音，统称为噪声。

2．噪声的来源：工业噪声主要有空气动力噪声、机械噪声、电磁性噪声等。

空调工程中主要的噪声源是通风机、制冷机、机械通风冷却塔等。通风机的噪声是主要部分。

3．空调系统中噪声的自然衰减

（1）噪声在风管内的自然衰减

噪声在直管中可被管材吸收一部分，也有可能透射到管外，在风口、风管转弯处和断面变形等局部阻力较大的地方，还将有一部分噪声被反射，从而引起噪声的衰减。

（2）空气进入房间内噪声的衰减

由于建筑物内壁、屋顶、家具设备等的吸声性能，声音进入房间后将再一次被衰减。

空调房间噪声的物理量度：

1．声强与声压

声强：描述声音强弱的物理量叫做声强，通常用I表示。

声压：声波传播时，由于空气受到振动而引起了疏密变化，使在原来大气压强上叠加了一个变化的压强。这个叠加的压强称声压，用P表示。

2．声强级与声压级

声强级：用符号LI表示，其单位为分贝（dB）。

声压级：用Lp表示，单位也是分贝（dB）。

3．声功率与声功率级

声功率：是用来直接表示声源发声能量的大小，它是指声源在单位时间内以声波的形式辐射出的总能量，用W表示，单位是瓦。

声功率级：声功率也可以用级来表示，这就是声功率级。

4．声波的叠加：

消声器：

1．消声器的消声原理

由于吸声材料的多孔性和松散性，能把入射在其上的声能部分地吸收掉。吸声材料多为疏松或多孔性的。

常用的吸声材料有玻璃棉、泡沫塑料、石棉绒、吸声砖、聚氨酯泡沫塑料（穿孔形）、木丝板、加气混凝土、卡普隆纤维管式等。

2．消声器的型式

（1）阻性型消声器

（2）共振型消声器

（5）其他型式消声器：1）消声弯头；2）消声静压箱

空调系统的减振：

1．减振措施：在振源和它的基础之间安装与基础隔开的弹性构件（如弹簧、橡胶减振器、软木等），使从振源传到基础上的振动得到一定程度的减弱。

1．减振措施：

（1）选择带通风机减振台座的空调风机段；

（2）空调器下设橡胶减振垫。通风机、空调器与风管采用防火软接头连接，水管与水泵、表冷器采用橡胶柔性接头连接；

（3）选用高效、低噪声水泵、风机，并使水泵、风机在最高效率点附近运行，风管、水管穿墙和楼板处间隙用非燃软行材料填充；

（4）尽可能控制风管、风口风速，以满足房间噪声标准；

（5）在局部送、回风管路上设置消声器、消声弯头；

（6）空调机房内壁表面衬贴吸声材料及吸声孔板，机房门采用消声密闭门，使墙体有足够隔声能力。

2．消声减振措施的实例

空调工程中消除噪声和振动的措施包括：在风机出口处装帆布软接头，管路上装设消声器，风机、冷水机组、水泵基础考虑减振，水泵的进出管路设隔振软管，在管道吊卡、支架、穿墙处采用隔振处理等。

空调风系统：

沿程阻力：由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的阻力称为摩擦阻力或沿程阻力，克服摩擦阻力而引起的能量损失称为沿程损失。

两个概念：

风道的水力半径：Rs=F/P

F—管道中充满流体部分的横断面积，m2；

P—湿周，在通风系统中即为风管周长，m。

比摩阻：单位长度的摩擦阻力。

圆形风管的沿程损失：

对于圆形风管：Rs=F/P=D/4

则其沿程损失和比摩阻分别为：

附录T为风管单位长度沿程损失线算图,附录U-1为圆形风管计算表。知道风量、管径、比摩阻、流速中的任意两个参数,即可求出其余两个。

编制条件：大气压力为101.3kPa，温度为20℃,空气密度为1.2kg/m3,运动粘度为15.06×10-6m2/s,管壁粗糙度k＝0.15mm。

当实际条件与上述条件不同时，应进行修正。

(1)绝对粗糙度的修正

不同风管材料的绝对粗糙度见表9-1。

Rm´=εkRm

εk—粗糙度修正系数。εk=(kv)0.25。

v—管内空气流速，m/s。

（2）大气压力和温度的修正

2.矩形风管的沿程损失

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沿程损失。

当量直径：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。

(1)流速当量直径Dv

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矩形风管的流速当量直径。

a、b—矩形风管的长度和宽度。

（2）流量当量直径DL

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。

附录U-2列出了标准尺寸的钢板矩形风管计算表。

局部阻力：

1、定义：风道中流动的空气，当其方向和断面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漩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压力损失，简称局部损失。

2、计算：

ΔPj-局部损失，Pa；

ξ—局部阻力系数，见附录V。

3、减小局部阻力的措施

（2）弯头

总阻力损失：

总损失即为沿程损失与局部损失之和：

ΔP=ΔPm+ΔPj

ΔP—管段总损失，Pa。

风管内的压力分布

从图中可以看出：

1．在吸风口点1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。

2．在断面不变的风道中，如管段1～2、3～4、5～6、6～7和8～9，能量的损失是由摩擦阻力引起的，此时全压和静压的损失是相等的。

3．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。

4．在扩张段7～8和突扩点6，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。

5．在出风口点9处，全压得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。

6．在风机段4～5处，风机的风压即是风机入口和出口处的全压差，等于风道的总阻力损失。

风管的水力计算：

一、水力计算的任务和方法

1．水力计算的任务

(1)确定系统中各个管段的断面尺寸

(2)计算阻力损失

(3)选择风机

2．水力计算的方法

（1）假定流速法

先按技术经济要求选定风管的流速，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。

（2）压损平均法

（3）静压复得法

水力计算步骤：

1．确定通风系统方案，绘制管路系统轴测示意图。

2．在轴测图中对各管段进行编号，标注长度和风量。通常把流量和断面尺寸不变的管段划分为一个计算管段。

3．选定合理的气流速度。

4．计算最不利环路。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。

5．计算其余并联环路。对民用建筑通风系统各并联环路间的压损差不宜超过15％。若超过时可通过调整管径或采用阀门来进行调节。

6．选择风机。风量附加系数为1.1；风压附加系数为1.1～1.15。

风系统设计中的有关问题

一、系统划分

1．空气处理要求相同、室内参数要求相同的可划为同一系统。

2．对下列情况应单独设置排风系统：

（1）两种或两种以上的有害物质混合后能引起燃烧或爆炸；

（2）两种有害物质混合后能形成毒害更大或腐蚀性的混合物或化合物；

（3）两种有害物质混合后易使蒸汽凝结并积聚粉尘；

（4）放散剧毒物质的房间和设备；

（5）储存易燃易爆物质的单独房间或有防火防爆要求的单独房间。

3．如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。

二、风管的布置

1．风管上应设置必要的调节和测量装置（如阀门、压力表、温度计、风量测定孔和采样孔等）或预留安装测量装置的接口。

2．风管的布置应力求顺直，避免复杂的局部管件。

3．根据需要，风管可以采用明装和暗装，暗装不影响美观，但是投资较高。

4．与风机或振动设备连接的管道，应装设如帆布、橡胶制作的软接头。

5．风管穿墙时要采用软材料（如石棉绳）填充。

三、风管的形状和材料

1．形状

风管断面形状有圆形和矩形两种。

一般民用建筑空调系统都采用矩形风管。

2．材料

普通薄钢板和镀锌薄钢板、硬聚氯乙烯塑料板、砖、混凝土。

四、风管的保温

1．保温材料：主要有软木、聚苯乙烯泡沫塑料、超细玻璃棉、玻璃纤维保温板、聚氨酯泡沫塑料和蛭石板等。

2．保温层结构

（1）防腐层

（2）保温层

（3）防潮层

（4）保护层

空调房间的气流组织：

1.定义：气流组织就是在空调房间内合理地布置送风口和回风口，使得经过处理后的空气由送风口送入室内后，在扩散与混合的过程中，均匀地消除室内余热和余湿，从而使工作区形成比较均匀而稳定的温度、湿度、气流速度和洁净度，以满足生产工艺和人体舒适的要求。

2.影响因素：送风口和回风口的位置、型式、大小、数量；送入室内气流的温度和速度；房间的型式和大小，室内工艺设备的布置等。

一、送回风口的气流流动规律

二、送、回风口的型式及位置

1．送风口的型式：

（1）侧送风口：百叶风口、格栅送风口、条缝送风口。

（2）散流器

散流器外形有圆形、方形和矩形；

按气流扩散方向有单向的和多向的；

按气流流型可分为垂直下送和平送贴附散流器。

（3）孔板送风口

（4）喷射式送风口

（5）旋流送风口

2．回风口形式：矩形网式回风口、篦板式回风口、格栅、百叶风口、条缝口等。

3．送、回风口的位置

送、回风口的位置设置应满足以下要求：

（1）室内空气没有循环不均的现象

（2）送风气流不易形成短路

三、气流组织的形式

四、气流组织设计实例

1．宾馆客房：目前，国内客房多采用风机盘管加新风空调系统。客房内风机盘管多采用卧式暗装和立式明装两种形式。

2．办公建筑：

常采用风机盘管加新风的空调系统。

室内气流组织多采用上送上回方式。

3．体育场馆：常用的气流组织形式有上送方式、侧送方式、下送方式和分区送风。

空调系统的消声与减振：

1．噪声的概念：对于声音强度大而又嘈杂刺耳或者对某项工作来说是不需要或有妨碍的声音，统称为噪声。

2．噪声的来源：工业噪声主要有空气动力噪声、机械噪声、电磁性噪声等。

空调工程中主要的噪声源是通风机、制冷机、机械通风冷却塔等。通风机的噪声是主要部分。

3．空调系统中噪声的自然衰减

（1）噪声在风管内的自然衰减

噪声在直管中可被管材吸收一部分，也有可能透射到管外，在风口、风管转弯处和断面变形等局部阻力较大的地方，还将有一部分噪声被反射，从而引起噪声的衰减。

（2）空气进入房间内噪声的衰减

由于建筑物内壁、屋顶、家具设备等的吸声性能，声音进入房间后将再一次被衰减。

空调房间噪声的物理量度：

1．声强与声压

声强：描述声音强弱的物理量叫做声强，通常用I表示。

声压：声波传播时，由于空气受到振动而引起了疏密变化，使在原来大气压强上叠加了一个变化的压强。这个叠加的压强称声压，用P表示。

2．声强级与声压级

声强级：用符号LI表示，其单位为分贝（dB）。

声压级：用Lp表示，单位也是分贝（dB）。

3．声功率与声功率级

声功率：是用来直接表示声源发声能量的大小，它是指声源在单位时间内以声波的形式辐射出的总能量，用W表示，单位是瓦。

声功率级：声功率也可以用级来表示，这就是声功率级。

4．声波的叠加：

消声器：

1．消声器的消声原理

由于吸声材料的多孔性和松散性，能把入射在其上的声能部分地吸收掉。吸声材料多为疏松或多孔性的。

常用的吸声材料有玻璃棉、泡沫塑料、石棉绒、吸声砖、聚氨酯泡沫塑料（穿孔形）、木丝板、加气混凝土、卡普隆纤维管式等。

2．消声器的型式

（1）阻性型消声器

（2）共振型消声器

（5）其他型式消声器：1）消声弯头；2）消声静压箱

空调系统的减振：

1．减振措施：在振源和它的基础之间安装与基础隔开的弹性构件（如弹簧、橡胶减振器、软木等），使从振源传到基础上的振动得到一定程度的减弱。

1．减振措施：

（1）选择带通风机减振台座的空调风机段；

（2）空调器下设橡胶减振垫。通风机、空调器与风管采用防火软接头连接，水管与水泵、表冷器采用橡胶柔性接头连接；

（3）选用高效、低噪声水泵、风机，并使水泵、风机在最高效率点附近运行，风管、水管穿墙和楼板处间隙用非燃软行材料填充；

（4）尽可能控制风管、风口风速，以满足房间噪声标准；

（5）在局部送、回风管路上设置消声器、消声弯头；

（6）空调机房内壁表面衬贴吸声材料及吸声孔板，机房门采用消声密闭门，使墙体有足够隔声能力。

2．消声减振措施的实例

空调工程中消除噪声和振动的措施包括：在风机出口处装帆布软接头，管路上装设消声器，风机、冷水机组、水泵基础考虑减振，水泵的进出管路设隔振软管，在管道吊卡、支架、穿墙处采用隔振处理等。