建筑中的通风设计经典例题

建筑通风设计经典例题分析

在建筑设计中，通风设计是一项非常重要的工作。通风系统的设计质量直接影响着建筑内环境的舒适度和使用效果。下面我们来一起分析一下一个经典的建筑通风设计例题。

例题背景

某建筑物二层有一间面积为80平方米的会议室，假定该建筑位于南方地区，夏季外界空气温度为30℃，相对湿度为70%，室内人员密度为3人/平方米，每人身体散发的热量为100W。该会议室需要保持24℃的舒适温度，而且需要每小时通风6次。同时，该建筑物室外形式复杂，但是设计要求通风系统的管路尽量简单，通风风量最小。

解题思路

根据问题要求，我们需要计算出该会议室需要的通风设计方案。具体计算步骤如下：

1. 计算室内人数

会议室的面积为80平方米，每人需要3平方米的空间，因此会议室最多容纳80÷3=27人。

2. 计算室内热量

会议室内27人，每人身体散发100W的热量，因此室内总热量为27×100=2700W。

3. 计算通风风量

会议室需要保持24℃的舒适温度，而室外温度为30℃，设计要求每小时通风6次，因此需要计算出每次通风的风量：

Q=0.34×V×(T_in-T_out)/n

其中，Q为通风风量，单位为立方米/小时；V为室内总体积，单位为立方米；T_in为室内温度，单位为℃；T_out为室外温度，单位为℃；n为通风次数。

根据上述公式，计算得到每次通风的风量为：

Q=0.34×80×(24-30)/6=40.8立方米/小时

因为设计要求通风风量最小，所以取通风风量为40立方米/小时。

4. 计算送风风速

根据设计要求，通风系统的管路尽量简单，所以需要计算送风风速，以确定合适的送风口数量。

根据送风口的面积S和送风风量Q，可得到送风风速V：

V=Q/S

因为会议室面积为80平方米，所以送风口的总面积为80÷10=8平方米。根据上述公式，计算得到送风口的风速为：

V=40÷8=5米/秒

5. 确定送风口数量

根据送风口的面积和风速，可求出单个送风口的风量：

Q=S×V

因此，每个送风口的风量为：

Q=1×5=5立方米/秒

为满足每小时通风6次的设计要求，总送风风量应为40立方米/小时，因此需要送风口的数量为：

N=40÷5=8个

6. 计算管路尺寸

根据设计要求，通风系统的管路尽量简单，所以需要计算合适的管路尺寸。

根据空气在管道中的流动特性和管道阻力特性，通风系统需要具有合适的管道面积和风机功率。在该例题中，由于送风口的数量较少，风量较小，因此可以选择用直径为150毫米的圆形管道。根据计算可得，该直径的圆形管道可以满足设计要求，且能够实现通风系统的简化。

相关问题解答

1. 如何确定建筑物内部通风系统的通风次数？

通风次数是指室内空气在一定时间内与室外空气进行交换的次数，通常以1小时为基准。通风次数的确定需要考虑多方面的因素，如建筑物内部的人员密度、使用方式、室内环境要求等因素。一般而言，常见的通风次数为6~8次/小时。

2. 如何确定建筑物内部的送风风速？

建筑物内部的送风风速需要考虑多方面的因素，如送风口数量、空气流量、送风方式、室内环境要求等因素。一般而言，通风送风风速不宜太高，一般高峰期送风速度不应超过5~6米/秒，而平均送风速度不宜低于2.5米/秒。

3. 如何选择通风管道的直径？

通风管道的直径是根据室内送风风量、送风口数量、通风系统布局等因素来确定的。一般而言，通风管道越粗，阻力越小，因此流量也越大，但是粗的通风管道造价也较高。因此，需要综合考虑各种因素来选择合适的管道直径。在实际设计中，可以根据经验公式或软件计算来确定合适的管道直径。