暖通空调习题集和答案

第一章 绪论习题

1-1 暖通空调在建筑环境控制中担负着怎样的技术使命?

【答】 作为一门应用性的技术科学，暖通空调肩负着这样的使命：遵循“以人为本”的宗旨，采用科学的环境控制技术，为人类创建一种健康、舒适而又富有效率的建筑环境，从而满足现代社会里人们在生活、工作及其他活动中对室内环境品质日益增长的需求。

1-2 暖通空调主要的系统类型有哪些？各自的基本组成和工作原理是什么？

【答】 暖通空调主要有供暖、通风、空气调节三种系统类型。供暖系统通过采用一定技术手段向室内补充热量，主要针对室内热环境进行温度参数的合理调控，以满足人类活动的需求，一般由热源、散热设备、和输送管道等组成。通风系统是以空气作为工作介质，采用换气方式，主要针对室内热（湿）环境（由温度、湿度及气流速度所表征）和（或）室内外空气污染物浓度进行适当调控，以满足人类各种活动需求，一般由风机、进排风或送风装置、风道以及空气净化和（或）热湿处理设备等组成。空气调节系统，是通过采用各种技术手段，主要针对室内热（湿）环境及空气品质，对温度、湿度、气流速度和空气洁净度、成分等参数进行不同程度的严格控制，以满足人类活动高品质环境需求，基本组成包括空调冷热源、空气处理设备、冷热介质输配系统（包括风机、水泵、风道、风口与水管等）、空调末端装置及自动控制和调节装置等。

1-3 空气调节可以分为哪两大类，划分这两类的主要标准是什么？

【答】 空调系统可以分为舒适性空调和工艺性空调两大类型，主要标准是按照空气调节的作用或服务对象而划分的。舒适性空调作用是维持良好的室内空气状态，为人们提供适宜的工作或生活环境，以利于保证工作质量和提高工作效率，以及维持良好的健康水平。而工艺性空调作用是维持生产工艺过程或科学实验要求的室内空气状态，以保证生产的正常进行和产品的质量。

1-4 现代暖通空调在观念上发生了哪些变化？在技术上呈现出怎样的发展趋势？ 【答】 首先是对其功能的观念转变，不但要为人类创造适宜的人居环境，还要肩负节能减排，保护地球资源和有效利用能源的重任；其次是深度方面，已远不限于为人类活动创建适宜的建筑环境，更着眼于室内环境质量的全面提升；再者是服务对象方面，它的应用不在是某些特定对象享用的“奢侈品”，而应视为人类提高生活质量、创造更大价值、谋求更快发展的必需品。

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伴随建筑业的兴盛和建筑技术的进步，暖通空调技术获得了较快发展，其发展趋势为:①更加合理的用能，以降低能耗。提高能源利用效率，开发利用新能源和各种可再生能源；推广、改进各种节能技术，降低能源消耗；合理利用现有能源，实现冷、热源多元化用能，电力、燃气、煤并用，电力与自然能源并用，发展热、电联供，扩大燃气供能范围，开展区域供热、供冷等。② 开发新型设备和系统，各种新型暖通空调系统和技术不断涌现。③ 创立新的设计观念和方法，如整体系统化、可持续性与动态设计、性能化设计概念出现并逐渐完善；设计理念由单纯地提供适宜的温湿度环境向创建舒适、健康、环保，高品质的室内空气质量的建筑环境转变。④ 更加注重提高系统控制、管理的自动化水平。

1-5 你对建筑环境控制技术的意义与内涵是如何认识的？

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第二章 室内热湿负荷计算

2-1 建筑物内部热湿污染的成因及危害是什么？

【答】 ① 对于建筑物内部热污染：建筑物处于自然环境中，外部与内部热源综合作用于室内空气环境，通过导热、辐射或对流方式与其进行热量交换并形成加载于室内空气环境的热负荷，使之产生不利于人体舒适、健康或生产工艺特定需求的过热效应或过冷效应，室内环境遭受热污染。过热或过冷的环境会影响人体舒适、健康和工作效率甚至危及人的生命，对于某些生产工艺过程来说，一旦遭受热污染，将不能维持正常的生产与工艺操作，影响产品与成果的质量。

② 对于建筑物内部湿污染：建筑物处于自然环境中，外部与内部湿源综合作用于室内空气环境，通过蒸发、凝结或渗透、扩散等物理作用实现与其进行湿交换并形成加载于室内空气环境的湿负荷，使之产生不利于人体舒适、健康或生产工艺特定需求的湿度参数，室内环境遭受湿污染。其危害与热污染危害相似，只是产生的机理不同而已。

2-2 夏季空调室外计算干球温度是如何确定的？夏季空调室外计算湿球温度呢？ 【答】 《采暖通风与空气调节设计规范》（GB 50019—2003）规定夏季空调室外计算干球温度采用历年平均不保证50 h 的干球温度，夏季空调室外计算湿球温度采用历年平均不保证50 h 的湿球温度。

2-3 冬季空调室外计算温度是否与采暖室外计算温度相同？为什么？

【答】 不相同。冬季空调室外计算温度采用历年平均不保证1天的日平均温度，而采暖室外计算温度取冬季历年平均不保证5天的日平均温度。

2-4 试计算重庆市夏季空调室外计算逐时温度（tτ）。

【解】 按教材式（2.3）tW,??tWp+??tr 计算，并查教材附录1得重庆市夏季日平均温

36.50C?32.50C??7.690C，结果见度和夏季空调室外计算干球温度，得?tr?0.520.52表2.1。

表2.1 题2-4 计算过程及结果

时刻 β 1:00 -0.35 2:00 -0.38 3:00 4:00 5:00 -0.47 6:00 -0.41 7:00 -0.28 8:00 -0.12 9:00 0.03 10:00 0.16 11:00 0.29 12:00 0.40 tW?tWp-0.42 -0.45 3

△tr/℃ tWp/℃ tW，τ/℃ 时刻 β △tr/℃ tWp/℃ tW，τ/℃ 36.19 36.5 36.42 35.81 35.50 29.81 29.58 13:00 0.48 14:00 0.52 29.27 15:00 0.51 29.04 16:00 0.43 28.89 17:00 0.39 7.69 32.5 29.35 18:00 0.28 30.35 19:00 0.14 31.58 20:00 0.00 32.73 21:00 -0.10 33.73 22:00 -0.17 34.73 23:00 -0.23 35.58 24:00 -0.26 7.69 32.5 34.65 33.58 32.50 31.73 31.19 30.73 30.50 2-5 室内空气计算参数确定的依据是什么？

【答】 室内空气参数的确定主要依据室内参数综合作用下的人体热舒适、工艺特定需求和工程所处地理位置、室外气候、经济条件和节能政策等具体情况。

2-6 室外空气综合温度的物理意义及其变化特征是什么？

【答】 建筑围护结构总是同时受到太阳辐射和室外空气温度的综合热作用，为方便计算建筑物单

位外表面得到的热量而引入室外空气综合温度概念，其相当于室外气温由空调室外计算温度增加了一个太阳辐射的等效温度值，并减少了一个围护结构外表面与天空和周围物体之间的长波辐射的等效温度值。其主要受到空调室外空气温度、围护结构外表面接受的总太阳辐射照度和吸收系数变化

的影响，所以不同时间不同地点采用不同表面材料的建筑物的不同朝向外表面会具有不同的逐时综合温度值。

2-7 按上题条件分别计算中午12:00外墙和屋面处室外空气的综合温度tz墙、tz屋。 【解】 首先确定12:00室外空气的计算温度：

查教材附录1得西安tWp?30.7C，?tr?8.7C,由教材表2.1查得??0.4,则有

00000tW，?30.7 C?0.4?8.7 C?34.18 C 12 再由教材附录2查得?值：屋面0.74,南墙0.7。西安的大气透明度等级为5 [5],由教材附录3查得I值：屋面(水平面)为919W/m2,南墙为438W/m2，取?w?18.6 W/?m2?0C?，于是可求得12:00室外空气综合温度分别为

?34.18C? 屋顶：tZ，120?3.50C? 65.30C

18.6 W（/m?C）200.74?919 W/m24

?34.18C? 南墙：tZ，120? 51.60C

18.6 W/（m?C）200.74?438 W/m22-8 房间围护结构的耗热量如何计算？通常需要考虑哪些修正？

【答】 围护结构的基本耗热量包括基本耗热量和附加（修正）耗热量两项。基本耗热量按下式计算：Q=KF(tN?tW) a，K为围护结构的传热系数，F为围护结构的计算面积，tN、tW分别为冬季室内、外空气的计算温度，a为围护结构的温差修正系数。附加耗热量要考虑朝向修正、风力修正、高度修正等主要修正，另外如考虑窗墙比修正、具有两面及其以上外墙的修正等。对于间歇供暖系统还要考虑间歇附加率。

2-9 层高大于4m的工业建筑，在计算冬季采暖围护结构耗热量时，地面、墙、窗和门、屋顶和天窗冬季室内计算温度如何取值？

【答】 冬季室内计算温度应根据建筑物的用途确定，但当建筑物层高大于4 m时，冬季室内计算温度应符合下列规定：① 地面，应采用工作地点的温度。② 墙、窗和门，应采用室内平均温度。③ 屋顶和天窗，应采用屋顶下的温度。

2-10 在什么情况下对采暖室内外温差不需要进行修正？

【答】 当供暖房间并不直接接触室外大气时，围护结构的基本耗热量会因内外传热温差的削弱而减少，为此引入了围护结构的温差修正系数，其大小取决于邻室非供暖房间或空间的保温性能和透气状况。若邻接房间或空间的保温性能差，易于室外空气流通，则该区域温度接近于室外气温，温差修正系数亦接近于1。若已知冷测温度或用热平衡法能计算出冷测温度时，可直接用冷测温度代入，不再进行温差修正。

2-11 位于西安的某办公楼为一矩形南北向多层建筑物，其冬季采暖室内设计温度为 18℃，设计相对湿度为45%，内走廊温度较室内低1~2℃（隔墙传热可以忽略）。已知该楼地面层南向№1办公室左邻办公室，右邻楼梯间，房间宽7.5m、深7.2m、高3.9m，围护结构设计条件：

外墙：370mm砖墙，外表水泥砂浆20mm，内表面白灰粉刷20mm； 内墙：240mm砖墙，内表面白灰粉刷20mm；

外窗：推拉铝合金窗2个,每个外形（宽×高）为3.0×2.0m，可开启部分的缝隙长度为8 m（冬季K值查教材附录4）；

地面：非保温地面，K值按地带考虑； 内门：普通木门（其传热可以忽略）。

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片数、散热器的安装方式、热媒种类和参数、室内空气温度和流速等因素的影响。而实验方法确定的传热系数是在特定的情况下测定的，故在实际情况不同时需要对其进行修正。主要考虑的修正有散热器组装片数修正、散热器连接形式修正系、散热器安装形式，从相关表中查到各项修正系数值，将传热系数除之皆可修正。

5-5 图5.1中为同一组散热器，当进出水温度和室内温度相同，而接管方式不同时，试比较其传热系数的大小。

【答】 散热器连接方式不同时其外

图5-1 题5-5图

表面温度分

（a）

（b）

（c）

布不同，其传热量也不同。下进上出时水流总趋势与水在散热器中冷却后的重力作用相反，而使散热器性能变差，传热系数变小。对与图5？？中 散热器的传热系数大小关系为（a）>（c）>（b）。

5-6 散热器的布置与安装要考虑哪些问题？

【答】 ① 考虑散热效果问题。房间有外窗时，最好每个外窗下设置一组散热器，以便于散热器上升的热气流能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和冷辐射影响，同时也可迅速加热从窗缝隙渗入的冷空气。楼梯间布置散热器时，考虑到因热流上升上部空气温度比下部高，应尽量把散热器布置在底层或按一定比例分布在下部各层。② 考虑管道布置问题。应避免户内管路穿过阳台门和进户门，应尽量减少管路的安装。③ 考虑散热器防护问题。为防止冻裂散热器，两道外门之间不能设置散热器。在其他有冻结危险的场所，其散热器应设单独的立、支管供热，且不得装设调节阀。托儿所、幼儿园散热器应暗装或加防护罩，以防烫伤儿童。④ 散热器应明装，简单布置，内部装修要求高可采用暗装。散热器安装应保证底部距地面不小于60mm，通常取为150mm，顶部距窗台板不小于50mm，背部与墙面净距不小于25mm。

5-7 热风采暖系统在哪些场合适用？哪些场合不适用？

【答】 根据《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019—2003）规定，符合下列条件之一时，应采用热风采暖：① 能与机械送风系统合并时。② 利用循环空气采暖，技术、经

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济合理时。③由于防火、防爆和卫生要求，必须采用全新风的热风采暖时。

属于下列情况之一时，不得采用空气在循环的热风采暖：① 空气中含有病原体（如毛类、破烂布等分选车间）、极难闻气味的物质（如熬胶等）及有害物质浓度可能突然增高的车间。② 生产过程中散发的可燃气体、蒸汽、粉尘与采暖管道或加热器表面接触能引起的燃烧的车间。③ 生产过程中散发的粉尘受到水、水蒸气的作用能引起自燃、爆炸以及受到水、水蒸气的作用能产生爆炸性气体的车间。④ 产生粉尘和有害气体的车间，如落砂、浇筑、砂处理工部喷漆工部及电镀车间等。

5-8 分析暖风机采暖的特点。

【答】 优点：① 单机供热量大，相同热负荷下，所用末端设备的数量少；② 小型暖风机可以吊挂，不占用建筑面积，大型暖风机落地安装，占地面积也有限；③ 启动升温快。

缺点：① 暖风机运行时风机有噪声。一般小型暖风机的噪声在60dB(A)左右，大型暖风机的噪声还要大些；② 暖风机都是置于采暖房间内，直接加热室内循环空气，不补充新风（室外空气），不能改善室内的空气品质。

5-9 已知两并联管段的阻力数为12Pa/ (m3/h)2、30Pa/ (m3/h)2，则该并联管段的总阻力为多少？

【解】 并联管段的阻力数计算公式为：

1Sb?1S1?1S2，计算得总阻力数为

4.5Pa/ (m3/h)2。

5-10 与对流供暖系统相比辐射供暖有什么优点？适宜用在哪些场合？

【答】 ① 由于有辐射强度和温度的双重作用，造成真正符合人体散热要求的热状态，具有最佳舒适感。② 利用与建筑结构相符合的辐射供暖系统，不需要在室内布置散热器，也不必安装连接水平散热器的水平支管，不占建筑面积，也便于布置家具。③ 室内沿高度方向上的温度分布比较均匀，温度梯度较小，无效热损失可大大减小。④ 由于提高了室内表面的温度，减少了四周表面对人体的冷辐射，提高了舒适感。⑤ 不会导致室内空气的急剧流动，从而减少了尘埃飞扬的可能，有利于改善卫生条件。⑥ 由于辐射供暖系统将热量直接投射到人体，在建立同样舒适感的前提下，室内设计温度可以比对流供暖时降低2~3℃（高温伏设施可降低5~10℃），从而可以降低供暖能耗10%~20%。⑦ 辐射供暖系统还可在夏季用作辐射供冷，其辐射表面兼作夏季降温的供冷表面。辐射采暖可用于住宅和公共建筑。地面辐射采暖可用于热负荷大、散热器布置不便的住宅以及公共建筑的入口大厅，希望温度

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较高的幼儿园、托儿所，希望脚底有温暖感的游泳池边的地面，需解决局部玻璃幕墙建筑周边区域布置散热器有困难等处。还广泛用于高大空间的厂房、场馆和对洁净度有特殊要求的场合，如精密装配车间等。

5-11 试分析哪些因素促使辐射采暖降低了采暖热负荷。辐射采暖热负荷应如何确定？ 【答】设计辐射采暖时相对于对流采暖时规定的房间平均温度可低1~3℃，这一特点不仅使人体对流放热量增加，增加人体的舒适感，与对流采暖相比，室内设计温度的降低，使辐射采暖设计热负荷减少；房间上部温度增幅的降低，使上部围护结构传热温差减少，导致实际热负荷减少；采暖室内温度的降低，使冷风渗透和外门冷风侵入等室内外通风换气的耗热量减少。总之，上述多种因素的综合作用使辐射采暖可降低采暖热负荷。

全面辐射采暖的热负荷的确定按正常计算出的热负荷乘以修正系数，中、高温辐射系统取0.8~0.9，低温辐射系统取0.9~0.95；或将室内计算温度取值降低2~6℃，低温辐射供暖系统取下限，高温辐射供暖系统宜采用上限数值。大空间内局部区域辐射采暖的热负荷可按整个房间全面辐射采暖的热负荷乘以该区域面积与所在房间面积的比值相应的附加系数。

5-12 某一房间采用地板辐射采暖，房间热负荷为2000W，地板面积为50 m2，室内温度要求20℃。已知加热管覆盖层为：60 mm豆石混凝土，20 mm水泥砂浆找平层，其平均导热系数λ=1.2 W/（m?K），初步确定加热管为间距为200 mm。若地板表面温度取26℃，则加热管热水平均温度为多少？ 【解】 单位面积地板散热量为：q?Q2000W??40 W/m2 2F50m2λ2?1.2W/（m?K）辐射板内部传热系数为：K? ??8.57W/（m2?K）22A?B0.2m?0.08mq40W/m20?30.7 0C。 加热管内热水平均温度为tp?tb??26 C?2K8.57W/（m?K）5-13 民用建筑采用低温热水地板辐射采暖的供水温度和供、回水温差及系统的工作压力宜采用何值？

【答】从人体舒适和安全角度考虑，民用建筑低温热水地板辐射的供水温度不应超过60℃，供回水温差宜小于或等于10℃。为保证低温热水地板辐射供暖系统管材与配件强度和使用寿命，系统的工作压力不宜大于0.8 Mpa，当超过上述压力时，应选择适当的管材并采取相应的措施。

5-14 论述重力循环和机械循环热水采暖系统的主要区别。

【答】 主要区别在于系统循环动力不同。重力循环系统靠水的密度差进行循环，不需要外来动力，作用压头小，系统装置简单，运行时无噪声，不消耗电能，所需管径大，作用范

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围受限。机械循环系统的循环动力来自于循环水泵，水流速大、管径小、升温快、作用范围大，但因系统中增加了循环水泵，维修工作量大，运行费用增加。但其系统类型较多，适用场合更广泛。

5-15 对机械循环热水采暖系常见地系统形式进行比较和分析。 【答】 见表5.2

表5.2 题5-15图

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5-16 同程式热水采暖系统有什么优缺点？

【答】 采暖系统按各并联环路水的流程划分为同程式系统和异程式系统。同程式系统沿各基本组合体热媒流程基本相等，水力计算时各环路易于平衡，水力失调较轻，但有时可能要多耗费些管材，其耗量决定于系统的具体条件和布管技巧。对于系统作用半径较大的系统宜采用同程式系统，减轻水力失调。

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5-17 高层建筑热水供暖系统在结构形式上着重要解决什么问题？

【答】 由干建筑高度增加，使得水系统的水静压力很大，影响到楼内系统与外网的连接方式，同时系统设备、管道的承压能力也需要考虑能否达到要求。另外，楼层数增加，致使自然作用压力的影响加大，有可能使得垂直失调现象十分严重。针对上述问题，高层建筑热水供暧系统在结构形式上着重要解决水静压力和垂直失调问题。

5-18 如何考虑热水供暖系统的排气和热膨胀问题？从原因、危害、措施等方面来分析。 【答】 热水供暖系统空气的来源主要有两条：① 充水运行前留存在管道设备之中的空气；② 水被加热后，溶解气体析出。这些空气占据散热器空间，减少有效散热面积；堵塞管道，造成水流中断；腐蚀管路，缩短系统寿命，必须及时迅速得排除掉。排气措施有干管设坡和设置集气罐、放气阀等放气装置。

水的热膨胀问题体现在受热膨胀和冷却收缩两方面，受热产生膨胀应力，损坏管路系统和设备；冷却收缩使得系统产生倒空现象。用人为方法或设备，使因温升而加大的体积能排出系统；当发生冷却倒空时，能够向系统补水。

5-19 膨胀水箱有哪些作用？其上连接有哪些管子及各自的用处？

【答】作用有容纳膨胀水、维持系统压力、可排除系统内的空气。水箱上连接有膨胀管、溢流管、排水管、信号管和循环管。膨胀管将膨胀水箱与系统相连，系统加热后增加的膨胀水量通过膨胀管进入膨胀水箱，系统停止运行水温降低后，膨胀水箱的水又通过膨胀管回馈到系统以防倒空，为防止偶然关闭阀门使系统内压力过分增高而发生事故，膨胀管上不允许安装任何阀门。溢流管将水箱溢出的水就近排入排水设施中，溢流管上也不允许设置阀门。排水管用来清洗、检修时放空水箱内的水，需装设阀门，平时关闭。信号管用于检查膨胀水箱的充水情况，应接至便于管理人员观察控制的地方，末端需设置阀门，平时关闭，检查时打开阀门，若没有水流出，表明膨胀水箱内水位未达到最低水位，需向系统补水。循环管与膨胀管一起构成自然循环环路膨胀水箱中的水通过该环路形成缓慢流动，防止冻结。

5-20 蒸汽作为热媒在暖通空调系统中有哪些用途？

【答】 ① 作为采暖系统的热媒。② 加热通过热空气幕的空气。③ 制备热水。④ 加湿空气。⑤ 作热能动力。

5-21 何种条件时，可采用电采暖？

【答】 电能是高品味的能源形式，将其直接转换为低品味的热能进行供暖，在能源利用上并不十分合理，一般不宜采用。但对于环保有特殊要求的区域、远离集中热源的独立建筑、采用热泵的场所、能利用低谷电蓄热的场所或者有丰富的水电资源可供利用时，经过技术经

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济比较合理时，可以采用电供暖。

5-22 供热管网布置有哪些原则？

【答】 ① 经济上合理。主干线力求短直，主干线尽量走热负荷集中区。要注意管线上的阀门、补偿器和某些管道附件（如放汽、防水、疏水等装置）的合理布置，因为这将涉及到检查室（可操作平台）的位置和数量，尽量可能使其数量减少。② 技术上可靠 供热管线应尽量避开土质松软地区、地震断裂带、滑坡危险地带以及地下水位高等不利地段。③ 对周围环境影响少而协调 供热管线应少穿主要交通线。一般平行于道路中心线并应尽量敷设在车行道以外的地方。通常情况下管线应只沿街道的一侧敷设。地上敷设的管道，不应影响城市环境美观，不妨碍交通。供热管道与各种管道、构筑物应协调安排，相互之间的距离，应能保证运行安全、施工及检修方便。

5-23 分户热计量系统负荷计算需要注意哪些问题？

【答】 ① 由于用户的生活习惯、经济能力、对舒适性的要求不尽相同，因而分户热计量系统的室内设计计算温度宜比常规供暖系统有所提高，通常分户热计量系统室内设计计算温度值比常规供暖系统室内计算温度提高2℃。②当相邻房间温差大与或等于5℃时，应计算通过隔墙或楼板的传热量。由于用户对室内温度的控制不确定，导致相邻房间温差值难以预测，由此产生的户间传热热负荷亦难以找到统一的计算方法，目前主要采用两种计算方法：按相邻房间实际可能出现的温差计算传热量，再乘以可能同时出现的概率；按常规方法计算出的热负荷再乘以一个附加系数。③ 提高户间隔墙、楼板的保温隔热性能，将减小通过内围护结构传递的热量，从而减小房间热负荷，但增加了建造成本。因此需要对内围护结构的保温进行热工性和经济性分析，确定其最小经济热阻。

5-24 分户热计量热水集中采暖系统计量方法有哪些？

【答】 ① 采用热水表直接测量水流量，不考虑供回水温的影响，假定供回水温各户相同，且不变。② 采用热量计量表计量，热量计量表由流量计、温度传感器和积算器三部分组成。流量计用来测量流经散热设备的热水流量，安装在系统的供水管上。温度传感器用以测量供、回水温度，装在供、回水管路上。直接测定用热量，原理上准确；价格较贵，安装复杂；在小温差时，计量误差较大，目前应用较少。③ 用热量分配表计量。它不能直接计量用户的用热量，通过测量各散热器设备的散热比例，配合总热量表所测得到建筑物总热量数据，计算出各散热器散热量，来达到分户计量的目的。热量分配表构造简单、成本低廉、安装方便，常用于既有建筑传统供暖系统实行分户热计量。

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5-25某单管热水供暖系统，立管进水温度tg=950C，出水温度th=700C，采用四柱813型散热器，明装无遮挡，供暖室内温度tn=160C，试确定如图所示立管中，各组散热器的片数（热负荷见图5.2）。

【解】 ① 流出第一组散热器的温度： t1?950C?1700 W1700W?1100W?1500W?(95?70)0C

t g=95℃

1700 W t1 1100 W t2 1500 W

?85.12 0C 流出第二组散热器的温度：

t2?950C?1700W+1100W1700W?1100W?1500W?(95?70)0C t h =70 ℃

图5.2 题5-25图

?78.72 0C ② 查教材附录28得柱813型散热器的K=2.237Δt0.302，每片散热器的面积为0.28m2，

假定：β1=β2=β3=1.0（6～10片）；

③ ?t1=则F1?Q1K1?t1tg+ t12?tn=950C+ 85.120C2?160C=74.06 0C，

?1?2?3?1700 W2.237?74.060.302W/(m?C)?74.06C200?1.0?1.0?1.0=2.796m2

故第一组散热器的片数为：n1=④ ?t2=同理：F2?t1+ t22?tn= 2.796 m20.28 m2/片 2=9.99?10 片，在假定的片数范围内；

85.120C+78.720C?160C=65.92 0C

Q2K2?t2?1?2?3?1100 W2.237?65.920.302W/(m?C)?65.92C200?1.0?1.0?1.0=2.106 m2

故第二组散热器的片数为：n2=⑤ ?t2=同理：F3?th+ t22?tn= 2.106 m20.28 m2/片 =7.52?8 片，在假定的片数范围内；

700C+78.720C2?160C=58.36 0C

Q3K3?t3?1?2?3?1700 W2.237?58.360.302W/(m?C)?58.36C200?1.0?1.0?1.0=3.365 m2

第三组散热器的片数为：n3=F3??Q3K3?t33.365 m20.28 m2/片 =12.02>10 片，故另假设β1=1.05（11～20片）

?1?2?3?F3?1.05=3.365 ?1.05m2=3.533 m2

3.533 m20.28 m/片 2故第三组散热器的片数为：n3==12.62?13 片，在假定的片数范围内。

5-26 将上题改为双管系统，其余条件不变，试确定各组散热器片数，并进行对比分析

33

单管和双管系统，对散热选择的影响。 【解】 系统作用原理图如图5.3：

tg?950C Q1 Q2 Q3 th?70C 图5.3 题5-26图

各散热器的散热量分别为（按从上到下的顺序）：

0Q1?1700W，Q2?1100W，Q3?1500W

由于各组散热器具有共同的进水温度和回水温度，因此各散热器的热媒平均温度均为：

tp1?tp2?tp3?（95+70）/2=82.50C

各散热器传热温差：

?t1??t2??t3?tp?tn=82.5-16=66.50C

查教材附录28，四柱813型散热器的传热系数为：

K?2.237?t0.302?2.237?66.50.302?7.95W/(m?C)

20 修正系数：

假定散热器组装片数修正系数：?1?1.0；该散热器均异侧连接，上进下出，查教材附录31，连接形式修正系数?2?1.004；散热器明装，无遮挡，查教材附录32安装形式修正系数?3?1.0； 所

以

?1?2?3?散

1700 W20热

0器所需

2面积：

F1?=

QK?t7.95W/m?C?66.5CQK?t?1.0?1.004?1.0?3.23 m

F2?=

?1?2?3?1100 W7.95W/(m?C)?66.5C200?1.0?1.004?1.0?2.09 m

234

F3?=

QK?t?1?2?3?1500 W7.95W/(m?C)?66.5C2200?1.0?1.004?1.0?2.85 m

2 查教材附录28，四柱813型散热器每片散热面积为0.28m，计算片数n?为：

?=F1?/f? n13.23m20.28m/片2.09m20.28m2/片2.85m22?11.5?12片

?=F2?/f?n2?7.5?8片

?=F3?/f?n30.28m/片2?10.2?11片

校核片数修正系数?1的值：查教材附录30，当散热器片数为11~20时，?1=1.05；当散热器片数为6~10，?1=1.00。

??1=3.23×因此，实际所需散热器面积为：F1.05 = 3.39 m 11=F2F2=F2??1=2.09×1.00 = 2.0 m 2F3=F3??1=2.85×1.05 = 2.99 m

2 所以实际选用片数为：n1=F1/f?3.39m20.28m/片2.09m20.28m2/片2.99 m20.28m/片22?12.1?13片

n2=F2/f??7.5?8片

n3=F3/f??10.7?11片

单管和双管系统对散热器选择的影响：

对于单管系统，最大的特点即每组散热器的出水温度是下一组散热器的进水温度，经过散热器的散热，每组散热器按进水先后顺序，其平均热媒温度逐渐下降，因而其传热系数逐渐降低，造成其传热面积在对应的热负荷条件下相应增加。而对于双管系统，各散热器具有相同的进水温度和出水温度，因而具有相同的平均热媒温度，即相同的传热系数，由于这个影响，双管系统的散热器总面积一般比单管系统稍小些。

5-27 某供暖系统热负荷为70 kW，供水温度为95℃，回水温度为70℃，求系统所需水流量。若采用低压蒸汽作热媒，蒸汽的汽化潜热为2250 kJ/kg，求所需的蒸汽流量。

35

【解】 ① 对热水供暖系统，由Q?Gc?t得系统所需水流量为：

G?Q70kW?=0.67 kg/s c?t4.19kJ/(kg?0C)?(95?70)0C70kW=0.03 kg/s

2250kJ/kg② 对于蒸汽供暖系统，所需蒸汽流量为：G?5-28 如图所示机械循环热水供暖系统，设管道无散热损失。系统供水温度tg=95℃，密度ρ= 962 kg/m3；回水温度th=70℃，其密度为?= 978 kg/m3。系统总阻力为280kPa，计算循环水泵的流量和扬程。

图5.4 题5-28图

【解】 由题意，循环水泵的流量：

W?1.1?Qc?t?1.1?(2?1.5)kW4.19kJ/(kg?C)?(95?70)C00＝0.037 kg/s

而由供回水密度差所引起的附加压头为：

?P?(?1??2)g?H1 ?(978?962)kg/m3?9.8N/kg?2500m?500m?500m1000

?548.8 Pa???P，故可忽略。 ?P1 故水泵的扬程为：

?H?1.1??P?g?1.1?2?280 kPa?103(962?978)kg/m3?9.8N/kg?32.4 m

5-29 如图5-5所示热水供暖系统。已知h1=2.0m，h2=3.5m；每个散热器的热负荷为800W；供水温度为95℃，回水温度为70℃，对应温度的水密度分别为962kg/m3和978kg/m3。不考虑热水在沿途的冷却，分别计算双管和单管系统的自然循环作用压力。

36

图5.5 题5-29图

【解】 ① 求双管系统的重力循环作用压力

双管系统属于并联环路，各层散热器所在环路的作用动力不同，需分别计算。 根据式（3-1-3）和（3-1-4）[4]的计算方法，通过各层散热器循环环路的作用动力，分别为：

第一层：

?P1?gh1(?h??g) ?9.81N/kg?2m?(978kg/m3?962kg/m3) =313.92 Pa第二层：

?P?g（h1+h2）(?h??g)?9.81N/kg?（2+3.5）m?(978kg/m3?962kg/m32)=863.28 Pa ② 求单管系统的重力循环作用压力： 第二层散热器流出管路中的水温：

toooo2?t2g?QQ1?Q(tg?th)?95C?800W2(800+800)W(95C?70C)=82.5 C

相应水的密度?32=970 kg/m 则?Ph?gh1(?1??g)+gh2(?2??g) ?9.81N/?kg?2m(9738?kg/m3962kg/m?)+9.9?8710Nk/gk/3gm?3.956m2k3 g(/ =588.6 Pa

37

t2,?2

m)

第六章 建筑通风

6-1 按通风的功能与目的来分类，建筑的通风方式有哪几种？各自在应用上有何特点？ 【答】 见表6.1。

表6.1 通风方式对比表

分类方式 通风目的 事故通风 防护式通风 排毒与除尘 通风方式 一般换气通风 热风供暖 应用特点 旨在治理主要由在室人员及其活动说产生的各种污染物，满足人的生命过程的耗氧量及其卫生标准。 通常指在工业建筑中，将新风或混合空气经过滤、加热等处理，再送入建筑物内，用来补充或部分补充全部或局部区域的热损失，改善其热环境。 着重治理中各种生产工艺过程中产生的有害气体、蒸汽与粉尘，为保障人体健康，维持正常生产所需的环境条件。 为排除因突发事件产生的大量有燃烧、爆炸危害或有毒害的气体、蒸汽等 在人防地下室等特殊场所，以防御原子辐射及生化毒物污染， 保障战时指挥、通信或医疗、救护等环境安全目的所进行的清洁式通风、过滤式通风或隔绝式通风/。 建筑防排烟 为防止火灾时火势或烟气蔓延至走廊、前室及楼梯间等通道，以保证居民安全疏散及消防人员顺扑救所设置的防烟与排烟设施。 通风动力 机械通风 自然通风 不使用通风机驱动，依靠室外风力造成的风压和室内外空气温差所造成的热压驱使空气流动。经济有效，应予以优先考虑 依靠通风机产生的压力驱使空气流动。是特定建筑空间进行有组织通风的主要技术手段，是通风系统广泛采用的一种通风方式。 气流方向 排风 通风服务范围 局部通风 全面通风 送风 将室外新风或经必要处理后符合环控要求的空气经由通风管道等途径送入室内 从室内将污染物随空气一道经由通风管道等途径排出室外。 以整个室内空间为对象进行送风与排风，适用于建筑物内部污染源较为分散或不确定情况，通风量较大。 针对建筑内部污染源集中在局部位置的情况，仅以局部污染区域为对象进行送风与排风。 6-2 通风系统划分的一般原则是什么？哪些情况下应当单独设置排风系统？

【答】 当建筑内在不同地点有不同的送、排风要求，或者服务面积过大，送、排风点较多时，需分设多个送、排风系统。当服务区域的空气处理要求与环控参数要求相同，或者各区域处于同一生产流程、运行班次和运行时断时，可以划分同一系统。

对于以下情况应单独设置排风系统：① 两种或两种以上有害物质混合后能引起燃烧或爆炸。② 两种或两种以上有害物混合后能形成毒害更大或具腐蚀性的混合物或化合物。③ 两种或两种以上有害物质混合后易使蒸汽凝结并积聚粉尘。④ 散发剧毒物质的房间及设备。

38

⑤ 建筑内设有储存易燃、易爆物质或有防火、防爆要求的单独房间。

6-3 通风系统中进、排风口的布置应满足哪些要求？

【答】 对于进风口，① 应设在室外空气较清洁的地点，进风口处室外空气中有害物浓度不应大于室内工作地点最高容许浓度的30%。② 应尽量设在排风口的上风侧，并且应低于排风口。③进风口的底部距室外地坪不应低于2m，当布置绿化地带时，不宜低于1m。④ 降温用的进风口宜设在建筑物的背阴处。

对于排风口，① 一般情况下，通风排气主管至少应高出屋面0.5m。② 通风排气中的有害物必需经大气扩散稀释时，排风口应位于建筑物空气动力阴影区和正压区以上。③ 要求在大气中扩散稀释的通风排气，其排风口上不应设风帽，以防止雨水进入风机。④ 对于排除有害气体或含有粉尘的通风系统，其排风口上宜设置锥形风帽或防雨风帽。

6-4 通风机运行时的工作点是如何决定的？运行过程中，如果用户所需风量发生变化，可采取哪些技术措施来调节？

【答】风机接入管网运行时，其实际工况点是风机性能曲线和管网特性曲线的交点。

调节方法有：① 改变管网特性曲线。方法是在通风机转速不变的情况下，改变系统中的阀门等节流装置的开度大小来增减管网压力损失而使流量发生改变。② 改变通风机特性曲线。通过改变通风机的转速使得风机风量、风压随其转速的减小而降低，而效率基本不变。改变通风机进口导流叶片角度，使气流进入通风机叶轮前旋转度发生改变，从而改变其风量、风压、功率和效率。

6-5 计算机械送风系统的空气加热器时，室外计算温度应采取何值？计算消除余热、余湿用的全面通风耗热量呢？

【答】用于选择机械送风系统加热器的冬季室外计算温度应采用供暖室外计算温度。消除余热、余湿用的全面全面通风耗热量采用冬季通风室外计算温度。

6-6 某一体积为224m3的车间中，设有全面通风系统，全面通风量为0.14 m3/s，CO2的初始体积浓度为0.05%，室内有15人进行轻度劳动，每人呼出的CO2的量为12.5 mg/s，进风空气中CO2的浓度为0.05%，达到稳定时车间内CO2的浓度为多少？ 【解】CO2的产生量为M =15×12.5 mg/s=187.5 mg/s，

送入室内的空气中CO2的体积含量为0.05%，（0.05％=0.05×104 × 44 / 22.4 mg/m3），即c0 =982 mg/m3。

由稳定状态时全面通风量计算式L=M得达到稳定时车间内CO2的质量浓度为： c2?c039

c2=c0+M187.5 mg/s=982 mg/m3+= 2321 mg/m3 3L0.14m/s6-7 某地下室的体积Vf =200 m3，设有机械全面通风系统。通风量L=0.04 m3/s，有198人进入室内，人员进入后立即开通风机，送入室外空气。假定室内人员活动可视为轻作业，经过多长时间后，该房间内的CO2浓度达到5.9g/m3。

【解】由有关资料表5-17[3]查得从事轻体力劳动时，CO2发生量为0.023m3/(h?人)（CO2的密度为1.977kg/ m3），即12.6mg/s，房间内共有198人，共产生的CO2为2.5 g/s，即M = 2.5 g/s。

送入室内的空气中CO2体积含量为0.05%，即c0 =0.98 g/m3，风机启动前室内空气中CO2浓度与室外相同，即c1 =0.98 g/m3。

因此 ??L?c1?M?L?c0VfIn LL?c2?M?L?c02000.04?0.98?2.5?0.04?0.98In s 0.040.04?5.9?2.5?0.04?0.98

=468.56 s = 7.81 min =6-8 某车间散发醋酸乙酯蒸汽量为320 mg/s，要求室内卫生标准为200 mg/m3，苯的散发量为40 mg/s要求室内卫生标准为6 mg/m3，则车间的全面通风量为多少？（空气密度取1.2kg/ m3）

【解】送风空气中上述污染物的浓度为0，取安全系数为6，分别计算出稀释每种蒸汽到最高容许浓度以下所需的风量：

醋酸乙酯： G1??L??KM6?3203?1.2kg/m3?m/s?11.5 kg/s c?c0200?0KM6?30mg/s?1.2kg/m3??36 kg/s 3c?c06mg/m?0苯： G2??L??两种溶剂污染有叠加作用，全面通风量应为各自所需风量之和，即：

G?G1+G2= 47.5 kg/s

6-9 同上题条件，若同时还有余热量150kW，已知夏季通风室外计算温度为30℃，要求车间内温度不超过35℃，车间的全面通风量为多少？ 【解】 消除余热所需通风量为：

G?Q150kW??29.7 kg/s

cP(tP?tj)1.01 kJ/(kg?0C)?(350C?300C)40

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