柳州風管——解決進排風短路問題

進風短路、排風短路，這些問題讓空調做無用功，現在的解決方法了

隨著我國房地產產業的高速發展，房地產價格不斷攀升，某些一線城市的房價甚*到了“寸金尺土”的地步，為實現經濟利益*大化，業主對建筑平面、室外空間的利用率以及外立面的美觀提出了十分苛刻的要求，卻往往忽略設備專業的合理需求，且現代建筑規模越來越龐大、使用功能越來越復雜、設備系統越來越密集，在這種惡劣的現實條件下，如何保證良好的室內環境質量、保證消防系統的安全運行給暖通設計師提出了嚴峻的挑戰。樹上鳥教育暖通設計在線教學杜老師。

本文就解決進排風短路問題作分析，介紹“一種低阻力防風、防雨排風/煙裝置”，重點介紹“迂回式排水槽”的特點，供大家參考、選用。

技術背景

為保證機械防煙系統的安全可靠、新風系統的清潔衛生，現行國家消防、暖通規范、技術措施、設計手冊等均對機械防排煙系統、新排風系統的進風口與排風口的距離作了強制性規定，如：《建筑防排煙系統技術標準》第 3.3.5 條、《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》第 6.3.1 條及第 6.3.9 條、《地鐵設計規范》第9.6.2~3 條 、《實用供熱空調設計手冊》（第二版）第9.3.2 條、《全國民用建筑工程設計技術措施》暖通空調·動力(2009 年版) 第 4.1.4 條及第 4.8.9 條等等，歸納匯總上述規范的大致要求為：水平距離10~20m，垂直距離3~6 m（排風口在上方）。

在工程實際中，往往由于建筑條件的限制，進排風口水平距離 10~20 m 的要求難以做到，為滿足規范要求，需要在垂直距離上做調整。

常用處理水平距離不足導致進、 排風短路的方法

在工程設計中常用的處理方法大致有下列 5 種，其構造特點及優缺點見表 1 及圖 1~5：

由表 1 可見上述 5 種方法中，方法 1~4 雖然滿足規范要求，但是均存在阻力大、氣流短路的問題。方法5 原理上主氣流不短路，但是實際上由于錐形風帽下側的雨水口直接暴露在氣流中，如要保證排水能力，其開口不能太小，其漏風量也不小，導致實際上的氣流短路。另外雨水經上傘形帽流入排水槽需要經過上升氣流，當風速較高時雨水不能全部流入排水槽，存在雨水倒灌的風險。且錐形風帽尺寸巨大、阻力大、造價高，相關圖集未能提供漏風量、排水能力等數據。

本裝置的構造及特點

本裝置采用常規的風管構件組合并加以改進，創造出一種解決進、排風短路的低阻力防風防雨排風/煙裝置（圖 6）。

其構造如下（由于直管段較短，為方便計算，所有摩擦阻力系數全部折算成局部阻力系數）：

1）緩變式變徑管[4]：構造：F0/F1≤1.5，采用頂平底斜單面偏變徑管，變截面后主管風速約 10m/s。作用：起整流、變截面、降低風速作用。同時以防排水槽意外堵塞時起截水作用。阻力系數 ζ 為 0.17。

2）水平管道[4]：構造：采用正方形截面，長度約為風機直徑的 2.5 倍。作用：起整流作用，同時便于排水槽的安裝、雨水收集。阻力系數 ζ 為 0.05。

3）T 型分流三通[4]：構造：水平管道下側開口尺寸同迂回式排水槽上方開口。作用：連接迂回式排水槽。阻力系數 ζ 為 0.86。

4）迂回式排水槽：構造：采用 4 層傾斜導流板，角度約 10°，交錯對接安裝，其流道可以看成由 1 個 Z 字彎[4]、4 個變徑管[4]、3 個急促 180°回頭彎[4]、1 個 90 度變徑彎頭[4]組成。作用：安裝在彎頭后面的水平風管下側，起排水作用，在保證排水量的前提下，盡可能增大風側阻力，減少漏風量。阻力系數 ζ 為 31.95。

5）標準 90°彎頭[4]：構造：管道中心半徑等于排風管道高度的 1.0 倍。作用：起轉向作用，使排風方向由水平轉為垂直朝天。阻力系數 ζ 為 0.21。

6）垂直管道[4]：構造：采用正方形截面，距水平管面高度約 3~6 m。作用：起整流、隔離進、排風口作用。阻力系數 ζ 為 0.08。

7）垂直管道出風口[4]：構造：截面同垂直管道，以角鋼法蘭加固封邊。作用：起防風、高速、高空排放作用。阻力系數 ζ 為 1.0。

本裝置的核心部件為“迂回式排水槽”，其構造見圖 7：

其構造如下：

1）排水槽外殼：長度同主風管寬度，寬度、高度約300 mm。主要起雨水收集、排水作用。

2）迂回式傾斜導流板：長度同排水槽長度，寬度比排水槽寬度略?。舫鰲l縫形出水口）。4 層交錯連接成“之”字形或“Z”字形傾斜分布在槽體內，傾斜角約10°，坡度約 11%。主要起排水、增大風側阻力、減少漏風量作用。

3）條縫形出水口：長度同排水槽長度，其寬度考慮防塵或雜物堵塞，統一采用 5 mm。主要起排水作用。

迂回式排水槽排水量計算

查閱 《通風與空調工程施工質量驗收規范》表4.1.3-2[7]矩形風管規格表選取 8 種規格的正方形風管計算經朝天管口進入管道的可能*大雨水流量，驗算排水槽的排水能力，見表 2：

注：1、可能*大雨水流量按國內*大降雨量記錄 1973 年 5 月 27 日周*縣黑峪口5分鐘降雨量59.1mm 計算[8]。2、正方形風管 400×400~2000×2000，按風速 10 m/s，可以滿足風機風量從 5760~144000m3/h 的使用需求。

查閱《全國民用建筑工程設計技術措施 - 給水排水》（2009 年版）表 4.4.7-1[5]得坡度 8%鑄鐵排水橫管排水量，見表 3：

對比表 2、表 3 可以看出，條縫形出水口的坡度（約 11%）、相同截面積的鑄鐵排水橫管（8%），且經管口進入管道的可能*大雨水流量遠小于相同截面積的鑄鐵排水橫管排水量，故可以判斷，迂回式排水槽的排水能力滿足使用要求。

阻力系數計算

該裝置阻力計算見表 4（具體點位詳圖 6、7）：

注：由于直管段較短，為方便計算，所有摩擦阻力系數全部折算成局部阻力系數。

漏風量計算

漏風量可按以下公式計算[9]：

式中：Z 為為局部阻力，Pa，設 Z1 為 B 點 ~D 點的局部阻力，Z2 為 B 點 ~C 點的局部阻力，Z1=Z2 均為 B 點*大氣的壓力差；ζ 為局部阻力系數，設 ζ1 為 B 點 ~D 點局部阻力系數（2.15）、ζ2 為 B 點 ~C 點局部阻力系數（31.95）；ρ 為氣流密度，kg/m3；v 為氣流速度，m/s，設 v1為管道出風口氣流速度，v2 為條縫形出水口氣流速度。

式中：L 為氣流流量，m3/s，設 L1 為管道出風口風量（D點）、L2 為漏風量（C 點），L0 為風機總風量（A 點或 B點），L0=L1+L2；F 為流道截面積，mm2，設 F1 為管道出風口截面積，F2 為條縫形出水口截面積；v 為氣流速度，m/s，設 v1 為管道出風口氣流速度，v2 為條縫形出水口氣流速度。

從而可計算出迂回式排水槽應用在不同尺寸管道的漏風量比例（L2/L0），見表 7。

由表7可以看出，通過迂回式排水槽的漏風量 L2約為風機總風量L0的0.6‰~3.2‰，且由于條縫形出水口寬度尺寸不變，則主管道尺寸越大，漏風量比例越小，對進風系統的影響極小，可以忽略不計。

結論

本裝置具有解決進排風短路、低阻力、防風、防雨、結構簡單、制作安裝方便、造價低、幾乎不需要維護檢修等眾多優點，在我院設計的多個項目中得到應用，實際使用效果良好，贏得業主和相關單位的一致好評，值得在其他工程中推廣使用。

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