通风管道横截面形状对比(doc 6页)
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各种通风管道性能综合比较通风管道行业从原来的单一铁皮风管发展到现在的多种复合材料风管,从原来的金属通风管发展到现在的非金属风管,这是一个趋势。
铁皮风管从上世纪30年代开始使用,已有几十年历史,在风管行业中,是生命周期最长的产品。
从八十年代末出现的玻璃钢风管,到九十年代初开始出现的国外进口复合风管,再到目前国内几种复合风管,各有其优缺点,下面进行逐一论述。
一、铁皮风管铁皮风管已经使用了近百年,其优缺点人人共知。
铁皮风管优点:1)强度高,能承受3000Pa的风压,可满足高中低压风系统的使用。
2)可现场加工,运输成本低,调整方便,不影响工期。
铁皮风管缺点:1)易生锈,使用寿命不长,不利于提高室内空气品质,在潮湿的环境下,使用寿命只有5-7年,而且过4-5年去看风管内部到处是锈迹斑斑。
2)漏风率高,能耗大。
铁皮风管由咬口及法兰连接,其漏风率在10%左右(国家标准允许)。
3)通风噪声大。
铁皮风管壁薄,在风速和风压的作用下会产生噪声。
4)重量大,增加建筑物荷载。
铁皮风管每平方米重量在10kg以上。
5)导热系数高。
铁皮风管采用外保温,外保温增加了工程造价,影响了施工工期。
如果外保温不到位或受到破损,就会产生冷桥。
冷凝水破坏吊顶,会损坏下面的物件。
6)制作安装周期长。
铁皮风管要采用大型的机械施工,要做咬口和法兰,速度慢。
7)维护成本高。
铁皮风管经常要维护,进行防锈处理。
8)不美观。
铁皮风管外保温后不平整、不美观。
9)占用吊顶空间。
铁皮风管加上法兰高度和保温材料厚度占用了不小的吊顶空间(一般在40-60mm)。
二、铝箔复合玻纤风管(超级风管)。
铝箔复合玻纤风管直接用铁皮风管的保温材料-超细玻璃棉制作而成。
1992年就有超级风管(玻纤风管)进入国内市场,虽然经过了十多年的市场运作,但目前市场份额仍然相当小,甚至有份额萎缩的趋势。
铝箔复合玻纤风管优点:1)吸声。
因其直接用超细玻璃棉制作,材质比较松散,有较好的吸声性能。
常见通风管道有哪些优缺点常见通风管道有哪些优缺点:--------------------------------------------------------------------------------常见通风管道有哪些优缺点:风管就是用于空气输送和分布的管道系统。
风管可按截面形状和材质分类。
按截面形状,风管可分为圆形风管,矩形风管,扁圆风管等多种,其中圆形风管阻力最小的高度尺寸最大,制作复杂。
所以应用以矩形风管为主。
按材质,风管可分为金属风管,复合风管,索斯风管等。
其中金属风管就是用各种金属材料制作的风管,常用的包括镀锌铁皮和不锈钢等。
复合风管由各种无机材料复合而成,按组成不同分为多种,但多为轻质,多孔,热阻大的材料。
索斯风管是一种新型风管,材质为纤维织物,由特种化纤织成,能均匀送风的柔性空气分布系统。
是替代风管、风阀、散流器、绝热材料等的一种送出风末端系统。
在中国,常常把索斯风管又叫做布风管、布袋风管、布质风管、纤维布风管等等熟称。
它具有送风均匀舒适、防凝露、健康环保、安装便捷、易清洗维护等特点。
索斯风管广泛应用于超市、商场、会展、剧院等商业公众场所;各类体育场所;电子、化工、医药、机械、印刷等工业厂房以及各类食品厂房。
2004年,杜肯索斯最早将SOX(索斯)纤维织物空气分布系统引入中国市场,几年来,杜肯索斯凭借其优越的行业背景与技术研发的优势,已发展成为全球行业发展最迅速、亚洲业内最大的公司。
作为亚洲市场的领导者,其国际品牌——Durkeesox在全球得到迅猛发展,已成为国际纤维织物空气分布系统主要供应商。
在北美,杜肯索斯拥有自已的市场及销售机构,在美国华盛顿州贝灵汉和加拿大温哥华设有办事处,并在贝灵汉建立了北美分厂。
作为中国业内的先行者,杜肯索斯已发展成为中国唯一的集研发、设计、制造、销售和工程服务为一体的外商独资企业,获有多项中国专利及国际国内认证,其产品技术质量达到国际一流水准。
通风管道横截面形状对比摘要:风管系统是空调及通风工程中最重要的一个构成部分,通常情况下风管横截面有三种形状:矩形,圆形与扁圆形。
在1960年往常,由于制作工艺简单,所需安装空间较小,绝大部分通风系统都使用矩形风管。
随着大型螺旋圆形风管成型机研制成功,大量工程实例证明不管在经济性还是其他工程参数,圆形风管都远好于矩形风管。
本文将对这些研究结果进行总结,并企图将比较的重点放在对风管系统的经济性比较上,同时由于在通常情况下更新费用占总费用比例较小,这部分的费用在本次讨论将被忽略。
关键词:圆形风管矩形风管经济性比较风管系统1.背景风管系统是空调及通风工程中最重要的一个构成部分,它的功能要紧是将调节后的空气按设计流量尽可能高效率的传送到末端设备。
通常情况下风管横截面有三种形状:矩形,圆形与扁圆形。
矩形风管的制作通常是通过对四块钢板的铆接来完成。
圆形风管则是将一百三十七毫米宽的钢板放在螺旋成型机绕制而成。
扁圆形风管则比较少见,它通常是对圆形风管进行挤压形成. 在1960年往常,由于制作工艺简单,所需安装空间较小,绝大部分通风系统都使用矩形风管。
随着大型螺旋圆形风管成型机研制成功,大量工程实例证明不管在经济性还是其他工程参数,圆形风管都远好于矩形风管。
因此在国外,特别是欧洲,圆形风管的使用率都变得越来越普及,见表一。
中国目前的圆形风管使用比率据笔者不完整的调查仅占百分之十~百分之二十之间。
因此在中国国情之下对圆形风管与矩形风管的工程对比研究已成为一个刻不容缓的课题。
表一:圆形风管逐年所占的市场分额:从经济分析的角度来讲,一栋建筑物内的风管系统在其整个使用寿命中所有的费用可分为1、初投资:包含设计费用,材料及安装费用,空间费用,调试费用,等等。
2、运行费用:包含人员工资,能源,保护费用。
3、更新费用:包含维修及更换破旧部件费用。
近几年国外的研究结果(Scandiaconsult(1992), Bouwman(1992), Malmstrom et al (2001), Malmstrom et al (2002))说明,在诸多参数圆形风管系统比矩形风管系统表现更为优异,本文将对这些研究结果进行总结,并企图将比较的重点放在对风管系统的经济性比较上,同时由于在通常情况下更新费用占总费用比例较小,这部分的费用在本次讨论将被忽略。
高层建筑公共场所的风管分类有送风(正压送风),回风,排(烟)风,(空调)新风管风管就是用于空气输送和分布的管道系统。
风管可按截面形状和材质分类。
按截面形状,风管可分为圆形风管,矩形风管,扁圆风管等多种,其中圆形风管阻力最小的高度尺寸最大,制作复杂。
所以应用以矩形风管为主。
正压送风:设置于高层建筑内疏散用的防烟楼梯间内。
因为发生火灾时人员主要通过楼梯间往下逃生,一方面排烟风机在发生火灾区域排烟,另一方面因为有了防火门的阻隔,使得楼梯间暂时可以形成一个相对安全的区域,同时各个楼层的送风口往建筑内部输送进新鲜的空气,保证人员呼吸充足。
回风管:用来把室内空气吸入空调设备内,进行热交换后,再由送风管送出经过温度处理的空气。
回风管一般连接风口与空调设备的进风口处。
是空调流动的通道。
排风管:排室内废气.排风管管壁较厚新风管:是把密闭空间里的空气和室外空气,交换,交换是会吧内外温差变小一些,新风机有风机,热交换机,可以吧室外的温度,变高一些,也就是为了办公(或生产)环境需要,给室内送新风的管道。
因此新风管在空气处理机前的管路不需要保温,但是空气处理机之后的部分要根据送风状态来确定是否需要保温。
消防排(强排)烟管:是满足消防规范要求,在发生火灾时,将烟排出室外。
风管主要指中央空调系统的通风管道,它常常被忽视,但却是空调系统的重要组成部分,按材质分,目前常见的风管主要有4种:1)镀锌薄钢板风管;2) 无机玻璃钢风管;3) 复合玻纤板风管;4) 纤维织物风管镀锌薄钢板风管:最早使用的风管之一,采用镀锌薄钢板制作,适合含湿量小的一般性气体的输送,有易生锈,无保温和消声功能,制作安装周期长的特点。
无机玻璃钢风管:较新的风管类型,采用玻璃纤维增强无机材料制作,遇火不燃、耐腐蚀、份量重,硬度大但较脆,受自重影响易变形酥裂,无保温和消声性能,制作安装周期长。
复合玻纤板风管:近年的风管类型,以离心玻纤板为基材,内复玻璃丝布,外复防潮铝箔布(进口板材为内涂热敏黑色丙烯酸聚合物,外层为稀纹布/ 铝箔/ 牛皮纸) ,用防火粘接剂复合干燥后,再经切割、开槽、粘结加固等工艺而制成,根据风管断面尺寸、风压大小再采用适当的加固措施。
圆形风管与方管比较圆形风管优点优点之一:气密性高大家知道,不管是输送气体还是靠气体进行物料输送,气体输送管道最忌泄漏。
那么,圆风管是如何做到这一点的呢?原来圆风管的管件和其他凡是与管道联接的部件都带有工厂装配好的气密接头,安装时只要往圆管内一插,就能达到很高的气密程度。
根据国际CEN管路气密性标准,达到C级泄漏等级。
气密接头由二道橡胶密封圈组成(见图),当接头与管件相连时,密封圈被压缩,可承受正压3000Pa,负压5000Pa,从而保证气密性程度。
螺旋咬口的圆形直管是不会产生泄漏的,采用了密封接头后,整个风管系统的漏风率将降至最低。
通风管路的泄漏是由大量管件连接造成的,与矩形管路相比,典型的圆管长度3-6米,而矩形风管的长度只有1-1.5米。
矩形风管的密封垫由手工制作,粗糙安装,不可能象圆管件那样由工厂安装。
圆形管件的密封处周长比较短,对相同的截面来说,长宽比1:3的矩形其周长比圆形长41%,故漏风面积大为减少。
优点之二:安装费用低在相同的阻力情况下,250×250毫米的矩形管路可在相同的安装空间被直径∮200毫米的圆形管路替代,其综合安装费用要低于矩形管路50%。
用两条或几条圆形管路取代一条矩形管路同样也能降低成本。
下图为截面接近相等的条件下,采用不同直径的圆管或长宽比的方管成本对比图:下图是几种圆形管路系统替换矩形管路的选择方案。
所有系统的计算流量为0.5m3/S,流速和阻力如图所示。
右侧的安装成本(包括运输、包装和损耗)是相对矩形风管而言。
那么,使用圆风管为什么会使安装费用下降的呢?现场安装流程,如图所示(1)风管在安装时,先根据风管设计标高,安装好支吊架,按顺序依次进行排列、编号吊装时,应做好安全措施,防止碰撞造成损坏。
风管安装应按设备位置及三通、弯管等的位置,先设备连接管后干管顺序进行;竖风管一般由下至上安装。
(2)按风管的中心线找出吊杆敷设位置,单吊杆在风管的中心线上;双吊杆可以按托板螺栓孔间距或风管的中心线对称安装,吊架间距≤4m,当风管较长时,需要安装一排吊架,可先把两端的位置确定好,然后以两端的确定好支架为基准,用拉线找出中间支架的位置进行安装。
一、共板法兰风管价格:100元/平米一、特点为了无法兰连接风管的板面和法兰为一体,又称“共板法兰”。
其主要特点有成型快、外形美观、质量有保证,可以形成流水作业;减轻风管的整体重量,降低工人的劳动强度,提高劳动效率,大幅度的降低工程成本,增加工程收益;减小了噪声对环境的污染。
为了二、适用范围为了本工法适用于工业与民用通风空调系统中厚度在0.5mm~1.2mm之间的镀锌钢板风管的制作。
为了三、工艺原理为了其原理是“共板法兰”在同一块板上加工出风管的管体与法兰。
采用合缝机辊轮滚压的方法进行合平缝、角缝与滚压加强筋。
为了四、效益分析为了采用本工法制作风管,可以进行工厂化生产,形成流水作业,达到文明施工的要求;采用无型钢法兰连接,可减少每平方米制作辅料用钢量2/3以上;采用合缝机合缝,比人工合缝提高工作效率3-5倍。
二、无机玻璃钢风管无机玻璃钢通风管是以玻璃纤维增强氯氧镁胶黏剂制成的通风管。
(1)无机玻璃钢通风管的优点无机玻璃钢通风管在我国广泛用于宾馆、商场的空调设施;矿井通风、工厂排烟、除尘工程。
与传统镀锌铁皮风管相比,无机玻璃钢通风管具有一下特点:1.耐热性好能在300℃温度条件下使用。
经国家防火建材质量检测中心试验,属A级不燃材料,防火性能优越。
2.轻质高强其密度为钢材的1/4,强度和手糊聚脂类玻璃钢(有机玻璃钢)近似,完全能满足通风管的强度和钢度设计要求。
3.防锈无机复合材料耐水、不生锈;而镀锌铁皮使用3~5年会锈蚀。
无机玻璃钢通风管的使用寿命比镀锌铁皮风管长3倍。
4、生产过程和使用过程中均无有害气体排放、不污染环境、不影响身体健康。
5、安装方便无机玻璃钢通风管分为不保温的单层结构和保温的夹层结构。
夹层保温结构风管,可一次在工厂制好,而不像镀锌铁皮风管那样,风管安装好后,还要在铁皮外包覆保温层,增加了现场施工难度,拖延工期。
无机玻璃钢通风管还可以在现场地下先顶接成较长的管道(一般是2~3节)一次吊带,省工省料。
一、共板法兰风管价格:100元/平米一、特点为了无法兰连接风管的板面和法兰为一体,又称“共板法兰”。
其主要特点有成型快、外形美观、质量有保证,可以形成流水作业;减轻风管的整体重量,降低工人的劳动强度,提高劳动效率,大幅度的降低工程成本,增加工程收益;减小了噪声对环境的污染。
为了二、适用范围为了本工法适用于工业与民用通风空调系统中厚度在0.5mm~1.2mm之间的镀锌钢板风管的制作。
为了三、工艺原理为了其原理是“共板法兰”在同一块板上加工出风管的管体与法兰。
采用合缝机辊轮滚压的方法进行合平缝、角缝与滚压加强筋。
为了四、效益分析为了采用本工法制作风管,可以进行工厂化生产,形成流水作业,达到文明施工的要求;采用无型钢法兰连接,可减少每平方米制作辅料用钢量2/3以上;采用合缝机合缝,比人工合缝提高工作效率3-5倍。
二、无机玻璃钢风管无机玻璃钢通风管是以玻璃纤维增强氯氧镁胶黏剂制成的通风管。
(1)无机玻璃钢通风管的优点无机玻璃钢通风管在我国广泛用于宾馆、商场的空调设施;矿井通风、工厂排烟、除尘工程。
与传统镀锌铁皮风管相比,无机玻璃钢通风管具有一下特点:1.耐热性好能在300℃温度条件下使用。
经国家防火建材质量检测中心试验,属A级不燃材料,防火性能优越。
2.轻质高强其密度为钢材的1/4,强度和手糊聚脂类玻璃钢(有机玻璃钢)近似,完全能满足通风管的强度和钢度设计要求。
3.防锈无机复合材料耐水、不生锈;而镀锌铁皮使用3~5年会锈蚀。
无机玻璃钢通风管的使用寿命比镀锌铁皮风管长3倍。
4、生产过程和使用过程中均无有害气体排放、不污染环境、不影响身体健康。
5、安装方便无机玻璃钢通风管分为不保温的单层结构和保温的夹层结构。
夹层保温结构风管,可一次在工厂制好,而不像镀锌铁皮风管那样,风管安装好后,还要在铁皮外包覆保温层,增加了现场施工难度,拖延工期。
无机玻璃钢通风管还可以在现场地下先顶接成较长的管道(一般是2~3节)一次吊带,省工省料。
2 楼风道比较1)镀锌板风道:* 该风道现场制做方便,能与土建工程紧密配合,能适合非常复杂的通风工程,比较容易现场制作各种复杂形状风道。
* 该风道内壁光滑、风阻小* 该风道气密性好、承压强度高。
* 该风道缺点是不耐酸碱,易腐蚀,但用在普通办公环境寿命一般不受影响。
* 该风道需外作保温材料。
2)玻璃钢风道:* 该风道为无机基料粘结剂及玻璃纤维布为增强材料等制成,需到厂家订做,一般周期为一周左右。
* 该风道具有耐水、耐老化、遇火不燃烧、无烟、无味、无毒及耐腐蚀等优点:* 该风道大都是手工加工,质量不好控制,易出现壁厚变薄等弊端,影响风道质量。
* 不宜制作出复杂形状风道,尤其现场变更较多时,易影响工期。
* 该风道重量较重,建筑物荷载较大3)聚氨酯风道:* 风管内外为铝板,中间保温层是高分子材料。
* 重量较轻,是玻璃钢风管的1/5~1/6。
* 防酸、防碱、防腐蚀。
* 聚氨酯夹心材料作为风管板材绝热层。
* 可在工地现场手工切割、制作,安装速度快且改动方便,通常为现传统风管制作安装速度的4~5倍特别注意使用不同的风管材料时,粗糙度K值不同,所以摩擦阻力不同。
为了设计、制作、安装的方便,制定了统一的风道规格,设计者应尽量采用常用规格的风道,如钢板制矩形风管的常用规格(单位为mm)为120、160、200、250、320、400、500、630、800、1000、1250等。
近几年,集保温层和风管于一身的复合风管得到了大量的应用,加工方便、外表美观、价格适中,如玻纤板风管、酚醛树脂风管等等。
例如,铝箔复合玻纤板风管是由离心玻纤板、外壁贴敷铝箔,内壁贴阻燃玻纤布和风管加强框架、以及燃烧等级A级的粘合剂,在高温高压条件下粘合而成;其集风管、保温、消声、防火和防潮于一体;具有整体质轻、加工和安装简便,占用建筑空间小和外形美观等诸多优点,这种新型风管每米长消声量可达3dB(A)以上,在一定程度上可以替代一般风管系统中的普通消声器,它可以同时消除多频带的机械噪声和空气动力噪声,是这种新型风管最突出的特点。
通风管道横截面形状对比(doc 6页)
通风管道横截面形状对比和研究
摘要:风管系统是空调及通风工程中最重要的一个组成部分,通常情况下风管横截面有三种形状:矩形,圆形和扁圆形。
在1960年以前,由于制作工艺简单,所需安装空间较小,绝大部分通风系统都采用矩形风管。
随着大型螺旋圆形风管成型机研制成功,大量工程实例证明无论在经济性还是其他工程参数,圆形风管都远好于矩形风管。
本文将对这些研究结果进行总结,并企图将比较的重点放在对风管系统的经济性比较上,同时由于在通常情况下更新费用占总费用比例较小,这部分的费用在本次讨论将被忽略。
关键词:圆形风管矩形风管经济性比较风管系统
1.背景
整的调查仅占百分之十~百分之二十之间。
因此在中国国情之下对圆形风管与矩形风管的工程对比研究已成为一个刻不容缓的课题。
表一:圆形风管逐年所占的市场分额:
国
家
及
地区196
196
5
197
197
5
198
198
5
199
200
北
欧 5 15 40 60 70 80 85 90 德
国 5 5 10 15 20 25 25 50 法 5 10 20 30 40 50 50 65
国
英
国 5 10 15 20 25 35 35 55
从经济分析的角度来讲,一栋建筑物内的风管系统在其整个使用寿命中所有的费用可分为
1、初投资:包括设计费用,材料及安装费用,空间费用,调试费用,等等。
2、运行费用:包括人员工资,能源,维护费用。
3、更新费用:包括维修及更换破旧部件费用。
近几年国外的研究结果(Scandiaconsult (1992), Bouwman(1992), Malmstrom et
al (2001), Malmstrom et al (2002))表明,在诸多参数圆形风管系统比矩形风管系统表现更为优异,本文将对这些研究结果进行总结,并企图将比较的重点放在对风管系统的经济性比较上,同时由于在通常情况下更新费用占总费用比例较小,这部分的费用在本次讨论将被忽略。
2 初投资部分:
圆型风管系统所需初投资比矩形风管要低的部分原因如下:
•圆型风管更容易制造和运输。
•圆型风管的组件和配件都已被高度标准化。
•从结构上讲,圆形风管更能承受压力而不变
形,矩形风管因此需要更多的螺栓,铆钉,支撑梁等加强措施。
•在相同的水力直径下,制造圆型风管所需要的金属量要小于矩形风管,矩形风管的长宽比越大,则金属耗量越高。
•圆形风管的吊架构造比矩形风管的安装简单,《通风与空调工程施工及验收规范》GB 50243—2002同时指出,对于长边尺寸大于400mm的矩形风管吊架间距为4m,而对螺旋圆形风管间距则延长到5m。
•测量圆形风管的风量所需测量点小于矩形风管,因此进行风管系统平衡时,调试费用也将小于矩形风管。
•圆形风管能显著减少低频噪声传入室内,因此可以减少消声设备
Scandiaconsult(1992)为一个大房间的通风系统分别用圆形风管和矩形风管做了两个设计方案,并比较系统的压力损头及相关的经济参数,见图1(注意:经济分析以当年的北欧市场价格为基准进行)。
计算结果表明,在相同的末端设备条件下,整个安装费用,圆形风管仅为矩形风管的一半,同时圆形风管的材料费用为矩形风管的80%。
全压损失(Pa): 150.0 全压损失(Pa): 165.4
全部安装费用:0.51R 全部材料费用:0.8M
(A)全部安装费用:R 全部材料费用:M
(B)
图1:Scandiaconsult(1992) 风管设计方案比较(A)圆形风管(B)矩形风管
对风管系统的所占空间进行经济分析是一件比较困难的事情,因为这取决于建筑物的结构和用途。
一般来说,采用矩形风管的最主要的一个原因是矩形风管能节约空间,但实际上,对于长宽比接近的矩形风管而言,它所占有的实际面积要大于圆形风管,这主要是因为矩形风管需要法兰来联结,而法兰边的高度通常大于20mm,见图2(A)。
而现代螺旋风管可以来用标准话的
柔性联结,见图2(B),这种方法不仅不需要多余空间,而且更加易于安装。
因此对于长宽比接近1的矩形风道,圆形风管的优点是无法替代的。
(A)(B)
图2:Scandiaconsult(1992) 风管连接方案比较(A)矩形风管(B)圆形风管
对于有着大长宽比的矩形风管,则可以采用几根圆形风管进行替代,见图3,这种替代方案可以使风量的控制变得更加简单。
同时安装费用
也将大幅减小。
虽然材料费用可能会有所增加,但Jagemer(1991)的一项调查结果表明,在此方案下,初投资总额几乎和矩形风管是一样的。
图3:一550mmX150mm的矩形风管为两D =200mm的圆形风管替代方案
3. 运行费用
在通常情况下,空调系统运行费用的最大部分为能源消耗。
能源费用包括加热或冷却空气及将这些空气传送到末端的设备所消耗的能源。
如
果整个风管系统被良好地进行了保温,则风管漏风量成为多余能源消耗的一个重要来源。
对于风管系统,风机是循环动力的提供者,风机的风压一般不会超过650Pa。
除去空气处理机组的末端设备的压力损失,整个风管系统可利用的压头大约为200—300Pa。
因此,风管系统应尽量避免有大的压头损失。
同时,漏风量也直接影响到风机的功率选择,根据风机定理,风机功率与风量的三次方成正比,即如果风管漏风率为6%,风机功率将增加20%,螺旋圆形风管的漏风率要远远小于矩形风管。
3.1 漏风率
风管的漏风绿可由下式进行计算:
(1)
f ref= 面积漏风率
q vl= 漏风量
A= 风管表面积
K= 漏风常数
△p ref= 风管与外界的压差
在欧洲,根据漏风常数,风管的气密性被划分为四个等级(A,B,C,D)。
表2给出了相应等级所允许的最大漏风常数。
Class
A KA= 0.027×10-3 m3 s-1 m-2 Pa-0.65
Class
B KB= 0.009×10-3 m3 s-1 m-2 Pa-0.65
Class C
KC= 0.003×10-3 m 3 s -1 m -2 Pa -0.65
Class D KD =
0.001×10-3 m 3 s -1 m -2 Pa -0.65 表2:欧洲风管系统气密性等级划分
与圆形风管相比,矩形风管需要的螺栓与铆钉连结要多得多,因此不可避免地漏风量也要大得多。
图4为比利时的一组实测数据,数据显示矩形风管的漏风率平均比圆形风管高7倍。
《通风与空调工程师施工及验收规范》GB50243-2002也指出:圆形风管的允许漏风量为矩形风管的50%。
图4:21栋比利时建筑物的风管漏风率的测量数据(Carriéet al, 1999)
3.2压头损失
水力当量直接被用来估算矩形风管的紊统压力损失对于有着相同水力当量直径的风管,尽管横截面形状不同。
它们仍然有着相同的沿程压力损失。
图5比较了一段圆型风管(D=0.5m, U=5m/s,∑=0.15mm)和有着相同面积,流量的矩形风管的压力损失。
很明显在这种情况下,
矩形风管的压力阻失远远大于圆型风管,而且随着风管长宽比的增大,压力损失也越大。
也就意味着风机的功率也必然越大。
图5:等流量/流速矩形风管与圆型风管压力损失比较(流量=1 m3/s, v=5m/s)
“水力当量直径”的概念是建立在沿矩形风管边界的平均切应力应当是一致的假设上的,也就是说,等速线应当与风管边界平行,但是实际测量结果却显示,在矩形风管中,沿对角线方向
的速度梯度衰减最慢,沿中心线方向的速度梯度衰减最慢。
因此,在理论上,水力当量直径在下列两种情况下应当谨慎引用。
•流量太小,流场达不到完全紊流状态
•管道横截面远离圆形,即有着较大长宽比的矩形。
实验数据也对水力当量直径的普遍性表示了怀疑。
JONES(1976)作了一系列的光滑矩形风管压力损失实验,笔者将他的实验数据进行了重新分析,见图6.尽管缺乏10<长宽比<25的数据。
图6数据仍然强烈暗示了长宽比对水力当量直径压力损失的单调上升影响。
Griggs et al(1992)在使用粗糙矩形风管做的实验也有类似的结果。
图6:不同长宽比的光滑矩型风管与圆型风管的
压力损失比较
3.3维护费用
为了避免病态建筑,风管需要定期进行清洁。
清洁方法包括干法(使用吸尘器和刷子)或湿法(使用长拖把)在这两种情况下,圆形风管都比矩形风管更加简单。
4.结论
风管系统的经济性分析是一件很困难的工作。
它必须要考虑各种不同的因素,一个风管系统的寿命很有可能会超过十年,在这种情况下,一点很小的设计和质量上的改进都有可能加大投资的盈利率。
从这点上说,圆型风管应当是一个更具经济性的解决方案。
最后要指出的是,出于安静和空间的考虑,风管系统的某些有关大流量和大尺寸的部位,例如新风吸入口和空气处理装置出口仍然推荐采用矩形风管。
5.参考书目。