簡介
工業通風按其動力來源分為自然通風和機械通風。自然通風依靠室內外空氣溫度差所形成的熱壓和室外風力所形成的風壓而使空氣流動；機械通風則依靠通風機所形成的通風系統內外壓力差而使空氣沿一定方向流動。
從通風作用範圍來說，工業通風可分為局部通風操作的局部地區，其目的是改善工人操作區的條件；於工人操作崗位不固定的場所和改善整個車間環境。
從通風方式來說，工業通風又可分為排風和送風兩類。排風是指用通風的方法將有害物質或濕、熱空氣排出車間，遠離操作工人；而送風則是將車間外清潔空氣送入車間，直接作用於操作工人或改善整個車間空氣環境。
為控制車間內的粉塵、有害氣體或蒸氣，主要採用局部排風的方式。為改善車周內微小氣候可採用局部或全面送風，也可採用局部排風的方式，具體選擇需根據熱源的大小和分布情況、生產特徵和室外氣象條件等因素而定，
一、自然通風
(一)自然通風的基本原理。
1．熱壓車間空氣溫度升高時，體積膨脹，密度減小。由於車間外空氣溫度低，密度較大，而造成車間內外空氣重力差，即熱壓。而形成車間外空氣從下部門窗向內流入，使車間內熱空氣從上部天窗排出，此現象即自然通風。室內外溫差愈大，熱壓愈大，自然通風效果愈好．
熱壓自然通風換氣雖的大小，除取決於室內外溫差外，尚取決於進、排風口之間的距離。
P＝h(p外一p內)、
式中：P為熱壓(Pa)；h為進、排風口之間的中心距離(m)：p外，p內為室外、內空氣的密度(kg／m3)。
2．風壓室外氣流與建築物相遇時，將發生繞流，經過一段距離後，氣流才恢復平行流動，由於建築物的阻擋，建築物四周室外氣流的壓力分布將發生變化，迎風面氣流受阻，動壓降低，靜壓增高，側面和背風面由於產生局部渦流，靜壓降低。和遠處未受干擾的氣流相比，這種靜壓的升高或降低統稱為風壓。靜壓升高，風壓為正，稱為正壓，靜壓下降，風壓為負，稱為負壓。
某一建築物周圍風壓的分布與該建築物的幾何形狀和室外風向有關.風向一定時，建築物外圍結構上某一點的風壓可用下式表示：
P＝KV2ρ/2
式中：P為風壓(Pa)；K為空氣動力係數，迎風面為正值，背風面為負值；V為風速（m／s)；ρ為室外空氣密度(kg／m3)。
從上式可看出，風壓的大小與風速的平方成正比，廠房的迎風面為正壓，背風面為負壓，故空氣從廠房迎成面的門窗進入而從背風面的門窗流出形成自然通風。
實際上，熱壓和風壓是同時起作用的。一般說，熱壓作用的變化較小，風壓作用的變化較大；為了保證自然通風的效果，在實際設計與評價時，除根據熱壓外，在廠房布置上還應考慮風壓的影響．
(二)全面自然通風的衛生學要求
1．建築形式的選擇
(1)以自然通風為主的熱車間應儘量採用單跨廠房、單層廠房或開敞式廠房(即外牆開孔面積占外牆總面積的25％以上)。若因工藝要求需用多層或多跨廠房時，則要安排好熱源和進、排風宙等設備的位置。
(2)進風窗下緣離地高度，一般採用0.3~1．2米，窗扇最好採用阻力小的立式中軸和對開窗，把氣流直接導入工作地點。集中採暖地區，冬季自然通風的進風窗下緣應設在4m以上，以防冷空氣直接流向工作地點。
(3)利用天窗排風的生產廠房，符合下列情況之一者，應採用避風天窗：①炎熱地區室內散熱量大於23W／m3時②其他地區，室內散熱量大於35W／m3時③不允許氣流倒灌時。避風天窗可以保證天窗排風口在任何風向下都處於負壓區，使其起到排風作用。
目前常用的避風天窗有以下幾種形式。
①矩形天窗：這是最常見的一種。其視窗集中在車間中部，採光面積大，便於熱氣流迅速排除。為保證天窗的排風效果，擋風板應採用最適合的尺寸。另外，檔風板兩端應封閉。當天窗較長時，尚應設橫向隔板，間距不大於50m。在檔風板上應設檢查門，便於檢修。
②下沉式天窗：其特點是將部分屋面下移，利用屋架本身高度(即上下弦之間空間)形成天窗。這種天窗又可分為縱向下沉式；橫向下沉式和天井式天窗。
(4)利用排氣管排風的廣房，為了充分利用熱壓和風壓的作用，其排風管出屋嵴後，應在管口上安裝避風風帽。
2．廠房總平面布置
(1)廠房的主要進風面與夏季主導風向的角度一般應為60~90o；不宜小於45o。
(2)當風吹過建築物時，迎風面的正壓區和背風面的負壓區均會延伸一定距離，距離的大小與建築物的形狀和高度有關。在這個距離內如果有較低矮的建築物存在時，就會受到高大建築物所形成的正壓區或負壓區的影響。為了保證較低矮建築物避風天窗或風帽不致倒灌風，高矮建築物間的各部只寸應保持適當的比例。
3．工藝布置為了使工人能直接接受室外新鮮空氣，工作地點應儘可能布置在靠外牆一側。熱源應儘量布置在天窗的下部。利用穿堂風時，應將熱源布置在夏季主導風向的下風側，以便熱空氣順利排至室外。
(三)局部自然通風的衛生學要求
局部自然通風系統的特點是直接使爐體產生的熱氣流和煙塵，從其發生地點排出而不致彌散於車間。這是較經濟有效的一種辦法。
局部自然排風系統包括排氣罩；排氣管和避風風帽三部分。
1．排氣罩形式多樣，可用鐵皮、磚等材料製成。在不影響工人操作的前提下，愈密閉愈好。一般採用傘形罩，其構造簡單；製作方便，但應注意防止橫向氣流的干擾。罩與熱源的距離(h)愈小愈好，最好不大於0．8m.罩下緣裝一條100~300mm寬的垂邊(h1)，使罩內熱氣流不易向四周擴散。罩的寬度(B，或直徑)應比爐體(b。)寬(B＝b。十2(0．5h))。罩的開角a應等於60o,因在此角度時，排氣罩截面積上各點風速基本相等，否則同一水平上的風速就不均衡(中間風速大，邊緣風速小)，從而影響排氣效果。為了提高排氣效果，可以用雙層罩，由於罩中部熱作用大，使夾層內風速大大提高。
2．排氣管和風帽排氣管的粗細視需排出的風量而定，而風量則取決於燃料的使用量及其所產生的熱值．排氣管宜直立，儘量減少轉彎，轉彎的弧度要大，不要呈90o。排氣管出屋面後，其頂端應高出屋蠟，出口處應安裝避風風帽，否則會引起風倒灌.
二、機械通風
機械通風依靠通風機造成的壓力差，通過通風管網來輸送空氣。與自然通風比較，機械通風具有下列優點：①進入室內的空氣，可預先進行處理(加熱、冷卻、於燥、加濕)，使溫濕度符合衛生要求。②排出車間的空氣，可進行粉塵或有害氣體的淨化，回收貴重原料，且減少污染。③可將新鮮空氣按工藝布置特點分送到各個特定地點，並可按需要分配空氣量，還可將廢氣從工作地點直接排出室外。但機械通風所需設備和維修費用較大，因此，必須在儘量利用自然通風的基礎上採用機械通風，而且首先應考慮採用局部機械通風。
機械通風系統包括通風機、通風管、排氣罩(或送風口)和淨化設備。
(一)通風機
通風機是在通風系統中用來輸送空氣的動力設備。按不同作用、原理和結構形式，通風機可分為離心式和軸流式。
1．離心式風機由咕輪、螺鏇形機殼、帶有軸和軸承的機座三部分組成。進風口與出風口的方向是互相垂直的。
離心式風機根據其所能產生風壓的大小，可分為低壓(＜1000Pa,一般用於輸送空氣和有害氣體)、中壓(1000-2000Pa,用於輸送含塵氣流)和高壓(>2000Pa，通常用於加熱爐鼓風)三種。
離心式風機的葉片有直葉式、前彎式和後彎式三種。後一種效率高、噪聲小。任何一種離心式風機與電動機應正確連線，否則風量將減少l／2左右，風壓減少2/3-4/5。
2．軸流式風機由葉輪和圓形機殼組成。其進風與出風方向一致。與離心式風機相比，軸流式風機效率較高,風量較大,風壓較小(一般在400Pa左右)。但葉片與外殼之間的縫隙不應太大，一般不應超過葉片長度的5％。如空隙太大，易產生渦流和漏風，並使風壓和風量大大減小。
通風機的性能常用風量、風壓、軸功率、效率和轉速等來表示，選用時應綜合考慮上述性能指標。為了防止通風機磨損和腐蝕，通常將通風機安裝在淨化設備的後面，且應注意防爆措施。
(二)通風管
通風管是連線風機、空氣處理設備和進(排)風口輸送空氣的管道。空氣在通風管內流動會遇到兩種阻力。①摩擦阻力，是由於空氣本身的粘滯性與管道內壁間相摩擦所產生的。他與管道的粗細；長短、形狀、內壁粗糙度、空氣密度和氣流速度等因素有關。②局部阻力，是空氣流經管道中某些部件時，由於流向和流速的變化，產生渦流所引起的。在整個管道的壓力損失中占主要地位。局部阻力常見於管道轉彎、漸擴(縮)管、閘門、三通管和管道出入口等處。
為了減少阻力，通風管道的衛生學要求如下：①管道不宜太長，在可能條件下；管徑要粗，式樣以圓形為佳。②管道內壁要光滑。③管道內最適宜的風速，接近通風機處為12-18m/s，出口處為4-8m/s。④管道的彎頭要儘量少，兩個彎頭的距離要大些。當兩個彎頭的距離為管徑的3倍時，阻力大約增加80％；若為5倍時，則僅增加30％。⑤彎頭彎曲的角度要儘量呈弧形。如彎曲半徑等於管直徑或為2倍時，阻力增加20％；若為4-5倍時，阻力增加15％；大於6倍時，阻力幾乎不增加。⑥分支管的半徑不得小於主管半徑的1/2-1/3。⑦分支管與主幹管的中心夾角度儘量小，一般不超過30O，漸擴管中心角不超過45O⑧管道儘量直立或傾斜放置，設定清掃口，連線部分應嚴密不漏氣，並便於檢修。⑨管道所用材料應具有導熱性小、保溫，耐腐蝕；耐火等性能。
通風機不啟動時，管道內空氣處於靜止狀態，各點空氣壓力相等，均等於大氣壓力。當風機啟動後，風機的吸入段(抽風管道)的全壓和靜壓均為負值，風機的壓出段(送風管道)的全壓和靜壓在一般情況下均為正值，其動壓無論在抽風管道或送風管道內均為正值；因此管道連線處若不嚴密,會有空氣滲入或逸出，前者影響排氣效果，後者影響送風效果或造成粉塵與有害氣體向外泄漏。
(三)送風系統
l．局部送風高溫車間採取了工藝改革、隔熱、自然通風等措施後，如工作地點氣溫仍達不到衛生標準要求，應設定局部送風，以改善工作地點微小氣候。常用的局部送風裝置有三種。
(1)普通風扇：一般採用軸流風機將未經處理的空氣送至工作地點，造成較
大風速以促進人體汗液蒸發。但當工作地點氣溫不斷升高時，風扇所送空氣的溫度亦隨之升高，即吹熱風，對人體散熱不利。
(2)噴霧風扇：是在軸流風機上加設與供水管接通的甩水盤，通過風機轉動時，甩水盤跟著轉動，形成水霧吹向工作地點。其優點是不僅增加工作地點風速,且水霧能吸收空氣熱量，落在體表形成“人造汗”可增加蒸發散熱。要求：霧滴直徑不超過100m，最好為60m左右，到達工作地點的風速為3-5m／s．(3)系統式局部送風裝置：由進風口、空氣降溫設備、通風機、送風管道和可調節式的局部送風口等所組成。送風口多為百葉窗式，設有可調節的導流片，與送風管之間採用活動連線，可以鏇轉360。，從工人前上側方傾斜吹向工人頭頸和胸部。
2，全面送風只有當生產工藝(如紡紗、儀表、電子元件等)要求車間空氣清潔，溫、濕度恆定的情況下，才採用全面機械送風系統。該系統包括進風口,空氣處理室,通風機,通風管道和送風口五部分。
進風口一般設在外牆上，離地不應低於2．0m，設在排風口的上風側；且應低於排風口。入口處應裝有鐵絲網，中間夾以過濾材料，入口風速以2-6m／s為宜。
空氣處理室是將室外空氣按車間要求進行冷卻、加熱、除濕、加濕等處理後送至車間。以水為例，空氣處理的效果決定於水與空氣的溫差和兩者接觸的時間與接觸面積。
送風口應使空氣直接吹向工作地點。為使送入空氣分配均勻，應採用條縫式、孔板式或有導流板的固定式或鏇轉式送風裝置。
全面送風的車間，氣流組織是一個很重要的問題。可根據生產工藝及其布置採用不同的送風方式，同時要考慮排風，使合乎要求的新鮮空氣流經工人呼吸帶後再排出車間。為了節約能源，可使用循環風，但新鮮空氣量不應小於10％。
(四)排風系統
1．局部排風為了防止有害氣體、蒸氣和粉塵在車間內散布，主要採用局部排風系統從發生源處直接排出室外。局部排風系統由局部排風罩(吸塵罩)、通風管道，通風機、粉塵或有害氣體淨化設備和排風裝置等組成。
局部排風罩(吸塵罩)是局部排風系統中的關鍵部件。排風櫃是常見的一種部分密閉的排風裝置。當產生的有害氣體、蒸氣或粉塵的工件較大而不能在排風櫃內進行加工時，可採用一面敞開，其餘面密閉的側方排風罩，或各方均不能密閉的側方排風罩，或上部排風的傘形罩，有單側排風(槽寬＜=0．7m時)、雙側排風(槽寬＞0.7m時)和吹吸式槽邊排風(槽寬＞=2.0m時)各種形式。吸氣口的排風量應大於送風射流流量。
為了獲得良好的局部排出粉塵、有害氣體或蒸氣的效果，無論使用哪種排風罩，均應考慮下列幾點要求：①應將有害物質發生源儘可能地密閉，排風罩應儘可能靠近有害物質發生源；②排風罩或吸塵罩的吸氣方向應儘可能與有害物質逸出的方向一致；③排風罩的布置應使污染空氣不致流經工人的呼吸帶；④排風裝置不應設在門窗附近，以免室外進入的氣流干擾排風效果；⑤排風罩罩口要有一定的控制風速。在距離罩口最遠的有害物散發點（即控制點)上造成適當的空氣流動，從而把有害物吸入罩內。控制點的空氣流動速度稱為控制風速(也稱吸入速度)。即該速度應大於有害物向外逸散的速度和防止橫向氣流干擾的速度，才能有效地將有害物質抽吸至密閉設備內。如當採用側方排風罩，有害物質的逸散情況時，不僅要將離罩口較近的a處的有害物質控制住，還必須將較遠點的b處的有害物質控制住，其控制風速應為Vx，才能收到良好的排風效果。控制風速的大小應與毒物毒性大小、粉塵粒徑大小有關，一般毒物控制風速為0．7—1.0m/s，粉塵控制風速為1-1．5m/s。
2．全面排風一般是在外牆上安裝一定數量的排風扇，依靠排風使室內形成負壓，將室外的新鮮空氣通過門窗進入室內，使整個車間得到通風換氣並使有害氣體濃度沖淡到合乎衛生標準要求。
全面通風換氣量可按下式計算：L=M/(S-S0)
式中：L為通風量(m3/h)；M為有害氣體的散發量(mg／h)；S為有害氣體最高容許濃度(mg／m3)；S。為進氣中有害氣體的濃度。
當數種溶劑的蒸氣或數種刺激性氣體同時散發於空氣中時，其通風量應按各自分別稀釋至最高容許濃度所需空氣量的總和計算。其他有害物質同時放散於空氣中時，通風量僅按需要空氣量最大的有害物質計算。
三、通風設備的安全、維護及管理
在生產廠房中，為了保證安全生產，凡生產、使用；貯存閃點在30℃以下的液體；爆炸下限在10％以下的可燃性氣體；強氧化劑；極易自燃或遇水燃燒的化學品；有發生爆炸危險的粉塵或纖維等時，通風系統一般應單獨設定。送風機、排風機、電動機和開關，均需採用防爆型。通風系統上的活動部件(如調節閥)應採用撞擊後不起火花的材料製作，金屬部件應有導除靜電的措施(如接地)。應設有事故通風設備，以便能在最短時間內將有害物質排出車間。
對通風設備應經常維護與管理，有專人或兼職人員負責管理、維修。
四、工業通風的效果評價
工業通風的效果評價，包括使用通風設備前後車間氣象條件，工作地點空氣中粉塵濃度和有害物質濃度的變化，通風設備的設計、安裝和使用是否合理；通風能否達到預期的防塵、防毒、降溫等效果，是否安全，有無不良影響(如強烈噪聲)等。在進行車間氣象條件和空氣中有害物質測定時，應同時測定該通風系統的風量和排風罩口或送風口的風速，以及捕集有害物質的控制風速或作用於人體的送風速度。
