【2017年整理】通风管道横截面形状对比和研究17813.doc

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 　　风管系统是空调及通风工程中最重要的一个组成部分，它的功能主要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,圆形和扁圆形。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，它一般是对圆形风管进行挤压形成. 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。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： 国家及地区 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 2000 北欧 5 15 40 60 70 80 85 90 德国 5 5 10 15 20 25 25 50 法国 5 10 20 30 40 50 50 65 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》GB50243—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 全部安装费用：0.51R 全部材料费用：0.8M （A） 全压损失（Pa）: 165.4 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