楊超（華為技術(shù)有限公司北京100085）

工業(yè)廠房暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)探討

楊超
（華為技術(shù)有限公司北京100085）

隨著項(xiàng)目設(shè)計(jì)廠房量的不斷增加，工業(yè)廠房暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)既環(huán)保又實(shí)用。工業(yè)廠房建筑跟普通的民用建筑不一樣，其設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)多受制于工藝專(zhuān)業(yè)的需求。工業(yè)廠房暖通空調(diào)設(shè)計(jì)形形色色，生產(chǎn)工藝的不一樣對(duì)其需求也不一樣，所以需要針對(duì)不一樣的工業(yè)廠房的詳細(xì)狀況，做出具備相對(duì)強(qiáng)針對(duì)性的設(shè)計(jì)。

工業(yè)廠房；暖通空調(diào)；節(jié)能設(shè)計(jì)

1　某工業(yè)廠房的工程概況和節(jié)能方案

位于中國(guó)西北地區(qū)的某裝配廠房，從裝配大廳到兩層辦公附樓構(gòu)成，建筑為25470m2的總面積，長(zhǎng)236m，寬116m，高18m，為門(mén)式鋼架構(gòu)造的大廳，為鋼框架構(gòu)造的附樓。這廠房的建筑外型新穎，西墻傾斜設(shè)計(jì)并為避免西曬設(shè)太陽(yáng)能光伏板，南向設(shè)弧形鋼板幕墻，屋頂設(shè)挑高斜形天窗，以航空飛行器為建筑隱喻，充滿(mǎn)了力量感與運(yùn)動(dòng)感。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)參數(shù)與設(shè)計(jì)難點(diǎn)：①考慮溫濕度。很多房間為舒適性要求，夏季平均26～28℃；冬季18～20℃；濕度沒(méi)有限制。②新風(fēng)量規(guī)定辦公類(lèi)房間的新風(fēng)量規(guī)范為30m3/（人·h）裝配大廳等生產(chǎn)性房間由于人員密度小，要同時(shí)滿(mǎn)足室內(nèi)空氣清新度的需求，不低于0.5～1次/h的新風(fēng)換氣次數(shù)。③限制噪聲，依照國(guó)標(biāo)。④有害物濃度。依照國(guó)家規(guī)范規(guī)定了建筑物中丙酮與乙酸乙酯量。該工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)難點(diǎn)從多個(gè)方面組成：①設(shè)計(jì)空間高大。該裝配廠房屬于高大工業(yè)建筑，廠房?jī)?nèi)高精度、自動(dòng)化的進(jìn)口設(shè)備特別昂貴，全年有供暖和空調(diào)需求，能源消耗大。②處理生產(chǎn)噪聲大。因?yàn)檠b配廠房生產(chǎn)規(guī)模大，生產(chǎn)過(guò)程中噪音污染嚴(yán)重，加上該廠房地理位置的特殊性，其北外墻距住宅區(qū)只有25m，因此廠房的噪音控制需求嚴(yán)格。③有害揮發(fā)性氣體。該裝配廠房?jī)?nèi)部生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用的膠料、稀釋劑會(huì)形成丙酮、乙酸乙酯等揮發(fā)性氣體，會(huì)讓室內(nèi)空氣惡化，由于不能改變廠房?jī)?nèi)部環(huán)境，需要在通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)中采取適當(dāng)解決方案。

2　工業(yè)廠房的暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)原則分析

2.1工業(yè)廠房暖通空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)計(jì)的通常規(guī)定

（1）對(duì)于生產(chǎn)廠房和輔助建筑物，當(dāng)使用采暖通風(fēng)達(dá)不到工藝對(duì)室內(nèi)溫濕度需求時(shí)，可以設(shè)置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

（2）使用區(qū)域空氣調(diào)節(jié)能滿(mǎn)足需求，不要使用全室性空氣調(diào)節(jié)。

（3）建筑物內(nèi)負(fù)荷特點(diǎn)相差相對(duì)大的內(nèi)區(qū)和四周區(qū)，還有同一時(shí)間內(nèi)要分別實(shí)施加熱與冷卻的房間，要分區(qū)布置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

2.2空調(diào)方式合理選擇

（1）對(duì)于全年運(yùn)行的集中式空調(diào)系統(tǒng)，要使用單風(fēng)管式的多工況運(yùn)行形式。

（2）冷熱負(fù)荷變化相對(duì)大的單區(qū)系統(tǒng)或冷熱負(fù)荷差異相對(duì)大的多區(qū)系統(tǒng)，要使用變風(fēng)量系統(tǒng)。

（3）空氣調(diào)節(jié)房間相對(duì)多，而且每一個(gè)房間要求獨(dú)立調(diào)節(jié)的工業(yè)廠房，條件許可時(shí)，要使用風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)。

（4）空氣調(diào)節(jié)房間總面積不大或廠房中只有個(gè)別房間有空氣調(diào)節(jié)需求時(shí)，要使用全體式空氣調(diào)節(jié)機(jī)組；需要全年空氣調(diào)節(jié)的房間，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)相對(duì)適當(dāng)時(shí)，要使用熱泵式空氣調(diào)節(jié)機(jī)組。

（5）有害氣體濃度相對(duì)大，空調(diào)負(fù)荷和其變化相對(duì)大的工業(yè)廠房，要使用低速全空氣單風(fēng)道系統(tǒng)。

3　工業(yè)廠房暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1負(fù)荷設(shè)計(jì)

冷負(fù)荷和熱負(fù)荷節(jié)能控制問(wèn)題始終是暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的核心研究問(wèn)題。因?yàn)楣I(yè)廠房和陳舊民用住宅所用的空調(diào)設(shè)計(jì)要求不一樣，工業(yè)廠房的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)所牽涉到的問(wèn)題也就不一樣。通常來(lái)說(shuō)，根據(jù)《采暖通風(fēng)與空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，工業(yè)廠房所保持的作業(yè)環(huán)境溫度通常在13～20℃之間，因此依據(jù)機(jī)械加工作業(yè)廠房的溫度需求，我們能夠把采暖室內(nèi)空調(diào)溫度掌控在15℃左右，控制在1℃的前后偏差溫度，而空調(diào)室內(nèi)溫度能控制在25～27℃之間，但值得指出的是，假如只以廠房車(chē)間四周建筑的室內(nèi)溫度去部析冷熱負(fù)荷問(wèn)題實(shí)則并不可靠。也就是說(shuō)，由于很多工業(yè)廠房的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)和要求不一樣，能夠見(jiàn)得其暖通空調(diào)的排風(fēng)量要求相對(duì)大，就是新風(fēng)和排風(fēng)的負(fù)荷比重有所不一樣。

3.2熱源選擇

處在工業(yè)區(qū)域的大很多廠房，蒸汽通常是從廠區(qū)內(nèi)的鍋爐供應(yīng)的，適宜使用高溫?zé)崦降臓顩r通常是在廠區(qū)只有采暖用熱或者是采暖用熱為主的前提下。而使用蒸汽為熱媒的時(shí)候則是當(dāng)廠區(qū)的供熱為工藝用蒸汽為主的狀況下，不過(guò)這里存在一個(gè)前提，那就是都沒(méi)有超過(guò)限制的技術(shù)、衛(wèi)生與節(jié)能。因?yàn)樵靸r(jià)等經(jīng)濟(jì)因素，廠房的供暖不適合應(yīng)用電采暖。對(duì)于一些易燃危險(xiǎn)不存在的，同時(shí)廠區(qū)內(nèi)又沒(méi)有蒸汽或者熱水熱源提供的車(chē)間，可以選用燃?xì)廨椛洳膳＿x取冷源的時(shí)候，可以思考選用VRV制冷機(jī)組或者蒸汽熱源溴化鋰吸收制冷機(jī)組。在并不是非常嚴(yán)寒的區(qū)域，冬季供熱能夠選用風(fēng)冷熱泵機(jī)組，這樣既能夠在夏季制冷，冬季又能夠制熱。

3.3廠房大門(mén)的空氣幕設(shè)置

因?yàn)閺S房總是要通過(guò)一段相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間才會(huì)被開(kāi)啟，因此在冷風(fēng)侵入的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷量加大的狀況發(fā)生，為此，在寒冷區(qū)域的廠房通常會(huì)在大門(mén)上方布置空氣幕。當(dāng)廠房主出入口大門(mén)太過(guò)高大，如果是選用貫流式空氣幕是不可以滿(mǎn)足通常的送風(fēng)的間距需求的，所以最好選用離心式的空氣幕。而主出口超大的那種大門(mén)，最好選用裝配式廠房熱空氣幕，在廠房大門(mén)的上方把其安裝，從而產(chǎn)生一道熱風(fēng)幕。

3.4散熱器的選擇

對(duì)于負(fù)荷相對(duì)大的車(chē)間，能夠選用鋼制翅片管散熱器，因?yàn)槠渖崦娣e大，獨(dú)立體積的散熱器其散熱量非常大，假如依然不可以滿(mǎn)足負(fù)荷要求，就需要加設(shè)暖風(fēng)機(jī)幫助采暖了，當(dāng)然這也需要得到工藝專(zhuān)業(yè)的同意。對(duì)于粉塵相對(duì)多的車(chē)間，就不適用這類(lèi)散熱器了，因?yàn)槠涑崞瑑?nèi)會(huì)積對(duì)粉塵，很難清理，稍長(zhǎng)時(shí)間，散熱效果就會(huì)大大影響，要選取鋼制柱式散熱器。對(duì)于有腐蝕的廠房，還要選取耐腐蝕型的散熱器。廠房車(chē)間的幫助用房，經(jīng)濟(jì)條件許可，能夠選取銅鋁復(fù)合散熱器或鋼制柱型散熱器。對(duì)于熱負(fù)荷不大的車(chē)間，我們還能夠選取光管散熱器，同時(shí)它還有容易整理的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于希望節(jié)約造價(jià)的車(chē)間，當(dāng)然要選取鑄鐵散熱器了。廠房的空間通常相對(duì)高大，選取加熱全車(chē)間內(nèi)的空氣溫度是相對(duì)耗費(fèi)能源的，可以的話(huà)，嚴(yán)寒區(qū)域的工業(yè)廠房要使用地區(qū)輻射采暖或地板輻射采暖。

3.5工業(yè)廠房車(chē)間的通風(fēng)

工業(yè)廠房的通風(fēng)不局限于能開(kāi)啟外窗的自然通風(fēng)形式。相同的工種一樣的車(chē)間內(nèi)，能夠做全室的通風(fēng)換氣。當(dāng)車(chē)間內(nèi)的散熱量不是非常大的時(shí)候，為了節(jié)能減排，也可以選用屋頂自然采光通風(fēng)器，靠熱流的自然上升，實(shí)現(xiàn)無(wú)動(dòng)力散熱排風(fēng)。但是某些車(chē)間的面積超大，因?yàn)樯a(chǎn)的要求，散熱量相對(duì)大，以自然通風(fēng)形式是不能滿(mǎn)足通風(fēng)散熱需求的。廠房的通風(fēng)除了要滿(mǎn)足新風(fēng)需求、散熱需求，還要滿(mǎn)足除塵需求，排煙需求。某些廠房的生產(chǎn)會(huì)形成有害的氣體或煙塵（例如焊接車(chē)間），對(duì)于這類(lèi)車(chē)間，設(shè)計(jì)師要和工藝專(zhuān)業(yè)緊密配合，確定有害煙塵或氣體的量。并依據(jù)生產(chǎn)規(guī)模來(lái)決定，是做全車(chē)間煙塵凈化，還是部分排風(fēng)凈化解決。對(duì)于有害氣體、排放的煙塵，還要在排放前做相關(guān)的解決，使之滿(mǎn)足《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生規(guī)范》。

4　結(jié)語(yǔ)

工業(yè)廠房很多為大空間建筑，假如選用適當(dāng)?shù)拇胧┏渥闶褂米匀煌L(fēng)，把空調(diào)機(jī)組的開(kāi)機(jī)時(shí)間縮短，節(jié)約大量能耗，經(jīng)濟(jì)效益明顯。但因?yàn)楣I(yè)廠房?jī)?nèi)部構(gòu)造和作用的很多約束，怎樣把自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)做好是值得探討的問(wèn)題。但不管詳細(xì)設(shè)計(jì)方案怎樣，一定要可以確保這種設(shè)計(jì)方案可以滿(mǎn)足本身單位廠房的工作環(huán)境、工作條件、還有生產(chǎn)工藝等，以此才可以讓設(shè)計(jì)方案施展出實(shí)質(zhì)效用。

[1]康凱，高康明，王小軍.電子廠房空調(diào)設(shè)計(jì)探討[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013（15）.

[2]張國(guó)鵬.工業(yè)廠房暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2010，08.

TU831

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1673-0038（2015）40-0239-02

2015-9-21