工业厂房暖通空调的节能设计
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作者: 贾旭 吴纯贵 张跃 杨玉军
随着工程设计厂房量的持续增加，工业厂房暖通空调的节能设计既环保又实用。工业厂房建筑不同于一般的民用建筑，其设计过程多受制于工艺专业的要求。设计的同时要注意与消防、建筑物本身、结构梁柱、牛腿、节能等诸多方面的统筹兼顾。工业厂房的建筑有多种多样的特点，由工业建筑生产工艺的要求不同决定。所以针对不同工业建筑的功能要求，提出设计上具有较强的针对性。
1.某工业厂房的工程概况和节能方案
某装配厂房位于我国西北地区，由装配大厅及两层办公附楼组成，建筑总面积25470平方米，长225米，宽108米，高16米，大厅为门式钢架结构，附楼为钢框架结构。该厂房的建筑外型新颖，西墙倾斜设计并为防止西晒设太阳能光伏板，南向设弧形钢板幕墙，屋顶设挑高斜形天窗，以航空飞行器为建筑隐喻，充满了力量感和运动感。
该工程设计参数和设计难点：1)温湿度考虑。多数房间为舒适性要求， 夏季平均26～28度；冬季18～20度；湿度无限制。2）新风量规定办公类房间的新风量标准为30立方米/（人•小时）装配大厅等生产性房间因人员密度小， 需同时满足室内空气清新度的要求， 新风换气次数不低于0. 5～1次/h。3）噪声限制，参照国标。4）有害物浓度。参照国家标准规定了建筑物中丙酮和乙酸乙酯量。该工业厂房的设计难点由几方面构成：1）设计空间高大。该装配厂房属于高大工业建筑，厂房内高精度、自动化的进口设备非常昂贵，全年有供暖与空调要求，能源消耗大。2）解决生产噪声大。由于装配厂房生产规模大，过程中噪音污染严重，加上该厂房地理位置特殊性，其北外墙距住宅区仅25 m，所以厂房的噪音控制要求严格。3）有害挥发性气体。该装配厂房内部生产过程中使用的胶料、稀释剂会产生丙酮、乙酸乙酯等挥发性气体， 会恶化室内空气环境的内因无法改变，要求在通风空调设计中明确合理解决方案。
该工业厂房暖通空调的节能设计：1）挑高斜形天窗。其目的在于改善自然采光、减少人工照明能耗，有效改善了自然通风效果。2）采用太阳能光伏板，有利于发电和改善室内热环境。3）其它设计技术的运用。有如南向弧形钢板幕墙、复合供暖方式、南北环路与温控、热媒梯级使用，通过设计上的灵活技术运用和优质材料的选用，达到空调系统的节能措施。以上例子说明了特殊工业厂房建筑的节能设计方案。
2.一般工业厂房暖通空调的节能设计
2.1负荷计算
根据《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）， 工业厂房的设计温度在12℃～21℃；我们平时遇到的厂房大多数为机械加工厂房，采暖室内设计温度可以取14℃～16℃，空调室内设计温度可以取26℃～27℃。工业厂房由于功能不同，负荷大小和组成差别较大。根据生产工艺的要求，有的厂房的要求新、排风量比较大，其新风负荷在总负荷重占得比例比较大。有的厂房常年进行热加工处理，厂房内部发热量比较大，而有的厂房内人员数量略多，劳动强度比较大，因而空调冷负荷中，湿负荷比较大等等。
2.2工业厂房的暖通空调设计中的冷热源选择
建于工业区内的大部分厂房，通常由厂区内锅炉房提供蒸汽。当厂区只有采暖用热或以采暖用热为主时，宜采用高温热水作为热媒。当厂区供热以工艺用蒸汽为主时，可采用蒸汽作为热媒，不过前提是卫生、技术和节能要求没有超限。一般情况下，车间厂房建筑由于造价原因不采用电采暖。在厂区内没有蒸汽或热水热源供应情况下，某些不存在易燃危险的车间可以采用燃气辐射采暖。对于冷源的选择，可考虑使用蒸汽热源溴化锂吸收制冷机组或使用VRV制冷机组。对于非严寒地区，冬季的供热，可以使用风冷热泵机组，夏季制冷，冬季制热。
2.3厂房大门的空气幕设置
厂房大门长时间开启，冷风侵入造成负荷量增大。所以，一般在寒冷地区的工业厂房，大门上方都要设置空气幕。对于厂房的主出入口大门比较高大的，贯流式空气幕的送风距离一般都无法满足使用要求，一般选择离心式空气幕。对于超大的出入口，应选择装配式厂房热空气幕，装配式热空气幕安装在大门的上方，形成一道热风幕。
2.4厂房内采暖通风空调方式的选择
针对不同的厂房，可以选择适合的采暖、通风、空调方式，并不拘泥于形式。1）厂房车间的通风。工业厂房车间通风一是可以开启外窗的自然通风，对于工种不同的车间，可以局部除尘处理，或排风处理。工种相同的车间，则可以全室通风。如果车间内的散热量不大，可采用屋顶自然采光通风器，实现节能减排。如果车间内的散热量巨大，则厂房通风除了满足新风要求、散热要求，还要满足除尘要求，排烟要求。如果厂房生产车间排出有害气体或烟尘，针对此类车间特点设计时，通过计算确定有害烟尘或气体的排放量，然后根据厂房的现有情况，采取的措施有两种，分别是全车间烟尘净化和局部排风净化处理。烟尘及有害气体的排放前要做处理，合理的排放量参照《工业企业设计卫生标准》。2）有关散热器的选择。选择散热器，原则上遵守：设备的实用性、适用性，及经济因素方面。对于负荷比较大的车间，可以选用钢制翅片管散热器，对于有腐蚀的厂房，还应选择耐腐蚀型的散热器。对于热负荷不大的车间，还可以选择光管散热器。对于资金有限的车间，可以选用铸铁散热器。散热器的选取，根据厂房自身特点而定，现阶段更应从环保节能角度考虑。
参考文献
[1] 乐有奋，潘茜，傅建勋，叶鸣. 某厂房暖通空调节能设计及室内噪声和空气污染控制[J].暖通空调，2010（9）.
[2] 张国鹏. 工业厂房暖通空调的节能设计探讨[J]. 公用工程设计，2010（5）.
[作者单位：1北京兴电国际工程管理有限公司北京110000 2中国建筑集团建设发展有限公司北京100101 3中国建筑一局（集团）有限公司北京100101]
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