北京建筑大学北京100044;
军委机关事务管理总局黄寺区域组织协调组北京100120
摘要:民用建筑物中由于舒适性的要求大多数都设置了暖通空调,而对于工业厂房,由于职业卫生及职业病防治等相关规范条文的规定,暖通更加不可缺少。暖通专业在设计中贯穿设计流程的始终,对后续的使用有着重要的影响,不重视设计阶段,可能会带来使用上的不便。
关键词:工业建筑;暖通;设计
1.工业厂房暖通空调设计的研究
1.1负荷计算方面.根据《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)要求,工业厂房的冬季采暖设计温度在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℃~l6℃,夏季空调室内设计温度可以取26℃~27℃。如果单从室内设计温度就妄断厂房车间类建筑的冷热负荷并不大,那就错了。实际上,各类车间的负荷大小和组成千差万别。由于生产工艺的要求,厂房的消防等级建筑类别都有着非常大的差别,按不同建筑类别及不同生产工艺的要求,不同的厂房对新、排风量不同,而新风负荷在总负荷中所占比例较大,不同类型的厂房由于新风负荷的不同,即使厂房同等面积,有的厂房空调负荷也相对较大。同时,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,人员湿负荷比较大。
1.2散热器的选择
对于负荷比较大的车间,可以选用钢制翅片管散热器,由于其散热面积大,单位体积的散热器其散热量很大,如果仍然不能满足负荷需求,就需要增设暖风机辅助采暖了,当然这也需要征得工艺专业的同意。对于粉尘比较多的车间,这类散热器就不适用了,由于其翅片内会积对粉尘,难于清理,时间稍长,就会大大影响散热效果,应选择钢制柱式散热器。对于有腐蚀的厂房,还应选择耐腐蚀型的散热器。厂房车间的辅助用房,经济条件允许,可以选择铜铝复合散热器或钢制柱型散热器。对于热负荷不大的车间,我们还可以选择光管散热器,同时它还有容易清理的优点。对于希望节省造价的车间,当然要选择铸铁散热器了。厂房的空间一般比较高大,选择加热全车间内的空气温度是比较耗费能源的,可能的话,严寒地区的工业厂房应采用区域辐射采暖或地板辐射采暖。需要注意的是地板辐射采暖,仅适用于地面结构荷载不大的轻工业厂房。
1.3工业厂房暖通设计中冷热源的选择
工业厂房建筑多是布置在工业区内,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,在不违反卫生、技术和节能要求的条件下,可采用蒸汽作为热媒。一般情况下,车间厂房类建筑是不采用电采暖的,原因很简单,工业用电价格比较高。即使是民用建筑如果没有拿到当地供电部门的特殊优惠,其运行价格也令业主难以承受。如果厂区内没有蒸汽或热水热源,某些不存在易燃危险的车间可以采用燃气辐射采暖,这也是一种比较经济的采暖方式。对于冷源的选择,也应结合厂区的实际情况,在尽可能减少投资的前提下,选用高效节能环保产品。在厂区较大且厂区综合管理的考虑可以综合厂区整体负荷设置集中式制冷站房,冷冻水通过管道输送到各个车间,管道敷设可埋地可架空;若考虑各个车间自行管理的便利,可根据各个车间负荷情况在各个车间设置制冷站房,制冷机组可使用蒸汽热源溴化锂吸收制冷机组或高效水冷离心式制冷机组,厂房辅助用房可使用分体空调或VRV制冷机组。对于非严寒地区及严寒地区,可以使用热泵型机组,夏季供冷,非严寒地区冬季供热,严寒季节可在过渡性季节采用空调制热。
1.4厂房大门需采用空气幕设计
工业厂房的大门一般为了作业人员行动与交流方便,经常会长时间开启大门,所以很容易造成冷风或冷气对厂房温度的影响。因此,在寒冷地区的工业厂房中,在设计时根据这一问题可以考虑在大门处可设计空气幕来解决此类问题。但值得指出的是,设计时避免将暖气片与空气幕设置在一起,否则会丧失空气幕应用时的调温作用,并且这样设计也违背了《采暖规范》中的设计要求规定。具体设计时,可基于以下几个方面考虑。首先,厂房主用大门出入口比较高,如果以贯流式空气幕形式就不能高效地发挥出送风功能,从而影响其实际使用效果。所以,应当利用离心式空气幕解决此类问题;其次,对于超大进出门而言,应当配置装配式热空气幕。为此,应尽量在安置时能够将其置于大门上方,风口以门的两侧进行安置,起到相互对吹形成热风幕的应有效用。即避免外部冷空气对室内温度造成的不利影响。
1.5通风管道的布置设计
在重工业的车间内,一般会布置有铁轨,供火车和轨道小车使用,柱子上面也会有牛腿,上面布置轨道,供门式吊车使用。有铁轨的地方一般很难布置暖沟,管道架空敷设时,应与多个专业相配合,与压缩空气管道,电气桥架,乙炔管道等保持合适的间距,协调布置。管道系统的设计中,不光是要考虑到车间内的气流组织,同时要注意了解车间内的可动机械设备的动作范围和生产流程,避免出现管道布置的位置与吊车或滑轨等工艺装置的冲突。车间内的空调设计更为灵活。选用屋顶式高大空间通风单元空调或大空间区域空调机,这种空调形式,免去了风管的布置,既可以将机组布置在屋顶,也可以将机组在侧墙上,设计更为灵活。
2工业厂房暖通空调设计应注意的事项
2.1热加工车间的隔热设计
有热加工工种存在的车间,不光考虑以上提到的一般性内容,还有一项隔热设计。一些车间内工作区域内温度过高,需要为工人提供相应的隔热防护措施,防止工人中暑或烫伤。同时应设计有供工人降温休息的区域性小房间。
2.2洁净通风空调设计
对于有洁净度要求的厂房,要设计洁净通风空调。设计时,要严格遵守工艺的洁净度等级要求,来设计系统方式。洁净空调的设计有以下几个需要注意的地方:1)确定是否为单向气流。2)选择合适的气流方向,是水平气流还是垂直气流。3)选择合适的空气过滤器,除了初效过滤器,中效过滤器外,高效过滤器的选择也尤为重要。此外过滤器的阻力损失,和使用寿命,也是关键的参数。4)洁净空调系统内的,吹淋室、传递窗是容易被设计者忽视的地方。
结语
总之,工业厂房的暖通空调设计往往涉及到的问题颇多。但不论具体设计方案如何,必须能够保障该种设计方案能够满足自身单位厂房的工作环境、工作条件、以及生产工艺等,以此才能使设计方案发挥出实质效用。
参考文献:
[1]詹卫红.多层厂房的空调系统设计及分析[J].能源与节能,2013(02)