機(jī)加工及總裝組合廠房通風(fēng)與空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)

【摘要】介紹了機(jī)加工及總裝組合廠房的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，從圍護(hù)結(jié)構(gòu)、通風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等方面優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出了多項(xiàng)節(jié)能措施。在工業(yè)建筑節(jié)能降耗方面作出了一些有益的探索。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)建筑；節(jié)能；降耗

1、工程概況

該組合廠房的特點(diǎn)是空間高大、設(shè)備多、發(fā)熱量大，通風(fēng)空調(diào)能耗大。設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于既要滿足室內(nèi)環(huán)境參數(shù)要求，又要考慮節(jié)能和降低運(yùn)行費(fèi)用。廠房特點(diǎn)具體如下：⑴該組合廠房屬于高大工業(yè)建筑，傳統(tǒng)機(jī)加廠房一般為兩跨，而該廠房為六跨設(shè)計(jì)，寬度達(dá)123.63米。⑵廠房室內(nèi)設(shè)備多，發(fā)熱量大，夏季室內(nèi)溫度要求滿足衛(wèi)生要求。數(shù)控區(qū)內(nèi)安裝有高精度、自動(dòng)化的進(jìn)口設(shè)備部位全年有溫度要求。⑶總裝廠房為滿足人員舒適要求，室內(nèi)環(huán)境全年有溫濕度要求。

2、節(jié)能措施

2.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能措施

⑴建筑離不開能耗，建筑日常能耗包括采暖、通風(fēng)、空調(diào)、供水、照明、電梯等能耗。在民用建筑中采暖、通風(fēng)與空調(diào)能耗約占建筑能耗的65%，而采暖、通風(fēng)與空調(diào)能耗與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，合理設(shè)計(jì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，優(yōu)化建筑物的體形系數(shù)、窗墻比以及遮陽(yáng)系數(shù)，能較大幅度地降低建筑能耗。

本工程參照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2005中有關(guān)規(guī)定進(jìn)行該廠房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。經(jīng)計(jì)算，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用保溫結(jié)構(gòu)后，空調(diào)冷負(fù)荷比傳統(tǒng)減少了17.6%，空調(diào)熱負(fù)荷比傳統(tǒng)減少了37.3%，節(jié)能效果顯著。

⑵本設(shè)計(jì)機(jī)加工廠房采用屋頂電動(dòng)挑高天窗，避免了在屋頂大面積設(shè)采光帶，即可以改善自然采光，減少人工照明能耗；又可以增加熱壓，改善自然通風(fēng)，減少長(zhǎng)時(shí)間機(jī)械通風(fēng)能耗和運(yùn)行費(fèi)用；還可以減少夏季太陽(yáng)輻射熱，改善室內(nèi)環(huán)境，減少空調(diào)能耗和運(yùn)行費(fèi)用。

2.2通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能措施

廠房夏季設(shè)備及圍護(hù)結(jié)構(gòu)余熱量為500kW。為了在滿足廠房全年衛(wèi)生環(huán)境要求的前提下使通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能高效地運(yùn)行，通風(fēng)設(shè)計(jì)考慮自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)、崗位送冷風(fēng)的綜合通風(fēng)方式。

2.2.1自然通風(fēng)

為節(jié)約通風(fēng)、空調(diào)能耗，降低運(yùn)行成本，針對(duì)該機(jī)加發(fā)熱廠房通風(fēng)優(yōu)先考慮采用自然通風(fēng)。設(shè)計(jì)初期，暖通專業(yè)針對(duì)建筑設(shè)屋面天窗，側(cè)墻設(shè)進(jìn)風(fēng)窗向建筑專業(yè)提出要求。經(jīng)過計(jì)算和土建專業(yè)反復(fù)商榷后，最終該廠房在跨度方向設(shè)兩個(gè)9米跨、3米高屋面天窗，廠房北、西、南側(cè)三面設(shè)6.9米高低位外窗。考慮到室外自然通風(fēng)的不穩(wěn)定性，天窗和高位外側(cè)窗采用電動(dòng)控制。當(dāng)自然通風(fēng)運(yùn)行時(shí)，屋頂電動(dòng)天窗、側(cè)墻高位電動(dòng)窗及低位百葉窗開啟。自然通風(fēng)量計(jì)算為：247524.8m3/h。

2.2.2機(jī)械通風(fēng)

由于自然通風(fēng)的不穩(wěn)定性，廠房另外考慮設(shè)置機(jī)械通風(fēng)。機(jī)械通風(fēng)采用風(fēng)機(jī)屋頂排風(fēng)，廠房屋面設(shè)32臺(tái)屋頂風(fēng)機(jī)，60臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)。考慮到廠房跨度大，中部地帶氣流組織差，廠房設(shè)機(jī)械進(jìn)風(fēng)，進(jìn)風(fēng)機(jī)房設(shè)在廠房北側(cè)，通過地溝送至廠房中部及西部地帶，機(jī)械補(bǔ)風(fēng)量為排風(fēng)量的40%，其余為自然補(bǔ)風(fēng)。機(jī)械通風(fēng)運(yùn)行時(shí)，屋頂電動(dòng)天窗、側(cè)墻高位電動(dòng)窗關(guān)閉，側(cè)墻低位窗及送風(fēng)機(jī)開啟。機(jī)械通風(fēng)量計(jì)算為：200695m3/h。

2.2.3機(jī)械通風(fēng)+崗位送冷風(fēng)

當(dāng)室外溫度>31℃時(shí)，自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)不能不滿足要求時(shí)，數(shù)控區(qū)崗位送冷風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)開始運(yùn)行，設(shè)計(jì)在數(shù)控區(qū)自動(dòng)化機(jī)床旁設(shè)46臺(tái)分體柜式空調(diào)器，總負(fù)荷200kW，室外機(jī)掛在屋頂天窗下?？照{(diào)系統(tǒng)開啟時(shí)數(shù)控區(qū)屋頂風(fēng)機(jī)、電動(dòng)天窗、側(cè)墻低位百葉窗關(guān)閉，側(cè)墻高位電動(dòng)窗開啟、普車區(qū)屋頂風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、側(cè)墻高位電動(dòng)窗開啟，側(cè)墻低位百葉窗關(guān)閉。廠房高處熱空氣通過屋頂風(fēng)機(jī)排出，數(shù)控區(qū)人員活動(dòng)區(qū)采用循環(huán)風(fēng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

2.3空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施

總裝廠房長(zhǎng)84米，寬42米，吊頂高10.6米，全年有空調(diào)需求。廠房設(shè)備發(fā)熱量為300kW，圍護(hù)結(jié)構(gòu)和新風(fēng)冷負(fù)荷為156kW?？紤]到廠房設(shè)備發(fā)熱量負(fù)荷的可變性，空調(diào)設(shè)計(jì)采用全空氣變風(fēng)量系統(tǒng)，冷熱源采用直接蒸發(fā)屋頂式空調(diào)機(jī)組，氣流組織采用上送上回，回風(fēng)量為送風(fēng)量的90%，新風(fēng)量為送風(fēng)量的10%。該系統(tǒng)具有明顯的節(jié)能效果，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

⑴加大空調(diào)送風(fēng)溫差

空調(diào)系統(tǒng)在滿足舒適和工藝要求的條件下，宜加大送風(fēng)溫差，減少能耗。本廠房室內(nèi)空間高大，空調(diào)采用旋流風(fēng)口上部送風(fēng)，送風(fēng)溫度為11℃，溫差達(dá)15℃，送風(fēng)量?jī)H為79207m3/h。若送風(fēng)溫差采用8℃，空調(diào)送風(fēng)量為148514.8m3/h。兩者比較，送風(fēng)溫差加大后空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷減少4%，送風(fēng)機(jī)耗電量減少48%。運(yùn)行成本大幅降低。

⑵選用高效、節(jié)能空調(diào)機(jī)組

設(shè)計(jì)采用直接蒸發(fā)屋頂式空調(diào)機(jī)組，該機(jī)組采用制冷劑與空氣直接換熱的直膨式高效循環(huán)系統(tǒng)，機(jī)組取消了冷凍水系統(tǒng)間接換熱的中間環(huán)節(jié)，降低了耗損能量利用率比采用冷凍水空調(diào)系統(tǒng)有所提高。另外，該機(jī)組可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，根據(jù)廠房室內(nèi)負(fù)荷變化自動(dòng)增減荷載；送風(fēng)機(jī)采用變頻控制，根據(jù)季節(jié)不同調(diào)節(jié)送回風(fēng)量，過渡季節(jié)可全新風(fēng)運(yùn)行，節(jié)能低耗，大大降低運(yùn)行費(fèi)用。

3.結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，目前越來(lái)越多的工業(yè)建筑也開始注重室內(nèi)環(huán)境溫度的舒適性，工業(yè)建筑采暖、通風(fēng)、空調(diào)能耗正逐年增加。節(jié)能不再只涉及民用建筑，工業(yè)建筑因體量大，能耗也大，所以在節(jié)能方面大有可為。本設(shè)計(jì)以節(jié)約能源、減少運(yùn)行費(fèi)用為主導(dǎo)理念，在通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能、降低運(yùn)行成本方面作出了一些有益的探索，有不足之處還望指正。

參考文獻(xiàn)

[1]簡(jiǎn)明通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)建筑工業(yè)出版社

作者簡(jiǎn)介

續(xù)穎，女，1976年6月，大學(xué)，高級(jí)工程師。