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)計探討
楊超
(華為技術(shù)有限公司北京100085)
隨著項目設(shè)計廠房量的不斷增加,工業(yè)廠房暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計既環(huán)保又實用。工業(yè)廠房建筑跟普通的民用建筑不一樣,其設(shè)計經(jīng)過多受制于工藝專業(yè)的需求。工業(yè)廠房暖通空調(diào)設(shè)計形形色色,生產(chǎn)工藝的不一樣對其需求也不一樣,所以需要針對不一樣的工業(yè)廠房的詳細狀況,做出具備相對強針對性的設(shè)計。
工業(yè)廠房;暖通空調(diào);節(jié)能設(shè)計
位于中國西北地區(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236m,寬116m,高18m,為門式鋼架構(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)計并為避免西曬設(shè)太陽能光伏板,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,充滿了力量感與運動感。
本項目設(shè)計參數(shù)與設(shè)計難點: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℃;濕度沒有限制。②新風(fēng)量規(guī)定辦公類房間的新風(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,要同時滿足室內(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,依照國標(biāo)。④有害物濃度。依照國家規(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)計難點從多個方面組成:①設(shè)計空間高大。該裝配廠房屬于高大工業(yè)建筑,廠房內(nèi)高精度、自動化的進口設(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。因為裝配廠房生產(chǎn)規(guī)模大,生產(chǎn)過程中噪音污染嚴(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。該裝配廠房內(nèi)部生產(chǎn)過程中應(yīng)用的膠料、稀釋劑會形成丙酮、乙酸乙酯等揮發(fā)性氣體,會讓室內(nèi)空氣惡化,由于不能改變廠房內(nèi)部環(huán)境,需要在通風(fēng)空調(diào)設(shè)計中采取適當(dāng)解決方案。
2.1工業(yè)廠房暖通空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)計的通常規(guī)定
(1)對于生產(chǎn)廠房和輔助建筑物,當(dāng)使用采暖通風(fēng)達不到工藝對室內(nèi)溫濕度需求時,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)荷特點相差相對大的內(nèi)區(qū)和四周區(qū),還有同一時間內(nèi)要分別實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)對于全年運行的集中式空調(diào)系統(tǒng),要使用單風(fēng)管式的多工況運行形式。
(2)冷熱負(fù)荷變化相對大的單區(qū)系統(tǒng)或冷熱負(fù)荷差異相對大的多區(qū)系統(tǒng),要使用變風(fēng)量系統(tǒng)。
(3)空氣調(diào)節(jié)房間相對多,而且每一個房間要求獨立調(diào)節(jié)的工業(yè)廠房,條件許可時,要使用風(fēng)機盤管加新風(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別房間有空氣調(diào)節(jié)需求時,要使用全體式空氣調(diào)節(jié)機組;需要全年空氣調(diào)節(jié)的房間,當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟相對適當(dāng)時,要使用熱泵式空氣調(diào)節(jié)機組。
(5)有害氣體濃度相對大,空調(diào)負(fù)荷和其變化相對大的工業(yè)廠房,要使用低速全空氣單風(fēng)道系統(tǒng)。
3.1負(fù)荷設(shè)計
冷負(fù)荷和熱負(fù)荷節(jié)能控制問題始終是暖通空調(diào)設(shè)計中的核心研究問題。因為工業(yè)廠房和陳舊民用住宅所用的空調(diào)設(shè)計要求不一樣,工業(yè)廠房的暖通空調(diào)設(shè)計所牽涉到的問題也就不一樣。通常來說,根據(jù)《采暖通風(fēng)與空調(diào)節(jié)能設(shè)計標(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,假如只以廠房車間四周建筑的室內(nèi)溫度去部析冷熱負(fù)荷問題實則并不可靠。也就是說,由于很多工業(yè)廠房的生產(chǎn)工藝特點和要求不一樣,能夠見得其暖通空調(diào)的排風(fēng)量要求相對大,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,不過這里存在一個前提,那就是都沒有超過限制的技術(shù)、衛(wèi)生與節(jié)能。因為造價等經(jīng)濟因素,廠房的供暖不適合應(yīng)用電采暖。對于一些易燃危險不存在的,同時廠區(qū)內(nèi)又沒有蒸汽或者熱水熱源提供的車間,可以選用燃氣輻射采暖。選取冷源的時候,可以思考選用VRV制冷機組或者蒸汽熱源溴化鋰吸收制冷機組。在并不是非常嚴(yán)寒的區(qū)域,冬季供熱能夠選用風(fēng)冷熱泵機組,這樣既能夠在夏季制冷,冬季又能夠制熱。
3.3廠房大門的空氣幕設(shè)置
因為廠房總是要通過一段相對長的時間才會被開啟,因此在冷風(fēng)侵入的時候會導(dǎo)致負(fù)荷量加大的狀況發(fā)生,為此,在寒冷區(qū)域的廠房通常會在大門上方布置空氣幕。當(dāng)廠房主出入口大門太過高大,如果是選用貫流式空氣幕是不可以滿足通常的送風(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,最好選用裝配式廠房熱空氣幕,在廠房大門的上方把其安裝,從而產(chǎn)生一道熱風(fēng)幕。
3.4散熱器的選擇
對于負(fù)荷相對大的車間,能夠選用鋼制翅片管散熱器,因為其散熱面積大,獨立體積的散熱器其散熱量非常大,假如依然不可以滿足負(fù)荷要求,就需要加設(shè)暖風(fēng)機幫助采暖了,當(dāng)然這也需要得到工藝專業(yè)的同意。對于粉塵相對多的車間,就不適用這類散熱器了,因為其翅片內(nèi)會積對粉塵,很難清理,稍長時間,散熱效果就會大大影響,要選取鋼制柱式散熱器。對于有腐蝕的廠房,還要選取耐腐蝕型的散熱器。廠房車間的幫助用房,經(jīng)濟條件許可,能夠選取銅鋁復(fù)合散熱器或鋼制柱型散熱器。對于熱負(fù)荷不大的車間,我們還能夠選取光管散熱器,同時它還有容易整理的優(yōu)勢。對于希望節(jié)約造價的車間,當(dāng)然要選取鑄鐵散熱器了。廠房的空間通常相對高大,選取加熱全車間內(nèi)的空氣溫度是相對耗費能源的,可以的話,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)廠房車間的通風(fēng)
工業(yè)廠房的通風(fēng)不局限于能開啟外窗的自然通風(fēng)形式。相同的工種一樣的車間內(nèi),能夠做全室的通風(fēng)換氣。當(dāng)車間內(nèi)的散熱量不是非常大的時候,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,實現(xiàn)無動力散熱排風(fēng)。但是某些車間的面積超大,因為生產(chǎn)的要求,散熱量相對大,以自然通風(fēng)形式是不能滿足通風(fēng)散熱需求的。廠房的通風(fēng)除了要滿足新風(fēng)需求、散熱需求,還要滿足除塵需求,排煙需求。某些廠房的生產(chǎn)會形成有害的氣體或煙塵(例如焊接車間),對于這類車間,設(shè)計師要和工藝專業(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)模來決定,是做全車間煙塵凈化,還是部分排風(fēng)凈化解決。對于有害氣體、排放的煙塵,還要在排放前做相關(guān)的解決,使之滿足《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生規(guī)范》。
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)機組的開機時間縮短,節(jié)約大量能耗,經(jīng)濟效益明顯。但因為工業(yè)廠房內(nèi)部構(gòu)造和作用的很多約束,怎樣把自然通風(fēng)的設(shè)計做好是值得探討的問題。但不管詳細設(shè)計方案怎樣,一定要可以確保這種設(shè)計方案可以滿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)計方案施展出實質(zhì)效用。
[1]康凱,高康明,王小軍.電子廠房空調(diào)設(shè)計探討[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2013(15).
[2]張國鵬.工業(yè)廠房暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2010,08.
TU831
A
1673-0038(2015)40-0239-02
2015-9-21