大空間工業(yè)建筑暖通空調(diào)的設(shè)計與節(jié)能

吳昌杰

（北京博鼎誠工程設(shè)計有限公司廣州分公司 廣州 510000）

引言

隨著我國經(jīng)濟實力的不斷提升，我們越來越重視“以人為本”的思想理念，對工人工作環(huán)境舒適度的要求也越來越高。在我國大空間工業(yè)建筑持續(xù)增長的背景下，大空間工業(yè)建筑暖通空調(diào)的設(shè)計與安裝的需求也不斷增加。一般情況下，大空間工業(yè)建筑的暖通空調(diào)在實際運行過程中能耗相對較多，需要對其合理的設(shè)計，降低能耗，如果存在了不合理的設(shè)計，工作環(huán)境的舒適度會大幅度的降低，同時還會造成能源的浪費。因此對大空間工業(yè)建筑暖通空調(diào)的設(shè)計需要根據(jù)實際情況來進行全面的分析，最終不斷的促進暖通空調(diào)設(shè)計在該領(lǐng)域的發(fā)展。

1 大空間工業(yè)建筑暖通空調(diào)設(shè)計的難點

在大空間工業(yè)建筑當中，在供暖方面、制冷方面以及通風(fēng)方面需要做到最大限度的滿足生產(chǎn)需求?，F(xiàn)階段的工業(yè)建筑空間均根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求緊湊設(shè)計，最大化的利用土地資源，在此種背景下必將會造成暖通空調(diào)系統(tǒng)緊湊的設(shè)計與安裝空間，也必將導(dǎo)致暖通空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)的復(fù)雜性，增加系統(tǒng)管網(wǎng)的能耗，影響暖通空調(diào)系統(tǒng)的溫濕度控制效果，造成能源的浪費。對大空間工業(yè)建筑內(nèi)部而言，建筑高度相對較高，其上下溫度梯度的變化會相對較大，對其在空調(diào)送風(fēng)方面會帶來相對較大的難度。在進行大空間工業(yè)建筑的送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計時，一般都會采用上送下回的方式，在實際的施工過程當中，需要根據(jù)實際的使用要求來對送風(fēng)口的送風(fēng)量和送風(fēng)角度進行調(diào)整，但這種送風(fēng)方式，對重點部位的送風(fēng)照顧不夠，大量的能源沒能得到充分的利用。因此我們會輔助性的，在距地面3m左右的地方加設(shè)送風(fēng)口。從上述當中可以看出在實際的施工當中，對于送風(fēng)口的位置選擇是一個相當重要的難點，需要在實際情況的基礎(chǔ)上對送風(fēng)量進行精準的設(shè)計。

在某城市的大廠房設(shè)計當中，若采用全空氣集中式空調(diào)系統(tǒng)，單臺機組的風(fēng)量和風(fēng)管截面均很大，大截面的空調(diào)風(fēng)管將占用很多有效空間；若廠房有天車，還將影響建筑物的使用功能和同時增加建筑高度；若將空調(diào)機組設(shè)置在專用機房，將增加建筑成本。不設(shè)專用機房，將機組設(shè)置在廠房中的平臺上，機組噪聲又會惡化工作區(qū)的生產(chǎn)環(huán)境。故對高度大于10m且體積為10000m3左右的廠房，基本上就按分層空調(diào)的形式進行氣流組織設(shè)計，較多采用半集中式空氣－水空調(diào)系統(tǒng)，即：對上部非空調(diào)區(qū)域采用自然和機械相結(jié)合的通風(fēng)方式，下部工作區(qū)域的冷、熱負荷由大型水表冷柜式或懸掛式空調(diào)機組負擔(dān)，以柱網(wǎng)為單元，采用可調(diào)節(jié)送風(fēng)角度的射流方式，經(jīng)計算使工作區(qū)處在渦流區(qū)域。溫濕度控制按照負荷特點，如不同朝向、內(nèi)區(qū)與外區(qū)，以柱網(wǎng)為單元設(shè)置溫濕度傳感器，控制該區(qū)域內(nèi)大型水表冷柜式或懸掛式空調(diào)機組電動水閥的開度，做到分區(qū)控制和管理，避免某些區(qū)域過冷或過熱。

2 大空間工業(yè)建筑暖通空調(diào)設(shè)計與節(jié)能

2.1 暖通空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計與節(jié)能

在暖通空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計方面，系統(tǒng)需要擁有更好的運行性能，需要將空調(diào)水系統(tǒng)進行區(qū)分，按照水系統(tǒng)的實際承載壓力以及承載能力進行區(qū)域劃分。在這個過程當中需要保證其分區(qū)的合理性，對每一個設(shè)備進行合理性的分析，比如空調(diào)系統(tǒng)所承受的壓力、管道所承受的壓力等等。在這個過程當中，還可引用最新科技，比如可以利用變頻技術(shù)來降低空調(diào)自身的能源消耗現(xiàn)象，實現(xiàn)能源的節(jié)約，最終達到保護環(huán)境的目標。在日常暖通空調(diào)的使用過程中，空調(diào)水系統(tǒng)所產(chǎn)生的污垢需要及時的清洗，避免對空調(diào)水系統(tǒng)的傳熱效率造成影響，避免不必要的能耗。

2.2 減少開啟設(shè)備的時間和開啟設(shè)備的臺數(shù)

在暖通空調(diào)的開機臺數(shù)和開機時間段方面都需要根據(jù)不同的季節(jié)和時間來進行合理的安排，比如在春秋季節(jié)，室外溫度相對室內(nèi)較低，可以直接利用室外的干凈的清風(fēng)來排除室內(nèi)余熱，減少開啟設(shè)備的臺數(shù)，達到節(jié)能的效果。在冬季和夏季，室內(nèi)外溫差相對較大，需要對大空間工業(yè)廠房的格局進行科學(xué)合理的設(shè)計，在間斷需要供暖空調(diào)的房間，需要分系統(tǒng)設(shè)計，按實際需求提供供暖空調(diào)，減少開機數(shù)量和時間，達到節(jié)能的目的。

另外空調(diào)機組的各個新風(fēng)口可以根據(jù)室外新風(fēng)狀況，運用電動風(fēng)閥來進行調(diào)節(jié)，這樣既可以保證室內(nèi)的空氣質(zhì)量同時還可以降低能耗。通常情況下，大空間建筑閑置的時間較長，并沒有頻繁的使用效率。在北方考慮節(jié)能可以采用空調(diào)和散熱器相結(jié)合的方式進行供暖。如果沒有使用的時候，可以利用散熱器進行溫度的維持，從事生產(chǎn)時，再由空調(diào)系統(tǒng)在人員密集的地方進行熱量的補充。

2.3 合理安排冷卻塔風(fēng)扇的開啟臺數(shù)

在空調(diào)系統(tǒng)的使用能耗當中，冷卻塔的能耗相對較大，可以利用降低冷卻塔的耗電的方式來達到節(jié)能的目標。在一般情況下，夏季的氣溫相對較高，可以開啟全部的冷卻塔風(fēng)扇，而在其他時間段就沒有必要全部開啟冷卻塔風(fēng)扇。通常情況下要根據(jù)溫度來合理控制開啟的冷卻塔風(fēng)扇數(shù)目，同時控制冷卻水機組的進水溫度在26～32℃之間。而具體多少的進水溫度才能達到整個空調(diào)系統(tǒng)最節(jié)能狀態(tài)，需要根據(jù)實際情況來做出進一步的研究。

2.4 散熱器的合理布置

在散熱器的布置方面，需要達到科學(xué)合理的效果。大空間工業(yè)建筑的占地面積相對較大，需要精確計算建筑圍護建構(gòu)的熱負荷，散熱器盡可能布置在外窗窗臺下，采用同程系統(tǒng)布置，如果單獨采用散熱器供暖的形式，仍無法滿足熱負荷時可以根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求在不影響生產(chǎn)的前提下，局部增加設(shè)置空調(diào)熱風(fēng)供暖或者輻射供暖系統(tǒng)。對于輔助室進行供暖，在其室內(nèi)配備了雙管散熱器，并單獨配給了控溫閥，使用人員可以根據(jù)現(xiàn)場溫度需要，進行實時的調(diào)節(jié)。

2.5 合理設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)

在大空間工業(yè)建筑暖通空調(diào)的設(shè)計當中，為了提高生產(chǎn)環(huán)境的舒適性，就需要合理的設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)實際情況來制定出合適的室內(nèi)溫度，并且在過高或者過低的情況下都可進行末端風(fēng)量調(diào)整。在計算的過程當中，需要根據(jù)設(shè)計溫度、建筑的實際情況，進行精確的計算。一般情況下，空調(diào)系統(tǒng)耗能的高低和室內(nèi)的保溫效果、建筑物的工程結(jié)構(gòu)、室內(nèi)發(fā)熱量有很大的關(guān)系。如果建筑的保暖效果不佳，例如使用了大面積的外窗，這將造成大量的能源損耗，這無疑要增加空調(diào)系統(tǒng)的耗能。因此室內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計需要與建筑等其他專業(yè)配合協(xié)調(diào)優(yōu)化設(shè)計。如果有必要，我們可以在建筑四壁上設(shè)置保暖層，這將大大增加建筑的保暖效果。與此同時，還可考慮合理的開發(fā)利用太陽能，降低暖通空調(diào)的能耗。

在南方某城市的一個2000m2的生產(chǎn)主廠房（丙類）當中有一間110m2的甲類車間，有很多設(shè)計者為保險起見，將整個廠房空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計成直流，這樣一來能耗增加很大，認為這樣符合規(guī)范要求，能通過審查。這只是2000m2的例子，而實際工程有時面積比這大得多，能耗損失巨大。筆者認為，只要將這110m2房間的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計成相對主廠房為負壓，而且在其中設(shè)置了危險氣體自動報警系統(tǒng)，并與事故風(fēng)機聯(lián)鎖的安全措施，則1890m2主廠房的空調(diào)系統(tǒng)完全可以是循環(huán)系統(tǒng)。這是合理合法的設(shè)計，與合法設(shè)計有出入。

2.6 堅持節(jié)能減排

在日常的生產(chǎn)過程中，需要堅持節(jié)能減排，實現(xiàn)對大量能源的有效節(jié)約。大空間工業(yè)建筑的換氣量一般比較大，在此種情況下，可以在新風(fēng)口配置熱回收系統(tǒng)，在換氣過程中對排出氣體的能量進行有效的回收，同時新送進的氣體可以有效利用這部分能源，這無疑會降低很多的能源消耗。熱回收系統(tǒng)還可以起到對空氣的有效過濾，實現(xiàn)其經(jīng)濟效益。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著我國人民生活質(zhì)量不斷地提高，工業(yè)發(fā)展在不斷地進步，人們越來越重視以人為本，也越來越重視人們生產(chǎn)環(huán)境的舒適性，特別是大空間工業(yè)建筑的舒適性，這引起了社會各界的廣泛關(guān)注。因此需要對大空間工業(yè)建筑的暖通空調(diào)進行全面的分析和設(shè)計，需要對實際的使用需求做出分析和研究，需要保證暖通空調(diào)在滿足生產(chǎn)工藝的同時，還要做到最大限度的優(yōu)化，降低空調(diào)系統(tǒng)本身的成本投入低，提升空調(diào)的使用效率，最終將空調(diào)的節(jié)能優(yōu)化發(fā)揮到最大水平，實現(xiàn)其經(jīng)濟效益和社會效益。

[1]陳玲，顏偉華.對工業(yè)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計措施的探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2017（25）：2843.

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