大空間工業(yè)廠房暖通空調(diào)設(shè)計與節(jié)能分析

杜瑞環(huán)

（河北鋼鐵集團礦山設(shè)計有限公司，河北唐山063700）

1 引言

國家對于基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也越來越重視，尤其是在大空間場館建設(shè)中的投入越來越多。大空間工業(yè)廠房屬于大空間場地。通常大空間工業(yè)廠房都會采用能保證人體舒適性的建筑暖通空調(diào)。但是大空間設(shè)計中的各種問題和建筑環(huán)境本身的特殊性，給大空間暖通設(shè)計帶來了很多困難。如果設(shè)計不好也會出現(xiàn)很多的問題，例如，調(diào)溫效果不好，送風(fēng)效果差，甚至可能直接影響到室內(nèi)的采暖效果。

2 大空間工業(yè)廠房中的暖通空調(diào)設(shè)計

作為由一個或者多個冷熱源系統(tǒng)和多個空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成的暖通空調(diào)系統(tǒng)，通常需要通過液體汽化吸熱的原理，達到一定的制冷效果，以此來抵制室內(nèi)的高溫負(fù)荷。而制熱系統(tǒng)則可以為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供一定的熱量，以此來達到抵消室內(nèi)環(huán)境中的冷負(fù)荷。對于暖通系統(tǒng)的要求，不僅僅是要為室內(nèi)提供溫控調(diào)節(jié)的作用，更要具有精美的外觀，且四季均可運行的特點[1]。

大工業(yè)廠房一般都擁有較大的施工作業(yè)面積，室內(nèi)都有很大的空間。在這樣的大空間內(nèi)，如果空氣循環(huán)不好，就容易造成溫控系統(tǒng)的實際效果很難達到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在冬天和夏天的室溫控制的問題上，很容易出現(xiàn)室內(nèi)溫度不均衡的狀態(tài)。為了滿足大空間建筑內(nèi)的采暖問題，以及夏季的制冷和熱水供應(yīng)等需求，通常會對大工業(yè)廠房內(nèi)單獨設(shè)計熱源。但是由于目前的大空間室內(nèi)設(shè)計越來越緊湊，為了達到美觀、節(jié)約面積和統(tǒng)一調(diào)控的目的，往往會將所有暖通系統(tǒng)一設(shè)計在一個單獨的房間內(nèi)，通常是在建筑的地下室或者是室內(nèi)專門的鍋爐房內(nèi)。這樣雖然有利于對整個廠區(qū)的供暖或制冷系統(tǒng)統(tǒng)一管理，但是也會造成整個空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)相對復(fù)雜。這樣做的弊端就是一旦出現(xiàn)設(shè)計不合理時，就會出現(xiàn)管網(wǎng)的能量散失較大，進而會造成室內(nèi)的溫控效果差，能源浪費和供暖成本增大等問題。如大工業(yè)廠房等一些面積較大的地方，屋內(nèi)的室內(nèi)建筑高度較高，這也給大空間建筑內(nèi)的控溫介質(zhì)輸送帶來了很大的問題，會造成類似系統(tǒng)水壓較大、不穩(wěn)定等問題，從而加大了給管網(wǎng)水平運輸?shù)膲毫?，造成大建筑?nèi)的溫控效果差等問題。

3 大空間工業(yè)廠房暖通空調(diào)設(shè)計中的難點

暖通空調(diào)系統(tǒng)作為大空間場館設(shè)計中的一個難點，不僅要在設(shè)計時滿足室內(nèi)美觀、均衡供暖和制冷、室內(nèi)熱水供應(yīng)等基礎(chǔ)問題，同時，也要避免對能源的浪費，實現(xiàn)供暖成本的控制以及實際操作的方便性。這就對設(shè)計的合理性和科學(xué)性提出了很高的要求。

3.1 暖通空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計差

由于暖通空調(diào)的使用范圍和地點，使其控制系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性。很多建設(shè)單位過多地考慮建設(shè)成本，使得暖通空調(diào)的設(shè)計不能滿足技術(shù)水平要求，進而使其控制系統(tǒng)的運行較差?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計效果差，將直接影響暖通空調(diào)的運行情況。一方面表現(xiàn)在，控制系統(tǒng)的設(shè)計不夠科學(xué)合理，使得暖通空調(diào)的運行系統(tǒng)水平無法得到進一步的提高，另一方面表現(xiàn)在，控制系統(tǒng)較差的設(shè)計使其對各個系統(tǒng)的控制和信號處理能力較差，因而導(dǎo)致暖通空調(diào)控制系統(tǒng)在運行的過程中不能及時處理和傳遞信號，很大程度地影響了空調(diào)的運行。

3.2 大工業(yè)廠房內(nèi)層高設(shè)計導(dǎo)致溫控難度增大

大工業(yè)廠房內(nèi)的設(shè)計通常是層高較高的，這樣的設(shè)計有利于廠房內(nèi)的采光和場內(nèi)生產(chǎn)建設(shè)，但是層高也導(dǎo)致了溫控介質(zhì)的輸送出現(xiàn)問題。建筑層高的問題通常會導(dǎo)致溫控系統(tǒng)水壓力較大，這樣就會給管網(wǎng)在地面水平的運輸帶來很大的問題。因為建筑層高偏高，空間內(nèi)溫度上下梯度變化較大，這就會直接導(dǎo)致室內(nèi)的溫控效果差，使空調(diào)的送風(fēng)效果出現(xiàn)偏差，進而增加了室內(nèi)制冷或者制熱難度和能耗。

3.3 溫控系統(tǒng)送風(fēng)位置選擇難

目前，在大空間工業(yè)廠房中的送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計上，主要是采用上送下回的方式來對大空間進行整體的溫控。在實際的操作中通常是要根據(jù)實際的使用需求，選擇在廠房內(nèi)的不同位置設(shè)計送風(fēng)口，在實際操作中也會根據(jù)使用需求，對廠房內(nèi)的送風(fēng)口的位置、數(shù)量和送風(fēng)口角度進行設(shè)計和調(diào)整[2]。但是這種方式依然是不能對重點的送風(fēng)位置增加風(fēng)量，只能通過在重點位置增加送風(fēng)口。所以在大空間工業(yè)廠房的溫控設(shè)計中，送風(fēng)口位置的選擇也非常重要。

3.4 日常能耗大

通常，在大空間工業(yè)廠區(qū)內(nèi)，選擇開啟暖通空調(diào)系統(tǒng)是非常耗電的。從開啟到真正能感覺到效果以及關(guān)閉后的冷卻都需要消耗很多的能源。在日常使用中，如何用最小的能耗創(chuàng)造最好的暖通效果，也是一個非常大的問題。

4 設(shè)計與節(jié)能

為了能使用最少的場地，最小的能耗產(chǎn)生最大的控溫效果，必須要考慮實際的場地設(shè)計。要根據(jù)設(shè)計溫度、場地實際情況、預(yù)期效果等，對場地面積和控溫環(huán)境進行精細(xì)計算?？照{(diào)系統(tǒng)自身能耗的高低、室內(nèi)保溫效果以及建筑物本身的結(jié)構(gòu)和室內(nèi)自身發(fā)熱量等因素都應(yīng)該考慮在設(shè)計內(nèi)。如果室內(nèi)場地本身的保暖效果不佳，或者使用了大量的落地窗等設(shè)計，將造成場地自身熱量損失嚴(yán)重。為了應(yīng)對這樣的問題，就必須做好室內(nèi)場地的保溫措施，在室內(nèi)盡量避免使用或者不用大面積落地窗作為增加采光的手段。

現(xiàn)有的送風(fēng)系統(tǒng)中，在送風(fēng)過程中產(chǎn)生的負(fù)荷占到了總負(fù)荷的30%以上，所以在送風(fēng)過程的設(shè)計上，應(yīng)該盡量設(shè)立可調(diào)節(jié)風(fēng)量的送風(fēng)系統(tǒng)，不僅提高了室內(nèi)的舒適度，也增加了對能耗的控制，避免在送風(fēng)系統(tǒng)中消耗過多的能量。送風(fēng)系統(tǒng)在換氣的過程中也常常會排出氣體，對這些氣體進行有效回收利用，減少能源消耗。同時，增加智能室內(nèi)溫控系統(tǒng)，在發(fā)現(xiàn)室內(nèi)溫度過低或過高時，自動對出風(fēng)口進行關(guān)閉處理[2]。

5 結(jié)語

室內(nèi)溫控系統(tǒng)，尤其是大空間工業(yè)廠區(qū)的暖通空調(diào)系統(tǒng)能有效地提高室內(nèi)工作人員的工作環(huán)境舒適度。為了在給大家提供良好環(huán)境的同時，減少對能源的消耗和浪費，有效利用資源，就必須在室內(nèi)溫控系統(tǒng)的設(shè)計上多花些功夫，在實際的設(shè)計中要多方考慮，精細(xì)化測量實際環(huán)境，要在設(shè)計時考慮對建筑的層高、窗戶數(shù)量、大小等可能影響實際效果的因素。在規(guī)劃場地實際運用的過程中，要注意場地內(nèi)的實際使用需求，減少資源的浪費，對于會增加能耗或者降低溫控效率的因素要多加考慮，盡量解決這些問題，達到節(jié)能高效的效果。

綜上所述，當(dāng)前我國的大多數(shù)大空間廠房的暖通空調(diào)設(shè)計和節(jié)能性仍存在一定的問題，有著明顯的改進和創(chuàng)新空間，如果暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計能更加合理，能使空間溫控的能耗降低，效果增大，也能讓大空間的暖通空調(diào)系統(tǒng)發(fā)揮更大的作用。