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

張亦昕

（北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100088）

隨著國家城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)步伐也在逐漸加快，同時(shí)，國家對(duì)大型市政工程建設(shè)的投入也在增多，但由于大空間廠房屬于大空間場地，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中往往都需要設(shè)置暖通空調(diào)系統(tǒng)，但受制于大空間建筑環(huán)境本身，具有一定的特殊性，因此，實(shí)際的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中還存在著較多的困難。如果設(shè)計(jì)效果較差，這會(huì)很大程度上影響暖通空調(diào)后續(xù)的正常性使用，還會(huì)對(duì)大空間工業(yè)廠房室內(nèi)的采暖通風(fēng)效果造成很大的不利影響。對(duì)此，就需要相應(yīng)的企業(yè)重視對(duì)大空間工業(yè)廠房暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的分析，后續(xù)采取合理性的措施來實(shí)現(xiàn)其節(jié)能設(shè)計(jì)，以此提高資源的利用率，實(shí)現(xiàn)化工企業(yè)的穩(wěn)定、健康發(fā)展。

1 大空間工業(yè)廠房中的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)概述

在現(xiàn)今工業(yè)化生產(chǎn)過程中，由于大部分企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中所涉及的內(nèi)容較多，且空間占據(jù)較大，因此，在設(shè)計(jì)過程中需要制定合理性的設(shè)計(jì)方案，以此才能夠滿足人們的要求，并符合企業(yè)發(fā)展需求。而大空間工業(yè)廠房作為工業(yè)化企業(yè)生產(chǎn)過程中的重要場所，其在實(shí)際的生產(chǎn)過程中需要安裝暖通空調(diào)來滿足室內(nèi)溫控調(diào)節(jié)的要求，暖通空調(diào)是由一個(gè)或者多個(gè)冷熱源系統(tǒng)和多個(gè)空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)所構(gòu)成的，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，一般是通過液體氣化吸熱來達(dá)到制冷效果，同時(shí)，其還要為室內(nèi)進(jìn)行供溫調(diào)控，通過制熱系統(tǒng)來為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供一定的熱量，進(jìn)而抵消室內(nèi)環(huán)境中的冷負(fù)荷。但由于大空間廠房的空間較大，空氣循環(huán)較差，因此很容易出現(xiàn)室內(nèi)溫度不均衡的情況，這不僅會(huì)造成大空間工業(yè)廠房生產(chǎn)生活條件難以滿足實(shí)際要求，同時(shí)，也會(huì)增加企業(yè)的能耗。在這一背景下，相應(yīng)的工業(yè)企業(yè)開始重視大空間工廠房暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，其主要是指在大空間工業(yè)廠房中通過節(jié)能技術(shù)降低暖通空調(diào)的能耗，進(jìn)而合理配置資源，這可以在滿足企業(yè)生產(chǎn)生活需求的同時(shí)，符合當(dāng)前的節(jié)能降耗要求。但大空間工業(yè)廠房的施工作業(yè)面積較大，在暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)過程中較為復(fù)雜，一旦設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)導(dǎo)致能量散失較大，這不僅會(huì)降低暖通空調(diào)調(diào)控的效果，同時(shí)，也會(huì)增大效果企業(yè)的供暖成本，不利于企業(yè)后續(xù)的發(fā)展。

2 大空間工業(yè)廠房中暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)

2.1 暖通空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)差

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，社會(huì)大眾的生活質(zhì)量顯著提升，人們?cè)谧非缶裆畹耐瑫r(shí)對(duì)物質(zhì)生活的要求越來越高，這就需要相關(guān)行業(yè)在實(shí)際發(fā)展過程中更加注重節(jié)能減排，為人們的生活工作創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境。而暖通空調(diào)作為大空間工業(yè)廠房中一個(gè)不可缺少的部分，其在實(shí)際的使用過程中如果不具備節(jié)能的特點(diǎn)，就會(huì)產(chǎn)生資源的浪費(fèi)，這不僅違反了我國當(dāng)前節(jié)能能源的發(fā)展原則，同時(shí)，也會(huì)增加大空間工業(yè)廠房整體運(yùn)營成本，不利于其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的獲得。

實(shí)際的大空間工業(yè)廠房暖通設(shè)計(jì)過程中，由于市政工程項(xiàng)目在暖通設(shè)計(jì)方面沒有予以重視，這就導(dǎo)致大部分市政水處理工程在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還存在較多不合理的地方。在具體的設(shè)計(jì)過程中，部分項(xiàng)目由于在實(shí)際的設(shè)計(jì)作業(yè)中沒有安排專業(yè)性的暖通工程師參與實(shí)際設(shè)計(jì)施工過程，同時(shí)，也沒有結(jié)合大空間工業(yè)廠房的實(shí)際情況，對(duì)暖通空調(diào)的使用范圍以及地點(diǎn)沒有進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)，這導(dǎo)致暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)不能夠滿足技術(shù)要求，同時(shí)也會(huì)致使其控制系統(tǒng)的運(yùn)行較差，這使得其系統(tǒng)水平無法得到進(jìn)一步提高，同時(shí)，也會(huì)對(duì)暖通空調(diào)的后續(xù)運(yùn)行造成不利影響。與此同時(shí)，大部分暖通工程師的意識(shí)薄弱，不重視暖通設(shè)計(jì)的各方面情況分析，例如，供暖管道路由設(shè)置不合理等設(shè)計(jì)不科學(xué)，這會(huì)很大程度上影響后續(xù)大空間工業(yè)廠房的熱水供應(yīng)與制冷，同時(shí)增加運(yùn)營成本。

2.2 大空間工業(yè)廠房溫控難度大

在大空間工業(yè)廠房暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)過程中，由于其占地面積較大，且屋內(nèi)的室內(nèi)建筑高度較高，因此，在溫控設(shè)計(jì)過程中還存在著很大的難度。在暖通空調(diào)的實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，一般需要在大空間建筑內(nèi)進(jìn)行控溫介質(zhì)輸送，但高度較高則會(huì)造成系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題，還會(huì)增加管網(wǎng)水平運(yùn)輸?shù)膲毫?，從而?dǎo)致大空間工業(yè)廠房室內(nèi)溫控效果較差。此外，由于大空間工業(yè)廠房一般設(shè)計(jì)都較高，盡管這有利于廠房內(nèi)的采光和生產(chǎn)建設(shè)，但建筑層高使得空間內(nèi)溫度上下梯度變化較大，暖通空調(diào)的送風(fēng)效果也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的偏差，大部分工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也存在不合理的地方，存在著很多能源浪費(fèi)的情況，這很大程度上影響了暖通空調(diào)運(yùn)行效率的提升。同時(shí)，在大空間工業(yè)廠房中，還需要開展送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在這個(gè)過程中一般都是采用上送下回的方式來進(jìn)行大空間的整體溫控，但在實(shí)際操作過程中，由于大空間工業(yè)廠房中的送風(fēng)位置、數(shù)量以及送風(fēng)口的選擇有一定的難度，一般需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，這種方式難以對(duì)重點(diǎn)送風(fēng)位置進(jìn)行風(fēng)量的增加，這會(huì)極大程度上增大暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，不利于大空間工業(yè)廠房溫控效果的提升，對(duì)后續(xù)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)也會(huì)造成一定的阻礙。

2.3 日常能耗大

通常，在大空間工業(yè)廠房內(nèi)開啟暖通空調(diào)系統(tǒng)是非常耗電的，而且在暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中還會(huì)消耗較多的能源，如果不能將能耗降低來創(chuàng)造較好的暖通效果，這將會(huì)對(duì)項(xiàng)目運(yùn)行的成本控制產(chǎn)生很大的不利作用。但在實(shí)際的大空間工業(yè)廠房的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中，由于大空間廠房中的場地實(shí)際情況較為復(fù)雜，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，如果不綜合考慮各方面影響因素，對(duì)場地運(yùn)行設(shè)備的能耗進(jìn)行充分分析，僅僅采取以往的方式來開展暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，這將會(huì)極大程度上增加能耗，同時(shí)，也無法達(dá)到良好的運(yùn)行效果。實(shí)際上，在暖通空調(diào)的實(shí)際運(yùn)行過程中，其自身能耗的高低、室內(nèi)保溫效果以及建筑物本身的結(jié)構(gòu)等因素都應(yīng)該考慮在設(shè)計(jì)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(jì)，這都會(huì)造成場地?zé)崃繐p失嚴(yán)重，同時(shí)，大部分項(xiàng)目對(duì)室內(nèi)所運(yùn)行設(shè)備的能耗也未予以重視，這使得相關(guān)設(shè)備的能耗無法得到控制，進(jìn)而出現(xiàn)了其他運(yùn)行設(shè)備消耗過多能量的現(xiàn)象，這會(huì)降低暖通空調(diào)的整體效果，也會(huì)對(duì)大空間工業(yè)廠房的整體運(yùn)營帶來不利影響。

3 大空間工業(yè)廠房暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)措施

3.1 提升暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)意識(shí)

針對(duì)大空間工業(yè)廠房在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中所存在的一系列問題，相應(yīng)的企業(yè)就要及時(shí)改變以往的思想觀念，在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方面不僅要從經(jīng)濟(jì)層面出發(fā)，同時(shí)還要符合節(jié)能減排的要求，在考慮暖通空調(diào)的特殊性基礎(chǔ)上,要遵守各項(xiàng)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的原則，以此來實(shí)現(xiàn)整體效果的提升。在具體的設(shè)計(jì)過程中，相應(yīng)的工業(yè)企業(yè)要更加關(guān)注大空間工業(yè)廠房中暖通空調(diào)設(shè)計(jì)所存在的問題，為提高暖通空調(diào)運(yùn)行質(zhì)量和節(jié)能效果，在企業(yè)內(nèi)部要加強(qiáng)宣傳暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性，安排專業(yè)性的設(shè)計(jì)人員參與暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)工作。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)師也要深入大空間工業(yè)廠房，對(duì)大空間建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際情況來科學(xué)劃分區(qū)域，選擇合理的范圍和位置，確保整個(gè)設(shè)計(jì)方案的合理性。當(dāng)前，不少企業(yè)對(duì)暖通空調(diào)設(shè)備進(jìn)行了升級(jí)、更新和換代，也已經(jīng)出現(xiàn)了和家用空調(diào)功能相近的變頻功能，其在市場中有很大的優(yōu)勢。由于該空調(diào)運(yùn)作模式和以往的空調(diào)有著很大的不同，因此，在暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)中，就需要更加重視空調(diào)自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這就需要設(shè)計(jì)和運(yùn)營企業(yè)積極通過先進(jìn)性技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)的自動(dòng)智能化，加強(qiáng)其自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)師還需要增強(qiáng)自身的責(zé)任意識(shí)，要意識(shí)到節(jié)能減排對(duì)企業(yè)發(fā)展的作用，相應(yīng)的設(shè)計(jì)人員要遵循綜合性、節(jié)約性原則，積極引進(jìn)各項(xiàng)先進(jìn)性技術(shù)來降低暖通空調(diào)自身能耗量，達(dá)到節(jié)約能源的目的，將先進(jìn)性技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，這可以很大程度上提升工作質(zhì)量。同時(shí)，還要對(duì)大空間工業(yè)廠房中能耗較大的部分進(jìn)行改善，對(duì)大空間區(qū)域進(jìn)行合理分區(qū)，以環(huán)保節(jié)能的工作方法開展各項(xiàng)工作，以此來降低大空間工業(yè)廠房的能耗，提高整個(gè)設(shè)計(jì)工作的水平。

3.2 設(shè)置通風(fēng)管道與空氣幕

在科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中，大空間工業(yè)廠房的發(fā)展也逐漸受到人們的關(guān)注，尤其是水處理、污泥焚燒等市政工程實(shí)際發(fā)展過程中的重要場所，在實(shí)際的運(yùn)行過程中就需要注重節(jié)能減排，以此才能夠滿足國家生態(tài)環(huán)境建設(shè)的要求。為了提高大空間工業(yè)廠房暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的效果，相應(yīng)的企業(yè)還需要重視對(duì)大空間建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，后續(xù)結(jié)合實(shí)際來提高其運(yùn)行效果。對(duì)于大空間工業(yè)廠房建筑層高導(dǎo)致溫控難度較大的問題，相應(yīng)的企業(yè)可以通過合理設(shè)置通風(fēng)管道方式來彌補(bǔ)大空間工業(yè)廠房的不足。在具體的實(shí)踐過程中，相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)師首先需要對(duì)廠房區(qū)域進(jìn)行劃分，對(duì)廠房的變化情況也要進(jìn)行同步更新，并劃分工業(yè)廠房行車區(qū)域和機(jī)械運(yùn)作區(qū)域，避免大設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)通風(fēng)管道阻攔的問題，在設(shè)備不會(huì)接觸的區(qū)域安裝空調(diào)末端設(shè)備，確保末端設(shè)備不會(huì)被破壞。除此之外，在大空間工業(yè)廠房的實(shí)際運(yùn)行過程中，為了方便生產(chǎn)，其大門一般都是處于開放狀態(tài)，這會(huì)使得冷氣入侵，進(jìn)而造成空調(diào)系統(tǒng)的總熱負(fù)荷上升，這會(huì)增加能耗。對(duì)于這一情況，就需要設(shè)計(jì)過程中對(duì)廠房內(nèi)的大門進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，通過設(shè)置空氣幕來阻隔冷風(fēng)侵入。此外，對(duì)于室外風(fēng)速較高的區(qū)域，可以通過開啟頻繁的大門設(shè)置保溫走廊，這可以減少冷風(fēng)入侵所引起的室內(nèi)熱損失。在供熱方式的選擇方面，水處理項(xiàng)目可依據(jù)自身優(yōu)勢，設(shè)置水源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行供暖，這可以更大程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減少運(yùn)營成本投入，進(jìn)而提高企業(yè)的整體工作效率，促進(jìn)其能源利用率的提升。

3.3 合理調(diào)控運(yùn)行設(shè)備

在實(shí)際的暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，要提高設(shè)計(jì)效果，還要重視暖通設(shè)備的合理調(diào)控，其作為整個(gè)大空間工業(yè)廠房中重要設(shè)備，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中不僅發(fā)揮著重要作用，如果不對(duì)其能耗進(jìn)行控制，這將也會(huì)影響整體的節(jié)能效果。實(shí)際上，在大空間工業(yè)廠房暖通空調(diào)耗能匯總中，可以發(fā)現(xiàn)冷卻塔的耗能量在總耗能中占據(jù)了8%。因此，在實(shí)際的暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)氣候條件來對(duì)暖通空調(diào)開機(jī)數(shù)量和時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，在春季室外溫度較低，室內(nèi)熱量可以直接排出到室外，因此設(shè)備開啟數(shù)量可以相應(yīng)減少，而在冬、夏季室外溫差較差時(shí)，則可以增大設(shè)備數(shù)量，這可以達(dá)到節(jié)能減耗的目的。一般情況下，在大空間工業(yè)廠房中還存在供暖設(shè)備利用率較低的情況，這就可以采用空調(diào)和散熱器結(jié)合方式供暖，在設(shè)備不使用時(shí)通過散熱器維持溫度，在生產(chǎn)時(shí)開啟空調(diào)系統(tǒng)，這可以降低設(shè)備的能耗率，也可以保證生產(chǎn)的順利開展。在這一過程中，科學(xué)合理布置散熱器十分重要，一般需要對(duì)大空間工業(yè)廠房建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)等的熱負(fù)荷進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，后續(xù)通過熱負(fù)荷計(jì)算數(shù)據(jù)來合理放置散熱器，根據(jù)現(xiàn)場溫度需求合理管控設(shè)備，最終實(shí)現(xiàn)全部設(shè)備的最大限度應(yīng)用，降低空調(diào)自身消耗量的同時(shí)達(dá)到節(jié)約能源的目的。

4 結(jié)語

總而言之，暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)大空間工業(yè)廠房的可持續(xù)性運(yùn)營有著很大的促進(jìn)作用，為了發(fā)揮出其作用，相關(guān)運(yùn)營企業(yè)以及設(shè)計(jì)人員就需要對(duì)暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性加強(qiáng)認(rèn)識(shí)，全面分析其現(xiàn)狀，后續(xù)根據(jù)實(shí)際情況，采取合理、有效的措施來開展節(jié)能設(shè)計(jì)工作，在提升節(jié)能設(shè)計(jì)工作質(zhì)量的同時(shí)，促進(jìn)暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用效果的提高，積極履行節(jié)能責(zé)任和環(huán)保要求，為大空間工業(yè)廠房的未來發(fā)展提供一定的保障。