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

張亦昕

（北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司，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，國家對大型市政工程建設(shè)的投入也在增多，但由于大空間廠房屬于大空間場地，在實際的設(shè)計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，實際的暖通空調(diào)設(shè)計過程中還存在著較多的困難。如果設(shè)計效果較差，這會很大程度上影響暖通空調(diào)后續(xù)的正常性使用，還會對大空間工業(yè)廠房室內(nèi)的采暖通風(fēng)效果造成很大的不利影響。對此，就需要相應(yīng)的企業(yè)重視對大空間工業(yè)廠房暖通空調(diào)設(shè)計的分析，后續(xù)采取合理性的措施來實現(xiàn)其節(jié)能設(shè)計，以此提高資源的利用率，實現(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)計過程中需要制定合理性的設(shè)計方案，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)是由一個或者多個冷熱源系統(tǒng)和多個空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)所構(gòu)成的，在實際的運行過程中，一般是通過液體氣化吸熱來達到制冷效果，同時，其還要為室內(nèi)進行供溫調(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，進而抵消室內(nèi)環(huán)境中的冷負荷。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，這不僅會造成大空間工業(yè)廠房生產(chǎn)生活條件難以滿足實際要求，同時，也會增加企業(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，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，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)計過程中較為復(fù)雜，一旦設(shè)計不合理，就會導(dǎo)致能量散失較大，這不僅會降低暖通空調(diào)調(diào)控的效果，同時，也會增大效果企業(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)計中的難點

2.1 暖通空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計差

隨著社會的不斷發(fā)展和進步，社會大眾的生活質(zhì)量顯著提升，人們在追求精神生活的同時對物質(zhì)生活的要求越來越高，這就需要相關(guān)行業(yè)在實際發(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)廠房中一個不可缺少的部分，其在實際的使用過程中如果不具備節(jié)能的特點，就會產(chǎn)生資源的浪費，這不僅違反了我國當(dāng)前節(jié)能能源的發(fā)展原則，同時，也會增加大空間工業(yè)廠房整體運營成本，不利于其經(jīng)濟效益和社會效益的獲得。

實際的大空間工業(yè)廠房暖通設(shè)計過程中，由于市政工程項目在暖通設(shè)計方面沒有予以重視，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)計中還存在較多不合理的地方。在具體的設(shè)計過程中，部分項目由于在實際的設(shè)計作業(yè)中沒有安排專業(yè)性的暖通工程師參與實際設(shè)計施工過程，同時，也沒有結(jié)合大空間工業(yè)廠房的實際情況，對暖通空調(diào)的使用范圍以及地點沒有進行合理化設(shè)計，這導(dǎo)致暖通空調(diào)的設(shè)計不能夠滿足技術(shù)要求，同時也會致使其控制系統(tǒng)的運行較差，這使得其系統(tǒng)水平無法得到進一步提高，同時，也會對暖通空調(diào)的后續(xù)運行造成不利影響。與此同時，大部分暖通工程師的意識薄弱，不重視暖通設(shè)計的各方面情況分析，例如，供暖管道路由設(shè)置不合理等設(shè)計不科學(xué)，這會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，同時增加運營成本。

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)計過程中還存在著很大的難度。在暖通空調(diào)的實際設(shè)計過程中，一般需要在大空間建筑內(nèi)進行控溫介質(zhì)輸送，但高度較高則會造成系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題，還會增加管網(wǎng)水平運輸?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)計也存在不合理的地方，存在著很多能源浪費的情況，這很大程度上影響了暖通空調(diào)運行效率的提升。同時，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，在這個過程中一般都是采用上送下回的方式來進行大空間的整體溫控，但在實際操作過程中，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)實際情況進行調(diào)整，這種方式難以對重點送風(fēng)位置進行風(fēng)量的增加，這會極大程度上增大暖通空調(diào)設(shè)計的復(fù)雜性，不利于大空間工業(yè)廠房溫控效果的提升，對后續(xù)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計也會造成一定的阻礙。

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)的運行過程中還會消耗較多的能源，如果不能將能耗降低來創(chuàng)造較好的暖通效果，這將會對項目運行的成本控制產(chǎn)生很大的不利作用。但在實際的大空間工業(yè)廠房的暖通空調(diào)設(shè)計過程中，由于大空間廠房中的場地實際情況較為復(fù)雜，在實際的設(shè)計過程中，如果不綜合考慮各方面影響因素，對場地運行設(shè)備的能耗進行充分分析，僅僅采取以往的方式來開展暖通空調(diào)設(shè)計，這將會極大程度上增加能耗，同時，也無法達到良好的運行效果。實際上，在暖通空調(diào)的實際運行過程中，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，這都會造成場地?zé)崃繐p失嚴重，同時，大部分項目對室內(nèi)所運行設(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，進而出現(xiàn)了其他運行設(shè)備消耗過多能量的現(xiàn)象，這會降低暖通空調(diào)的整體效果，也會對大空間工業(yè)廠房的整體運營帶來不利影響。

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

3.1 提升暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計意識

針對大空間工業(yè)廠房在暖通空調(diào)設(shè)計中所存在的一系列問題，相應(yīng)的企業(yè)就要及時改變以往的思想觀念，在暖通空調(diào)設(shè)計方面不僅要從經(jīng)濟層面出發(fā)，同時還要符合節(jié)能減排的要求，在考慮暖通空調(diào)的特殊性基礎(chǔ)上,要遵守各項暖通空調(diào)設(shè)計的原則，以此來實現(xiàn)整體效果的提升。在具體的設(shè)計過程中，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)計所存在的問題，為提高暖通空調(diào)運行質(zhì)量和節(jié)能效果，在企業(yè)內(nèi)部要加強宣傳暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計的重要性，安排專業(yè)性的設(shè)計人員參與暖通空調(diào)的設(shè)計工作。在實際的設(shè)計過程中，相應(yīng)的工程設(shè)計師也要深入大空間工業(yè)廠房，對大空間建筑結(jié)構(gòu)進行分析，結(jié)合實際情況來科學(xué)劃分區(qū)域，選擇合理的范圍和位置，確保整個設(shè)計方案的合理性。當(dāng)前，不少企業(yè)對暖通空調(diào)設(shè)備進行了升級、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)計中，就需要更加重視空調(diào)自控系統(tǒng)設(shè)計，這就需要設(shè)計和運營企業(yè)積極通過先進性技術(shù)措施實現(xiàn)暖通空調(diào)的自動智能化，加強其自控系統(tǒng)設(shè)計。在實際設(shè)計工作中，相應(yīng)的工程設(shè)計師還需要增強自身的責(zé)任意識，要意識到節(jié)能減排對企業(yè)發(fā)展的作用，相應(yīng)的設(shè)計人員要遵循綜合性、節(jié)約性原則，積極引進各項先進性技術(shù)來降低暖通空調(diào)自身能耗量，達到節(jié)約能源的目的，將先進性技術(shù)應(yīng)用于實際設(shè)計過程中，這可以很大程度上提升工作質(zhì)量。同時，還要對大空間工業(yè)廠房中能耗較大的部分進行改善，對大空間區(qū)域進行合理分區(qū)，以環(huán)保節(jié)能的工作方法開展各項工作，以此來降低大空間工業(yè)廠房的能耗，提高整個設(shè)計工作的水平。

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際發(fā)展過程中的重要場所，在實際的運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)計的效果，相應(yīng)的企業(yè)還需要重視對大空間建筑結(jié)構(gòu)進行分析，后續(xù)結(jié)合實際來提高其運行效果。對于大空間工業(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)管道方式來彌補大空間工業(yè)廠房的不足。在具體的實踐過程中，相應(yīng)的工程設(shè)計師首先需要對廠房區(qū)域進行劃分，對廠房的變化情況也要進行同步更新，并劃分工業(yè)廠房行車區(qū)域和機械運作區(qū)域，避免大設(shè)備運行過程中出現(xiàn)通風(fēng)管道阻攔的問題，在設(shè)備不會接觸的區(qū)域安裝空調(diào)末端設(shè)備，確保末端設(shè)備不會被破壞。除此之外，在大空間工業(yè)廠房的實際運行過程中，為了方便生產(chǎn)，其大門一般都是處于開放狀態(tài)，這會使得冷氣入侵，進而造成空調(diào)系統(tǒng)的總熱負荷上升，這會增加能耗。對于這一情況，就需要設(shè)計過程中對廠房內(nèi)的大門進行針對性設(shè)計，通過設(shè)置空氣幕來阻隔冷風(fēng)侵入。此外，對于室外風(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，水處理項目可依據(jù)自身優(yōu)勢，設(shè)置水源熱泵系統(tǒng)進行供暖，這可以更大程度上實現(xiàn)節(jié)能和減少運營成本投入，進而提高企業(yè)的整體工作效率，促進其能源利用率的提升。

3.3 合理調(diào)控運行設(shè)備

在實際的暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計過程中，要提高設(shè)計效果，還要重視暖通設(shè)備的合理調(diào)控，其作為整個大空間工業(yè)廠房中重要設(shè)備，在實際的生產(chǎn)過程中不僅發(fā)揮著重要作用，如果不對其能耗進行控制，這將也會影響整體的節(jié)能效果。實際上，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，在實際的暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計中，需要根據(jù)氣候條件來對暖通空調(diào)開機數(shù)量和時間進行調(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，則可以增大設(shè)備數(shù)量，這可以達到節(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)備不使用時通過散熱器維持溫度，在生產(chǎn)時開啟空調(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，一般需要對大空間工業(yè)廠房建筑外圍護結(jié)構(gòu)等的熱負荷進行準確計算，后續(xù)通過熱負荷計算數(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)自身消耗量的同時達到節(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)計對大空間工業(yè)廠房的可持續(xù)性運營有著很大的促進作用，為了發(fā)揮出其作用，相關(guān)運營企業(yè)以及設(shè)計人員就需要對暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計的重要性加強認識，全面分析其現(xiàn)狀，后續(xù)根據(jù)實際情況，采取合理、有效的措施來開展節(jié)能設(shè)計工作，在提升節(jié)能設(shè)計工作質(zhì)量的同時，促進暖通空調(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。