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[淺談工廠廠房建筑設(shè)計中的暖通設(shè)計]廠房暖通

發(fā)布時間:2020-02-15 來源: 短文摘抄 點擊:

  本文根據(jù)作者對工廠廠房建筑中暖通工程設(shè)計的一點經(jīng)驗,針對其暖通設(shè)計中存在的一些問題,重點對重工、輕工業(yè)廠房以及電子廠房的暖通設(shè)計進行了研究與分析,并提出了本人的意見。
  
  隨著我國工業(yè)的迅速發(fā)展,以及國家對工業(yè)的大力支持,工廠廠房的質(zhì)量也隨之增加。其中廠房的設(shè)計過程也受到工藝專業(yè)的要求,在注意與消防、結(jié)構(gòu)梁柱、節(jié)能以及建筑物本身等諸多方面的協(xié)調(diào)兼顧。在暖通設(shè)計中,廠房建筑自身的生產(chǎn)工藝的要求下,決定了其多樣性的特點,我們應(yīng)予以足夠的重視,做到設(shè)計有所針對。
  1. 負荷計算方面
  工業(yè)廠房的采暖熱負荷及空調(diào)冷負荷與一般民用建筑不同。根據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》(GB50019-2003),工業(yè)廠房的冬季采暖設(shè)計溫度在12℃~21℃;我們平時遇到的廠房大多數(shù)為機械加工廠房,采暖室內(nèi)設(shè)計溫度可以取14℃~l6℃,夏季空調(diào)室內(nèi)設(shè)計溫度可以取26℃~27℃。如果單從室內(nèi)設(shè)計溫度就妄斷廠房車間類建筑的冷熱負荷并不大,那就錯了。實際上,各類車間的負荷大小和組成千差萬別。由于生產(chǎn)工藝的要求,有的廠房的要求新、排風(fēng)量比較大,其新風(fēng)負荷在總負荷中所占比例比較大。有的廠房常年進行熱加工處理,廠房內(nèi)部發(fā)熱量比較大,而有的廠房內(nèi)人員數(shù)量略多,勞動強度比較大,因而空調(diào)冷負荷中,人員濕負荷比較大。
  2. 工業(yè)廠房暖通空調(diào)設(shè)計中冷熱源的選擇
  廠房類建筑多是布置在工業(yè)區(qū)內(nèi),通常有廠區(qū)鍋爐房提供蒸汽。當(dāng)廠區(qū)只有采暖用熱或以采暖用熱為主時,宜采用高溫?zé)崴鳛闊崦健.?dāng)廠區(qū)供熱以工藝用蒸汽為主時,在不違反衛(wèi)生、技術(shù)和節(jié)能要求的條件下,可采用蒸汽作為熱媒。一般情況下,車間廠房類建筑是不采用電采暖的,原因很簡單,工業(yè)用電價格比較高。即使是民用建筑如果沒有拿到當(dāng)?shù)毓╇姴块T的特殊優(yōu)惠,其運行價格也令業(yè)主難以承受。如果廠區(qū)內(nèi)沒有蒸汽或熱水熱源,某些不存在易燃危險的車間可以采用燃氣輻射采暖,這也是一種比較經(jīng)濟的采暖方式。對于冷源的選擇,也應(yīng)結(jié)合廠區(qū)的實際情況,在盡可能減少投資的前提下,選用高效節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品?蓛A向使用蒸汽熱源溴化鋰吸收制冷機組或使用VRV制冷機組。對于非嚴(yán)寒地區(qū),可以使用風(fēng)冷熱泵機組,夏季供冷,冬季供熱。
  3. 廠房大門的空氣幕設(shè)置
  廠房的大門多為長時間開啟的大門,造成室外冷(熱)風(fēng)侵入負荷比較大。寒冷地區(qū)的工業(yè)廠房,大門上方應(yīng)盡可能地設(shè)置空氣幕。有的設(shè)計師為了省事,將大門空氣幕與暖氣片串聯(lián)在一起,這是不可取的,并且違反了《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》(GB50019.2003)第4.8.2條。廠房的主出入口大門一般都比較高大,貫流式空氣幕的送風(fēng)距離一般都無法滿足使用要求,所以應(yīng)選擇離心式空氣幕。對于超大的出入口,應(yīng)選擇裝配式廠房熱空氣幕,裝配式熱空氣幕安裝在大門的上方,風(fēng)口在大門的兩側(cè),同時相對吹熱風(fēng),從而形成一道熱風(fēng)幕,防止室外冷空氣侵入,保證了室內(nèi)所須的溫度。另外值得注意的是,廠房的熱空氣幕盡可能選擇熱水或蒸汽熱源的,不要選擇電加熱的。廠房的大門冷風(fēng)侵入負荷比較大,選用電加熱空氣幕,動輒幾十千瓦,一個稍大點的廠房,光空氣幕一項就會占用上百千瓦的電負荷。
  4. 廠房內(nèi)采暖通風(fēng)空調(diào)方式的選擇
  4.1 廠房車間的通風(fēng)
  工業(yè)廠房的通風(fēng)不局限于可開啟外窗的自然通風(fēng)方式。同一個工種相同的車間內(nèi),可以做全室的通風(fēng)換氣。工種不同的車間,若局部區(qū)域有污染物產(chǎn)生或局部區(qū)域散熱量較大,可以做局部除塵或局部排風(fēng)處理,以減少不必要的通風(fēng)量。當(dāng)車間內(nèi)的散熱量不是特別大的時候,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)。但是某些面積超大的車間,由于生產(chǎn)的需求,散熱量比較大,以自然通風(fēng)方式是無法滿足通風(fēng)散熱要求的。廠房的通風(fēng)除了要滿足新風(fēng)要求、散熱要求,還要滿足除塵要求,排煙要求。一些廠房的生產(chǎn)會產(chǎn)生有害的氣體或煙塵(比如焊接車間),對于此類車間,設(shè)計師應(yīng)與工藝專業(yè)密切配合,確定有害煙塵或氣體的量。并根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模來確定,是做全車間煙塵凈化,還是局部排風(fēng)凈化處理。對于有害氣體、煙塵的排放,還應(yīng)在排放前做相應(yīng)的處理,使之滿足《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。對于寬度超過6Om的大車間,僅靠四周外墻上的窗戶,是無法完全滿足自然通風(fēng)排煙要求的,可在廠房中間部位的屋頂上,每隔一定距離就設(shè)置一臺排風(fēng)兼排煙的雙速風(fēng)機,平時排風(fēng),著火時排煙。
  4.2 散熱器的選擇
  散熱器的選擇,總的來說要遵循這樣幾個原則。設(shè)備要實用、適用且經(jīng)濟。對于負荷比較大的車間,可以選用鋼制翅片管散熱器,由于其散熱面積大,單位體積的散熱器其散熱量很大,如果仍然不能滿足負荷需求,就需要增設(shè)暖風(fēng)機輔助采暖了,當(dāng)然這也需要征得工藝專業(yè)的同意。對于粉塵比較多的車間,這類散熱器就不適用了,由于其翅片內(nèi)會積對粉塵,難于清理,時間稍長,就會大大影響散熱效果,應(yīng)選擇鋼制柱式散熱器。對于有腐蝕的廠房,還應(yīng)選擇耐腐蝕型的散熱器。廠房車間的輔助用房,經(jīng)濟條件允許,可以選擇銅鋁復(fù)合散熱器或鋼制柱型散熱器。對于熱負荷不大的車間,我們還可以選擇光管散熱器,同時它還有容易清理的優(yōu)點。對于希望節(jié)省造價的車間,當(dāng)然要選擇鑄鐵散熱器了。廠房的空間一般比較高大,選擇加熱全車間內(nèi)的空氣溫度是比較耗費能源的,可能的話,嚴(yán)寒地區(qū)的工業(yè)廠房應(yīng)采用區(qū)域輻射采暖或地板輻射采暖。需要注意的是地板輻射采暖,僅適用于地面結(jié)構(gòu)荷載不大的輕工業(yè)廠房。
  5. 其他應(yīng)注意的問題
  5.1 通風(fēng)管道的布置
  在重工業(yè)的車間內(nèi),一般布置有鐵軌,供火車和軌道小車使用;柱子的牛腿上布置軌道,供門式吊車使用。這些條件限制了我們暖通專業(yè)管道的布置。有鐵軌的地方一般很難布置暖溝,管道架空敷設(shè)時,應(yīng)與多個專業(yè)相配合,與壓縮空氣管道,電氣橋架,乙炔管道等保持合適的間距,積極主動做好設(shè)計階段的協(xié)調(diào)工作。管道系統(tǒng)的設(shè)計中,不光是要考慮到車間內(nèi)的氣流組織,同時要注意了解車間內(nèi)的可動機械設(shè)備的動作范圍和生產(chǎn)流程,避免出現(xiàn)管道布置的位置與吊車或滑軌等工藝裝置的沖突。車間內(nèi)的空調(diào)設(shè)計更為靈活。除了設(shè)置風(fēng)管機,靠風(fēng)管送風(fēng)外;當(dāng)廠房內(nèi)由于橋式起重機等設(shè)備的存在或由于生產(chǎn)工藝的要求,限制了風(fēng)管的布置時,可以選用屋頂式高大空間通風(fēng)單元空調(diào)或大空間區(qū)域空調(diào)機,這種空調(diào)形式,免去了風(fēng)管的布置,既可以將機組布置在屋頂,也可以將機組布置在側(cè)墻上,設(shè)計更為靈活。
  5.2 熱加工車間的隔熱設(shè)計
  有熱加工工種存在的車間,不光是考慮以上提到的一般性內(nèi)容,還有一項隔熱設(shè)計。一些車間內(nèi)工作區(qū)域內(nèi)溫度過高,需要為工人提供相應(yīng)的隔熱防護措施,防止工人中暑或燙傷。同時應(yīng)設(shè)計有供工人降溫休息的區(qū)域性小房間。
  5.3 潔凈通風(fēng)空調(diào)設(shè)計的關(guān)注點
  對于有潔凈度要求的廠房,要設(shè)計潔凈通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。設(shè)計時,要嚴(yán)格遵守工藝的潔凈度等級要求。潔凈空調(diào)的設(shè)計有幾個需要注意的地方:①明確人流、物流組織;②確定是否為單向氣流,選擇合適的氣流方向,是水平氣流還是垂直氣流。③選擇合適的空氣過濾器,除了初效過濾器,中效過濾器外,高效過濾器的選擇也尤為重要。此外過濾器的阻力損失,和使用壽命,也是關(guān)鍵的參數(shù)。④潔凈空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的,吹淋室、傳遞窗是容易被設(shè)計者忽視的地方,注意排風(fēng)的設(shè)置。⑤潔凈空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)各個區(qū)域的壓差的設(shè)定是整個系統(tǒng)能否正常運作的關(guān)鍵。
  5.4 暖通空調(diào)設(shè)計一定要遵循節(jié)能減排原則
  工業(yè)廠房車間類建筑占地面積大,空間也相對比較高大,能耗方面不容小覷。為了響應(yīng)國家的低碳環(huán)保號召,廠房類建筑的暖通空調(diào)設(shè)計,也要盡可能地做到節(jié)能減排,以減少工廠平時通風(fēng)空調(diào)設(shè)備的運行費用,同時減少對環(huán)境的污染破壞。廠房類建筑的節(jié)能,不僅包括對冷熱媒體管道和容器的保溫設(shè)計,還包括整個采暖、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的運行節(jié)能設(shè)計,更為重要的是采暖、通風(fēng)空調(diào)形式的選擇,因為后者對于整個系統(tǒng)節(jié)能與否至關(guān)重要。比如對于高大空間的車間,就可以合理地利用置換通風(fēng),為生產(chǎn)員工提供舒適的工作環(huán)境,還能節(jié)省通風(fēng)空調(diào)運行費用。新風(fēng)和排風(fēng)量比較大的車間,一定要設(shè)置熱回收機組,或分散設(shè)置,或集中起來與空調(diào)機組布置在一起。工業(yè)建筑粉塵污染多比較嚴(yán)重,不建議使用翅片熱回收器,而應(yīng)使用轉(zhuǎn)輪式熱回收器。
  5.5 廠房的設(shè)計,應(yīng)優(yōu)先滿足生產(chǎn)工藝要求
  廠房和車間的設(shè)計應(yīng)以工藝專業(yè)為主,其他各個專業(yè),都應(yīng)輔助其功能的實現(xiàn),同時滿足消防的需求。有些新設(shè)計師,在設(shè)計廠房的過程中,沒有注意到工藝專業(yè)的特殊要求,或不了解生產(chǎn)工藝流程,設(shè)計完成后,等各個專業(yè)匯總到一起時,才發(fā)現(xiàn)自己的系統(tǒng)不能滿足使用要求,不得不推翻原設(shè)計重新來。所以,大家在設(shè)計工業(yè)廠房車間類建筑時,一定對工藝專業(yè)的要求以足夠的重視。因為他們的要求,才是廠房車間存在的必要。
  
  (作者單位:佛山市南海國際建筑設(shè)計有限公司,廣東佛山528200 )

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