[淺談工廠廠房建筑設計中的暖通設計]廠房暖通
發(fā)布時間:2020-02-15 來源: 短文摘抄 點擊:
本文根據作者對工廠廠房建筑中暖通工程設計的一點經驗,針對其暖通設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,工廠廠房的質量也隨之增加。其中廠房的設計過程也受到工藝專業(yè)的要求,在注意與消防、結構梁柱、節(jié)能以及建筑物本身等諸多方面的協(xié)調兼顧。在暖通設計中,廠房建筑自身的生產工藝的要求下,決定了其多樣性的特點,我們應予以足夠的重視,做到設計有所針對。
1. 負荷計算方面
工業(yè)廠房的采暖熱負荷及空調冷負荷與一般民用建筑不同。根據《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》(GB50019-2003),工業(yè)廠房的冬季采暖設計溫度在12℃~21℃;我們平時遇到的廠房大多數為機械加工廠房,采暖室內設計溫度可以取14℃~l6℃,夏季空調室內設計溫度可以取26℃~27℃。如果單從室內設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。由于生產工藝的要求,有的廠房的要求新、排風量比較大,其新風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,廠房內部發(fā)熱量比較大,而有的廠房內人員數量略多,勞動強度比較大,因而空調冷負荷中,人員濕負荷比較大。
2. 工業(yè)廠房暖通空調設計中冷熱源的選擇
廠房類建筑多是布置在工業(yè)區(qū)內,通常有廠區(qū)鍋爐房提供蒸汽。當廠區(qū)只有采暖用熱或以采暖用熱為主時,宜采用高溫熱水作為熱媒。當廠區(qū)供熱以工藝用蒸汽為主時,在不違反衛(wèi)生、技術和節(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地供電部門的特殊優(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,這也是一種比較經濟的采暖方式。對于冷源的選擇,也應結合廠區(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。對于非嚴寒地區(qū),可以使用風冷熱泵機組,夏季供冷,冬季供熱。
3. 廠房大門的空氣幕設置
廠房的大門多為長時間開啟的大門,造成室外冷(熱)風侵入負荷比較大。寒冷地區(qū)的工業(yè)廠房,大門上方應盡可能地設置空氣幕。有的設計師為了省事,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《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(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距離一般都無法滿足使用要求,所以應選擇離心式空氣幕。對于超大的出入口,應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,風口在大門的兩側,同時相對吹熱風,從而形成一道熱風幕,防止室外冷空氣侵入,保證了室內所須的溫度。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. 廠房內采暖通風空調方式的選擇
4.1 廠房車間的通風
工業(yè)廠房的通風不局限于可開啟外窗的自然通風方式。同一個工種相同的車間內,可以做全室的通風換氣。工種不同的車間,若局部區(qū)域有污染物產生或局部區(qū)域散熱量較大,可以做局部除塵或局部排風處理,以減少不必要的通風量。當車間內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器,靠熱流的自然上升,實現(xiàn)無動力散熱排風。但是某些面積超大的車間,由于生產的需求,散熱量比較大,以自然通風方式是無法滿足通風散熱要求的。廠房的通風除了要滿足新風要求、散熱要求,還要滿足除塵要求,排煙要求。一些廠房的生產會產生有害的氣體或煙塵(比如焊接車間),對于此類車間,設計師應與工藝專業(yè)密切配合,確定有害煙塵或氣體的量。并根據生產規(guī)模來確定,是做全車間煙塵凈化,還是局部排風凈化處理。對于有害氣體、煙塵的排放,還應在排放前做相應的處理,使之滿足《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》。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,每隔一定距離就設置一臺排風兼排煙的雙速風機,平時排風,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。設備要實用、適用且經濟。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,就需要增設暖風機輔助采暖了,當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,由于其翅片內會積對粉塵,難于清理,時間稍長,就會大大影響散熱效果,應選擇鋼制柱式散熱器。對于有腐蝕的廠房,還應選擇耐腐蝕型的散熱器。廠房車間的輔助用房,經濟條件允許,可以選擇銅鋁復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,選擇加熱全車間內的空氣溫度是比較耗費能源的,可能的話,嚴寒地區(qū)的工業(yè)廠房應采用區(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,僅適用于地面結構荷載不大的輕工業(yè)廠房。
5. 其他應注意的問題
5.1 通風管道的布置
在重工業(yè)的車間內,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,管道架空敷設時,應與多個專業(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,積極主動做好設計階段的協(xié)調工作。管道系統(tǒng)的設計中,不光是要考慮到車間內的氣流組織,同時要注意了解車間內的可動機械設備的動作范圍和生產流程,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。車間內的空調設計更為靈活。除了設置風管機,靠風管送風外;當廠房內由于橋式起重機等設備的存在或由于生產工藝的要求,限制了風管的布置時,可以選用屋頂式高大空間通風單元空調或大空間區(qū)域空調機,這種空調形式,免去了風管的布置,既可以將機組布置在屋頂,也可以將機組布置在側墻上,設計更為靈活。
5.2 熱加工車間的隔熱設計
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容,還有一項隔熱設計。一些車間內工作區(qū)域內溫度過高,需要為工人提供相應的隔熱防護措施,防止工人中暑或燙傷。同時應設計有供工人降溫休息的區(qū)域性小房間。
5.3 潔凈通風空調設計的關注點
對于有潔凈度要求的廠房,要設計潔凈通風空調系統(tǒng)。設計時,要嚴格遵守工藝的潔凈度等級要求。潔凈空調的設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,也是關鍵的參數。④潔凈空調系統(tǒng)內的,吹淋室、傳遞窗是容易被設計者忽視的地方,注意排風的設置。⑤潔凈空調系統(tǒng)內各個區(qū)域的壓差的設定是整個系統(tǒng)能否正常運作的關鍵。
5.4 暖通空調設計一定要遵循節(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。為了響應國家的低碳環(huán)保號召,廠房類建筑的暖通空調設計,也要盡可能地做到節(jié)能減排,以減少工廠平時通風空調設備的運行費用,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計,還包括整個采暖、通風、空調系統(tǒng)的運行節(jié)能設計,更為重要的是采暖、通風空調形式的選擇,因為后者對于整個系統(tǒng)節(jié)能與否至關重要。比如對于高大空間的車間,就可以合理地利用置換通風,為生產員工提供舒適的工作環(huán)境,還能節(jié)省通風空調運行費用。新風和排風量比較大的車間,一定要設置熱回收機組,或分散設置,或集中起來與空調機組布置在一起。工業(yè)建筑粉塵污染多比較嚴重,不建議使用翅片熱回收器,而應使用轉輪式熱回收器。
5.5 廠房的設計,應優(yōu)先滿足生產工藝要求
廠房和車間的設計應以工藝專業(yè)為主,其他各個專業(yè),都應輔助其功能的實現(xiàn),同時滿足消防的需求。有些新設計師,在設計廠房的過程中,沒有注意到工藝專業(yè)的特殊要求,或不了解生產工藝流程,設計完成后,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,不得不推翻原設計重新來。所以,大家在設計工業(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。
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