吳昌杰

（北京博鼎誠(chéng)工程設(shè)計(jì)有限公司廣州分公司 廣州 510000）

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提升，我們?cè)絹?lái)越重視“以人為本”的思想理念，對(duì)工人工作環(huán)境舒適度的要求也越來(lái)越高。在我國(guó)大空間工業(yè)建筑持續(xù)增長(zhǎng)的背景下，大空間工業(yè)建筑暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)與安裝的需求也不斷增加。一般情況下，大空間工業(yè)建筑的暖通空調(diào)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中能耗相對(duì)較多，需要對(duì)其合理的設(shè)計(jì)，降低能耗，如果存在了不合理的設(shè)計(jì)，工作環(huán)境的舒適度會(huì)大幅度的降低，同時(shí)還會(huì)造成能源的浪費(fèi)。因此對(duì)大空間工業(yè)建筑暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行全面的分析，最終不斷的促進(jìn)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)在該領(lǐng)域的發(fā)展。

1 大空間工業(yè)建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)

在大空間工業(yè)建筑當(dāng)中，在供暖方面、制冷方面以及通風(fēng)方面需要做到最大限度的滿(mǎn)足生產(chǎn)需求?，F(xiàn)階段的工業(yè)建筑空間均根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求緊湊設(shè)計(jì)，最大化的利用土地資源，在此種背景下必將會(huì)造成暖通空調(diào)系統(tǒng)緊湊的設(shè)計(jì)與安裝空間，也必將導(dǎo)致暖通空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)的復(fù)雜性，增加系統(tǒng)管網(wǎng)的能耗，影響暖通空調(diào)系統(tǒng)的溫濕度控制效果，造成能源的浪費(fèi)。對(duì)大空間工業(yè)建筑內(nèi)部而言，建筑高度相對(duì)較高，其上下溫度梯度的變化會(huì)相對(duì)較大，對(duì)其在空調(diào)送風(fēng)方面會(huì)帶來(lái)相對(duì)較大的難度。在進(jìn)行大空間工業(yè)建筑的送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，一般都會(huì)采用上送下回的方式，在實(shí)際的施工過(guò)程當(dāng)中，需要根據(jù)實(shí)際的使用要求來(lái)對(duì)送風(fēng)口的送風(fēng)量和送風(fēng)角度進(jìn)行調(diào)整，但這種送風(fēng)方式，對(duì)重點(diǎn)部位的送風(fēng)照顧不夠，大量的能源沒(méi)能得到充分的利用。因此我們會(huì)輔助性的，在距地面3m左右的地方加設(shè)送風(fēng)口。從上述當(dāng)中可以看出在實(shí)際的施工當(dāng)中，對(duì)于送風(fēng)口的位置選擇是一個(gè)相當(dāng)重要的難點(diǎn)，需要在實(shí)際情況的基礎(chǔ)上對(duì)送風(fēng)量進(jìn)行精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)。

在某城市的大廠(chǎng)房設(shè)計(jì)當(dāng)中，若采用全空氣集中式空調(diào)系統(tǒng)，單臺(tái)機(jī)組的風(fēng)量和風(fēng)管截面均很大，大截面的空調(diào)風(fēng)管將占用很多有效空間；若廠(chǎng)房有天車(chē)，還將影響建筑物的使用功能和同時(shí)增加建筑高度；若將空調(diào)機(jī)組設(shè)置在專(zhuān)用機(jī)房，將增加建筑成本。不設(shè)專(zhuān)用機(jī)房，將機(jī)組設(shè)置在廠(chǎng)房中的平臺(tái)上，機(jī)組噪聲又會(huì)惡化工作區(qū)的生產(chǎn)環(huán)境。故對(duì)高度大于10m且體積為10000m3左右的廠(chǎng)房，基本上就按分層空調(diào)的形式進(jìn)行氣流組織設(shè)計(jì)，較多采用半集中式空氣－水空調(diào)系統(tǒng)，即：對(duì)上部非空調(diào)區(qū)域采用自然和機(jī)械相結(jié)合的通風(fēng)方式，下部工作區(qū)域的冷、熱負(fù)荷由大型水表冷柜式或懸掛式空調(diào)機(jī)組負(fù)擔(dān)，以柱網(wǎng)為單元，采用可調(diào)節(jié)送風(fēng)角度的射流方式，經(jīng)計(jì)算使工作區(qū)處在渦流區(qū)域。溫濕度控制按照負(fù)荷特點(diǎn)，如不同朝向、內(nèi)區(qū)與外區(qū)，以柱網(wǎng)為單元設(shè)置溫濕度傳感器，控制該區(qū)域內(nèi)大型水表冷柜式或懸掛式空調(diào)機(jī)組電動(dòng)水閥的開(kāi)度，做到分區(qū)控制和管理，避免某些區(qū)域過(guò)冷或過(guò)熱。

2 大空間工業(yè)建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)與節(jié)能

2.1 暖通空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與節(jié)能

在暖通空調(diào)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面，系統(tǒng)需要擁有更好的運(yùn)行性能，需要將空調(diào)水系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)分，按照水系統(tǒng)的實(shí)際承載壓力以及承載能力進(jìn)行區(qū)域劃分。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中需要保證其分區(qū)的合理性，對(duì)每一個(gè)設(shè)備進(jìn)行合理性的分析，比如空調(diào)系統(tǒng)所承受的壓力、管道所承受的壓力等等。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，還可引用最新科技，比如可以利用變頻技術(shù)來(lái)降低空調(diào)自身的能源消耗現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約，最終達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。在日常暖通空調(diào)的使用過(guò)程中，空調(diào)水系統(tǒng)所產(chǎn)生的污垢需要及時(shí)的清洗，避免對(duì)空調(diào)水系統(tǒng)的傳熱效率造成影響，避免不必要的能耗。

2.2 減少開(kāi)啟設(shè)備的時(shí)間和開(kāi)啟設(shè)備的臺(tái)數(shù)

在暖通空調(diào)的開(kāi)機(jī)臺(tái)數(shù)和開(kāi)機(jī)時(shí)間段方面都需要根據(jù)不同的季節(jié)和時(shí)間來(lái)進(jìn)行合理的安排，比如在春秋季節(jié)，室外溫度相對(duì)室內(nèi)較低，可以直接利用室外的干凈的清風(fēng)來(lái)排除室內(nèi)余熱，減少開(kāi)啟設(shè)備的臺(tái)數(shù)，達(dá)到節(jié)能的效果。在冬季和夏季，室內(nèi)外溫差相對(duì)較大，需要對(duì)大空間工業(yè)廠(chǎng)房的格局進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，在間斷需要供暖空調(diào)的房間，需要分系統(tǒng)設(shè)計(jì)，按實(shí)際需求提供供暖空調(diào)，減少開(kāi)機(jī)數(shù)量和時(shí)間，達(dá)到節(jié)能的目的。

另外空調(diào)機(jī)組的各個(gè)新風(fēng)口可以根據(jù)室外新風(fēng)狀況，運(yùn)用電動(dòng)風(fēng)閥來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣既可以保證室內(nèi)的空氣質(zhì)量同時(shí)還可以降低能耗。通常情況下，大空間建筑閑置的時(shí)間較長(zhǎng)，并沒(méi)有頻繁的使用效率。在北方考慮節(jié)能可以采用空調(diào)和散熱器相結(jié)合的方式進(jìn)行供暖。如果沒(méi)有使用的時(shí)候，可以利用散熱器進(jìn)行溫度的維持，從事生產(chǎn)時(shí)，再由空調(diào)系統(tǒng)在人員密集的地方進(jìn)行熱量的補(bǔ)充。

2.3 合理安排冷卻塔風(fēng)扇的開(kāi)啟臺(tái)數(shù)

在空調(diào)系統(tǒng)的使用能耗當(dāng)中，冷卻塔的能耗相對(duì)較大，可以利用降低冷卻塔的耗電的方式來(lái)達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。在一般情況下，夏季的氣溫相對(duì)較高，可以開(kāi)啟全部的冷卻塔風(fēng)扇，而在其他時(shí)間段就沒(méi)有必要全部開(kāi)啟冷卻塔風(fēng)扇。通常情況下要根據(jù)溫度來(lái)合理控制開(kāi)啟的冷卻塔風(fēng)扇數(shù)目，同時(shí)控制冷卻水機(jī)組的進(jìn)水溫度在26～32℃之間。而具體多少的進(jìn)水溫度才能達(dá)到整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)最節(jié)能狀態(tài)，需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)做出進(jìn)一步的研究。

2.4 散熱器的合理布置

在散熱器的布置方面，需要達(dá)到科學(xué)合理的效果。大空間工業(yè)建筑的占地面積相對(duì)較大，需要精確計(jì)算建筑圍護(hù)建構(gòu)的熱負(fù)荷，散熱器盡可能布置在外窗窗臺(tái)下，采用同程系統(tǒng)布置，如果單獨(dú)采用散熱器供暖的形式，仍無(wú)法滿(mǎn)足熱負(fù)荷時(shí)可以根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求在不影響生產(chǎn)的前提下，局部增加設(shè)置空調(diào)熱風(fēng)供暖或者輻射供暖系統(tǒng)。對(duì)于輔助室進(jìn)行供暖，在其室內(nèi)配備了雙管散熱器，并單獨(dú)配給了控溫閥，使用人員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度需要，進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)。

2.5 合理設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)

在大空間工業(yè)建筑暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，為了提高生產(chǎn)環(huán)境的舒適性，就需要合理的設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)制定出合適的室內(nèi)溫度，并且在過(guò)高或者過(guò)低的情況下都可進(jìn)行末端風(fēng)量調(diào)整。在計(jì)算的過(guò)程當(dāng)中，需要根據(jù)設(shè)計(jì)溫度、建筑的實(shí)際情況，進(jìn)行精確的計(jì)算。一般情況下，空調(diào)系統(tǒng)耗能的高低和室內(nèi)的保溫效果、建筑物的工程結(jié)構(gòu)、室內(nèi)發(fā)熱量有很大的關(guān)系。如果建筑的保暖效果不佳，例如使用了大面積的外窗，這將造成大量的能源損耗，這無(wú)疑要增加空調(diào)系統(tǒng)的耗能。因此室內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要與建筑等其他專(zhuān)業(yè)配合協(xié)調(diào)優(yōu)化設(shè)計(jì)。如果有必要，我們可以在建筑四壁上設(shè)置保暖層，這將大大增加建筑的保暖效果。與此同時(shí)，還可考慮合理的開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能，降低暖通空調(diào)的能耗。

在南方某城市的一個(gè)2000m2的生產(chǎn)主廠(chǎng)房（丙類(lèi)）當(dāng)中有一間110m2的甲類(lèi)車(chē)間，有很多設(shè)計(jì)者為保險(xiǎn)起見(jiàn)，將整個(gè)廠(chǎng)房空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成直流，這樣一來(lái)能耗增加很大，認(rèn)為這樣符合規(guī)范要求，能通過(guò)審查。這只是2000m2的例子，而實(shí)際工程有時(shí)面積比這大得多，能耗損失巨大。筆者認(rèn)為，只要將這110m2房間的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成相對(duì)主廠(chǎng)房為負(fù)壓，而且在其中設(shè)置了危險(xiǎn)氣體自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，并與事故風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖的安全措施，則1890m2主廠(chǎng)房的空調(diào)系統(tǒng)完全可以是循環(huán)系統(tǒng)。這是合理合法的設(shè)計(jì)，與合法設(shè)計(jì)有出入。

2.6 堅(jiān)持節(jié)能減排

在日常的生產(chǎn)過(guò)程中，需要堅(jiān)持節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)對(duì)大量能源的有效節(jié)約。大空間工業(yè)建筑的換氣量一般比較大，在此種情況下，可以在新風(fēng)口配置熱回收系統(tǒng)，在換氣過(guò)程中對(duì)排出氣體的能量進(jìn)行有效的回收，同時(shí)新送進(jìn)的氣體可以有效利用這部分能源，這無(wú)疑會(huì)降低很多的能源消耗。熱回收系統(tǒng)還可以起到對(duì)空氣的有效過(guò)濾，實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)人民生活質(zhì)量不斷地提高，工業(yè)發(fā)展在不斷地進(jìn)步，人們?cè)絹?lái)越重視以人為本，也越來(lái)越重視人們生產(chǎn)環(huán)境的舒適性，特別是大空間工業(yè)建筑的舒適性，這引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。因此需要對(duì)大空間工業(yè)建筑的暖通空調(diào)進(jìn)行全面的分析和設(shè)計(jì)，需要對(duì)實(shí)際的使用需求做出分析和研究，需要保證暖通空調(diào)在滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的同時(shí)，還要做到最大限度的優(yōu)化，降低空調(diào)系統(tǒng)本身的成本投入低，提升空調(diào)的使用效率，最終將空調(diào)的節(jié)能優(yōu)化發(fā)揮到最大水平，實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]陳玲，顏偉華.對(duì)工業(yè)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)措施的探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017（25）：2843.

[2]吳建華.暖通工程與節(jié)能技術(shù)[J].裝飾裝修天地，2016（8）：150.

[3]張建彬，李國(guó)棟.某廠(chǎng)房大空間空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（2）.

[4]謝磊實(shí).高大空間置換通風(fēng)的氣流組織及數(shù)值模擬[D].河北工業(yè)大學(xué)，2012.