(吉林建筑大學(xué)， 吉林 130000)

1 我國(guó)高寒地區(qū)公共建筑高大空間采暖方式

目前我國(guó)在工業(yè)建筑和高大空間內(nèi)主要采用散熱器、中高溫輻射采暖、低溫地板輻射采暖及空調(diào)散熱風(fēng)采暖等。

1.1 散熱器加熱風(fēng)機(jī)采暖

在眾多的空間采暖方式中，人們多數(shù)會(huì)選擇散熱器+熱風(fēng)采暖，因?yàn)檫@是一種讓人體感覺(jué)最舒服的采暖方式。散熱器加熱風(fēng)采暖采用空氣環(huán)流的方式使室內(nèi)溫度均勻分散緩慢上升，各部位溫度一致。在多數(shù)的高大空間建筑中，都會(huì)通過(guò)熱風(fēng)采暖達(dá)到空氣環(huán)流的效果，在提升室內(nèi)溫度的同時(shí)給人帶來(lái)非常舒適的感覺(jué)。

在工業(yè)建筑采暖方式中，散熱器+熱風(fēng)的采暖方式是目前比較常見(jiàn)的一種，同時(shí)這種采暖方式出現(xiàn)的也比較早，在19世紀(jì)末廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房和機(jī)庫(kù)中。這種取暖方式主要是利用冷空氣下沉、熱空氣上升的基本原理，為大型建筑物的采暖取得理想的效果。

2000年以后我國(guó)才開(kāi)始使有熱風(fēng)對(duì)流換熱的采暖方式，并將其廣泛應(yīng)用于車間、體育館、大型超市等空間較大的工業(yè)建筑內(nèi)。該技術(shù)主要是利用風(fēng)機(jī)使熱風(fēng)在室內(nèi)直接與冷空氣對(duì)流，達(dá)到提高室內(nèi)溫度并使之均勻分布的目的。經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)，又出現(xiàn)了橫向熱風(fēng)幕分層供暖系統(tǒng)，新系統(tǒng)不僅可以保證在恒溫時(shí)減少熱負(fù)荷附加量，更能消除建筑物垂直方向上的室溫梯度，這樣便可實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)利用建筑物自身的熱量降低供暖負(fù)荷。

1.2 低溫地板輻射采暖

因?yàn)槿梭w與底板接觸較多，且距離底板比較近，所以采用低溫地板輻射采暖可以快速提高室內(nèi)溫度，并且使熱量散布均勻，使人體感覺(jué)更加舒適。采用低溫地板輻射采暖有一半的熱量會(huì)通過(guò)輻射的方式傳遞給建筑物的棚頂、人體及建筑物四周墻壁跟室內(nèi)擺放的物體，剩下的部分熱量由地面直接傳給空氣，會(huì)產(chǎn)生高低溫度不對(duì)流的現(xiàn)象。低溫地板輻射采暖會(huì)受到建筑物舉架過(guò)高、供水溫度不夠高及冷風(fēng)過(guò)多等諸多因素的影響，最終的采暖效果無(wú)法令人感到百分之百的滿意。

1.3 中、高溫輻射采暖

中溫輻射采暖系統(tǒng)一般是指利用表面溫度在 80-200度之間的輻射板進(jìn)行采暖。將輻射板放置在舉架較高的建筑物頂端或者是以傾斜的方式放置在建筑物的墻壁，也可以采用由上至下輻射的采暖形式。中溫輻射的正面以熱輻射的形式散熱，同時(shí)也會(huì)有少量溫度對(duì)流使得室內(nèi)空氣升高，隨上升的熱氣流通過(guò)屋頂散失掉這部分熱量。

高溫輻射采暖系統(tǒng)是指溫度在500度以上（包括500度）的供暖系統(tǒng)。高溫輻射采暖是能夠使人體接受的熱量最多的采暖系統(tǒng)，同時(shí)地面和室內(nèi)設(shè)備以及墻壁吸收的熱量也是最大的。由于熱輻射的溫度都在 500度以上，所以一般情況下都是利用可燃?xì)怏w通過(guò)特殊的裝置進(jìn)行燃燒，并且利用產(chǎn)生的紅外線來(lái)進(jìn)行取暖。

采用高溫輻射采暖可以迅速地提高室內(nèi)溫度，并將室內(nèi)溫度保持在一定高度。但是受室內(nèi)裝修和裝飾以及熱媒溫度、施工成本、消防安全和施工難度的限制，不論是高溫輻射還是中溫輻射都沒(méi)有在工業(yè)建筑物和高大空間建筑體中得到廣泛的使用。

1.4 空調(diào)熱風(fēng)采暖+低溫地板輻射采暖

目前，在我國(guó)高寒地區(qū)工業(yè)建筑中較為常見(jiàn)的供暖方式是采取低溫地板輻射+空調(diào)熱風(fēng)側(cè)送的方式?？照{(diào)熱風(fēng)可以將風(fēng)直接輸送入到室內(nèi)，以達(dá)到熱空氣均勻分布的目的?？照{(diào)熱風(fēng)又可以實(shí)現(xiàn)降低低溫地板輻射產(chǎn)生熱氣流上升速度的效果，在保證室內(nèi)溫度的同時(shí)使室內(nèi)空氣有效流通，是當(dāng)前相對(duì)比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的一種混合式采暖方式。

2 高寒地區(qū)工業(yè)建筑采暖特點(diǎn)及影響要素

2.1 高大工業(yè)建筑的傳熱特點(diǎn)

工業(yè)建筑物也被稱之為廠房，是指生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品的場(chǎng)所和構(gòu)筑體，其高度絕大多數(shù)都在10米上下，且面積大于5000m2，此類建筑物的主要特征是尺寸和空間較大，比如像工廠、車間、庫(kù)房等均屬于此類。

我國(guó)北方地區(qū)的工業(yè)企業(yè)在冬季中涉及的采暖費(fèi)用占企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本的較大部分，且我們經(jīng)過(guò)一系列的調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，普遍存在取暖能耗高、成本高且人體感知偏冷等問(wèn)題。

普通工業(yè)建筑體的傳熱特征有四點(diǎn)：

（1）面積龐大且門窗較多，因此冷空氣滲透導(dǎo)致耗熱量較大；

（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)較大，保暖效果差；

（3）工業(yè)建筑物的跨度和體積龐大，影響空氣分層，室溫梯度大，最終導(dǎo)致冷空氣對(duì)室內(nèi)空間的自然對(duì)流影響和效果；

（4）采暖的熱負(fù)荷較大。

2.2 受市政管網(wǎng)供暖因素的影響

由于我國(guó)高寒地區(qū)的工業(yè)建筑一般均采用市政管網(wǎng)作為其主要的采暖熱源和渠道，這就使得產(chǎn)生的熱源溫度較低，流量和供暖周期受到熱源限制等不利因素，使得高大空間的采暖標(biāo)準(zhǔn)不能得到靈活的設(shè)置以及有效地調(diào)節(jié)，必須設(shè)置二次換熱加壓或加熱、制熱設(shè)備（主要是蒸汽供應(yīng)量不足），導(dǎo)致增加了較高的建設(shè)成本。

2.3 受外圍護(hù)結(jié)構(gòu)影響

隨著幕墻式建筑在我國(guó)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的應(yīng)用在工業(yè)建筑中，這種形式使建筑在造型美觀程度上得到很大提升，為了節(jié)省采暖的能耗和維持室內(nèi)所需的熱環(huán)境條件，工業(yè)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)特別是外墻必須具有足夠的保溫能力。但對(duì)于采暖能耗就造成極大的浪費(fèi)，同時(shí)導(dǎo)致采暖熱負(fù)荷指標(biāo)顯著增加。

因此，處理建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)特別是建筑外墻的熱工性能，無(wú)論是對(duì)于改善室內(nèi)熱環(huán)境，還是節(jié)約能源都具有重要的意義。

3 結(jié)論

工業(yè)建筑普遍具有高度高、空間大、人員活動(dòng)區(qū)域較小等特征，導(dǎo)致在冬季供暖時(shí)易產(chǎn)生熱分層現(xiàn)象，造成資源和能源的巨大浪費(fèi)。再者，當(dāng)前每一種采暖方法都是有利有弊的，因此在制定此類高寒地區(qū)工業(yè)建筑物的采暖方案前，需根據(jù)每一棟建筑的空間布局而定，這樣方可發(fā)揮采暖方案的最大優(yōu)勢(shì)，盡可能的減少室內(nèi)溫度的流失，保證工業(yè)建筑室內(nèi)擁有舒適的工作環(huán)境，滿足人們的需求。

同時(shí)，基于對(duì)高寒地區(qū)工業(yè)建筑采暖方式調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的工業(yè)建筑物室內(nèi)采暖方式存在相當(dāng)大的改進(jìn)空間，其性能、可靠性、舒適性均有待提升。為此，本文主要研究?jī)?nèi)容為對(duì)于不同類型的工業(yè)建筑所選用的不同的采暖形式，得出最合理的采暖方案，以此來(lái)減少采暖能耗，達(dá)到合理節(jié)能的目的，因此本文對(duì)高效、節(jié)能的采暖方式具有指導(dǎo)意義。

所以，高寒地區(qū)工業(yè)建筑的采暖能耗節(jié)能潛力巨大，研究一種適用于高大空間、并能減少熱分層現(xiàn)象的采暖方式至關(guān)重要。

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