浅谈工厂厂房建筑设计中的暖通设计

本文根据作者对工厂厂房建筑中暖通工程设计的一点经验，针对其暖通设计中存在的一些问题，重点对重工、轻工业厂房以及电子厂房的暖通设计进行了研究与分析，并提出了本人的意见。

随着我国工业的迅速发展，以及国家对工业的大力支持，工厂厂房的质量也随之增加。其中厂房的设计过程也受到工艺专业的要求，在注意与消防、结构梁柱、节能以及建筑物本身等诸多方面的协调兼顾。在暖通设计中，厂房建筑自身的生产工艺的要求下，决定了其多样性的特点，我们应予以足够的重视，做到设计有所针对。

1. 负荷计算方面

工业厂房的采暖热负荷及空调冷负荷与一般民用建筑不同。根据《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)，工业厂房的冬季采暖设计温度在12℃～21℃；我们平时遇到的厂房大多数为机械加工厂房，采暖室内设计温度可以取14℃～l6℃，夏季空调室内设计温度可以取26℃～27℃。如果单从室内设计温度就妄断厂房车间类建筑的冷热负荷并不大，那就错了。实际上，各类车间的负荷大小和组成千差万别。由于生产工艺的要求，有的厂房的要求新、排风量比较大，其新风负荷在总负荷中所占比例比较大。有的厂房常年进行热加工处理，厂房内部发热量比较大，而有的厂房内人员数量略多，劳动强度比较大，因而空调冷负荷中，人员湿负荷比较大。

2. 工业厂房暖通空调设计中冷热源的选择

厂房类建筑多是布置在工业区内，通常有厂区锅炉房提供蒸汽。当厂区只有采暖用热或以采暖用热为主时，宜采用高温热水作为热媒。当厂区供热以工艺用蒸汽为主时，在不违反卫生、技术和节能要求的条件下，可采用蒸汽作为热媒。一般情况下，车间厂房类建筑是不采用电采暖的，原因很简单，工业用电价格比较高。即使是民用建筑如果没有拿到当地供电部门的特殊优惠，其运行价格也令业主难以承受。如果厂区内没有蒸汽或热水热源，某些不存在易燃危险的车间可以采用燃气辐射采暖，这也是一种比较经济的采暖方式。对于冷源的选择，也应结合厂区的实际情况，在尽可能减少投资的前提下，选用高效节能环保产品。可倾向使用蒸汽热源溴化锂吸收制冷机组或使用VRV制冷机组。对于非严寒地区，可以使用风冷热泵机组，夏季供冷，冬季供热。

3. 厂房大门的空气幕设置

厂房的大门多为长时间开启的大门，造成室外冷（热）风侵入负荷比较大。寒冷地区的工业厂房，大门上方应尽可能地设置空气幕。有的设计师为了省事，将大门空气幕与暖气片串联在一起，这是不可取的，并且违反了《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019.2003)第4.8.2条。厂房的主出入口大门一般都比较高大，贯流式空气幕的送风距离一般都无法满足使用要求，所以应选择离心式空气幕。对于超大的出入口，应选择装配式厂房热空气幕，装配式热空气幕安装在大门的上方，风口在大门的两侧，同时相对吹热风，从而形成一道热风幕，防止室外冷空气侵入，保证了室内所须的温度。另外值得注意的是，厂房的热空气幕尽可能选择热水或蒸汽热源的，不要选择电加热的。厂房的大门冷风侵入负荷比较大，选用电加热空气幕，动辄几十千瓦，一个稍大点的厂房，光空气幕一项就会占用上百千瓦的电负荷。

4. 厂房内采暖通风空调方式的选择

4.1 厂房车间的通风

工业厂房的通风不局限于可开启外窗的自然通风方式。同一个工种相同的车间内，可以做全室的通风换气。工种不同的车间，若局部区域有污染物产生或局部区域散热量较大，可以做局部除尘或局部排风处理，以减少不必要的通风量。当车间内的散热量不是特别大的时候，为了节能减排，也可以选用屋顶自然采光通风器，靠热流的自然上升，实现无动力散热排风。但是某些面积超大的车间，由于生产的需求，散热量比较大，以自然通风方式是无法满足通风散热要求的。厂房的通风除了要满足新风要求、散热要求，还要满足除尘要求，排烟要求。一些厂房的生产会产生有害的气体或烟尘（比如焊接车间），对于此类车间，设计师应与工艺专业密切配合，确定有害烟尘或气体的量。并根据生产规模来确定，是做全车间烟尘净化，还是局部排风净化处理。对于有害气体、烟尘的排放，还应在排放前做相应的处理，使之满足《工业企业设计卫生标准》。对于宽度超过6Om的大车间，仅靠四周外墙上的窗户，是无法完全满足自然通风排烟要求的，可在厂房中间部位的屋顶上，每隔一定距离就设置一台排风兼排烟的双速风机，平时排风，着火时排烟。

4.2 散热器的选择

散热器的选择，总的来说要遵循这样几个原则。设备要实用、适用且经济。对于负荷比较大的车间，可以选用钢制翅片管散热器，由于其散热面积大，单位体积的散热器其散热量很大，如果仍然不能满足负荷需求，就需要增设暖风机辅助采暖了，当然这也需要征得工艺专业的同意。对于粉尘比较多的车间，这类散热器就不适用了，由于其翅片内会积对粉尘，难于清理，时间稍长，就会大大影响散热效果，应选择钢制柱式散热器。对于有腐蚀的厂房，还应选择耐腐蚀型的散热器。厂房车间的辅助用房，经济条件允许，可以选择铜铝复合散热器或钢制柱型散热器。对于热负荷不大的车间，我们还可以选择光管散热器，同时它还有容易清理的优点。对于希望节省造价的车间，当然要选择铸铁散热器了。厂房的空间一般比较高大，选择加热全车间内的空气温度是比较耗费能源的，可能的话，严寒地区的工业厂房应采用区域辐射采暖或地板辐射采暖。需要注意的是地板辐射采暖，仅适用于地面结构荷载不大的轻工业厂房。

5. 其他应注意的问题

5.1 通风管道的布置

在重工业的车间内，一般布置有铁轨，供火车和轨道小车使用；柱子的牛腿上布置轨道，供门式吊车使用。这些条件限制了我们暖通专业管道的布置。有铁轨的地方一般很难布置暖沟，管道架空敷设时，应与多个专业相配合，与压缩空气管道，电气桥架，乙炔管道等保持合适的间距，积极主动做好设计阶段的协调工作。管道系统的设计中，不光是要考虑到车间内的气流组织，同时要注意了解车间内的可动机械设备的动作范围和生产流程，避免出现管道布置的位置与吊车或滑轨等工艺装置的冲突。车间内的空调设计更为灵活。除了设置风管机，靠风管送风外；当厂房内由于桥式起重机等设备的存在或由于生产工艺的要求，限制了风管的布置时，可以选用屋顶式高大空间通风单元空调或大空间区域空调机，这种空调形式，免去了风管的布置，既可以将机组布置在屋顶，也可以将机组布置在侧墙上，设计更为灵活。

5.2 热加工车间的隔热设计

有热加工工种存在的车间，不光是考虑以上提到的一般性内容，还有一项隔热设计。一些车间内工作区域内温度过高，需要为工人提供相应的隔热防护措施，防止工人中暑或烫伤。同时应设计有供工人降温休息的区域性小房间。

5.3 洁净通风空调设计的关注点

对于有洁净度要求的厂房，要设计洁净通风空调系统。设计时，要严格遵守工艺的洁净度等级要求。洁净空调的设计有几个需要注意的地方：①明确人流、物流组织；②确定是否为单向气流，选择合适的气流方向，是水平气流还是垂直气流。③选择合适的空气过滤器，除了初效过滤器，中效过滤器外，高效过滤器的选择也尤为重要。此外过滤器的阻力损失，和使用寿命，也是关键的参数。④洁净空调系统内的，吹淋室、传递窗是容易被设计者忽视的地方，注意排风的设置。⑤洁净空调系统内各个区域的压差的设定是整个系统能否正常运作的关键。

5.4 暖通空调设计一定要遵循节能减排原则

工业厂房车间类建筑占地面积大，空间也相对比较高大，能耗方面不容小觑。为了响应国家的低碳环保号召，厂房类建筑的暖通空调设计，也要尽可能地做到节能减排，以减少工厂平时通风空调设备的运行费用，同时减少对环境的污染破坏。厂房类建筑的节能，不仅包括对冷热媒体管道和容器的保温设计，还包括整个采暖、通风、空调系统的运行节能设计，更为重要的是采暖、通风空调形式的选择，因为后者对于整个系统节能与否至关重要。比如对于高大空间的车间，就可以合理地利用置换通风，为生产员工提供舒适的工作环境，还能节省通风空调运行费用。新风和排风量比较大的车间，一定要设置热回收机组，或分散设置，或集中起来与空调机组布置在一起。工业建筑粉尘污染多比较严重，不建议使用翅片热回收器，而应使用转轮式热回收器。

5.5 厂房的设计，应优先满足生产工艺要求

厂房和车间的设计应以工艺专业为主，其他各个专业，都应辅助其功能的实现，同时满足消防的需求。有些新设计师，在设计厂房的过程中，没有注意到工艺专业的特殊要求，或不了解生产工艺流程，设计完成后，等各个专业汇总到一起时，才发现自己的系统不能满足使用要求，不得不推翻原设计重新来。所以，大家在设计工业厂房车间类建筑时，一定对工艺专业的要求以足够的重视。因为他们的要求，才是厂房车间存在的必要。

（作者单位：佛山市南海国际建筑设计有限公司，广东佛山528200 ）