廠房自然通風節(jié)能分析

文/卜彥斌　昆明有色冶金設計研究院股份公司　云南昆明　650000

廠房自然通風節(jié)能分析

文/卜彥斌昆明有色冶金設計研究院股份公司云南昆明650000

當前我國的工業(yè)廠房在大量的建設，數量急增，廠房的種類和結構也多元化，有各自的工藝特點，這對廠房的通風設計也有不同要求。本文根據自然通風的原理的闡述，根據原理探討了普通廠房的通風設計問題，分別從建筑朝向、氣流和通風裝置方面進行闡述，通過對廠房進行自然通風的風口設計，使得廠房內部的溫度維持在22～23度，給工人帶來更加舒適的工作環(huán)境，為廠房通風設計提供參考建議。

通風原理；工業(yè)廠房；氣流

工業(yè)廠房的建設是為了滿足各種生產作業(yè)的需求，生產業(yè)務不同，因而出現了不同的廠房結構設計方案。當前工業(yè)廠房建設發(fā)展的新方向是建造聯(lián)合廠房，例如將機加工、焊接以及裝配沖壓等不同功能的施工工藝放在一個廠房里。這樣的建筑物里面有多種生產加工方式，例如焊接之類的生產工藝會產生大量熱量，需要在建筑之初就對廠房車間進行通風設計。對室內的通風分為自然與機械的通風方式，下面將對自然通風原理進行闡述。

1、自然通風的基本原理

自然通風。有熱壓和風壓兩種通風方式。熱壓通風是根據熱壓來做驅動力；風壓通風是根據風壓來做驅動力。由于廠房內的生產工藝過程、人體等散發(fā)出的熱量，造成熱空氣膨脹上升，再加上廠房車間若沒有天窗之類的通風設備，就會不利于人們的工作，還會對身體造成危害。因此，需要設置自然通風口。熱壓通風設計：在廠房高處設置天窗，將室內膨脹上升的熱氣排到室外；而在廠房低處設置進風口，室外冷空氣就會流入室內，從而不斷循環(huán)達到通風效果。熱壓通風原理是根據室內低處空氣密度減小膨脹上升，室內和室外的空氣有了密度差，利用進風口和出風口設置的高度差進行空氣的交換。風壓通風設計：通過建筑物對自然風的阻礙作用，建筑物迎風面形成空氣的正壓區(qū)，建筑物背風面產生負壓區(qū)，根據壓差來設計通風，主要方法是將進風口設置在迎風面，排風口設置在背風面，交換室內外的空氣。

2、通風設計分析

2.1廠房朝向問題

各地都有一個風向參考值，為了保障廠房通風條件，必須根據風向來合理設計廠房朝向，并查看當地的風玫瑰圖，盡量將進風口設置在夏季廠房的迎風處，讓室外的新鮮空氣能夠順利流入到室內，然后選擇好出風口的位置和風口面積，讓室內的熱空氣流到室外，以此不斷循環(huán)室內外的空氣，形成空氣對流，降低室內的溫度，并保持在一個較為舒適的溫度范圍內。例如圖1中某工廠建筑的通風示意圖，根據當地夏季的東北風極為頻繁，所以將廠房通風口設置西南側的負壓區(qū)。

（“+”代表正壓區(qū)，“-”代表負壓區(qū)）

根據熱壓通風原理，要增大進風口和排風口高差，根據當地形成的自然風，設置廠房的高側窗作為排風，針對有許多熱量散發(fā)的熱加工車間，在穩(wěn)定排風情況下設置避風天窗。針對迎風面，采取設置進風側窗、門洞達到送風。圖1的廠房中，為保證采光效果，和排出車間內的煙霧，C2只是采光窗，以便增大壓差，方便通風。對于進風側窗需要對實際的廠房高度和工藝進行有選擇的設置。

2.2合理組織氣流

自然風通常多變不固定，也不受人力控制。圖1中的該廠房C1處是正壓區(qū)，設置為自然進風口，排風口設置在廠房中部自然風負壓區(qū)的C3，形成風壓氣流組織。在廠房內會生產極大的熱量，可以利用熱壓通風的原理來進行通風口的設計。所以，為保證能夠順暢通風，就必須設置足夠面積的進、出風口。根據通風換氣的次數，要對通風口的面積進行計算得出具體數據，在設置的時候保障進風口的面積和出風口的面積大約相等，就能滿足熱壓通風。

其次，設計自然通風口，必須考慮中和面高度，并盡量的設計得低一些，以保證新鮮空氣能最大限度地流經工作區(qū)，從而達到對工作區(qū)的降溫效果。然而在很多工程設計中，會圍繞主體廠房設計許多附房建筑，將主體廠房圍嚴實，這就不能讓廠房有足夠的進風窗的面積，所以，此時即使天窗面積再大，也不能達到通風效果。因此，必須在建筑項目設計中，兼顧各種因素，盡量考慮在主體廠房通風處不設計輔助建筑，將主體廠房的進風面積留足。

合理組織氣流還可以通過克服進氣短流來解決。進氣短流形成的原因是由于剛進入室內的空氣尚沒有到達室內作業(yè)區(qū)，就被加熱上升排出天窗外的現象。例如圖1中，若將進氣口設置為C2 ，然后由C3 排出，新鮮空氣流經期間，還沒有經過工作區(qū)就被排出室外，只能帶走較少的熱量與粉塵，而極大地降低了通風效果。所以，設計中必須避免進氣短流。圖中該廠房卻是將C2設為采光窗，是一個極好的設計。

合理組織氣流還需要機械通風的輔助，當自然通風不暢時，就必須依靠機械通風，機械通風效果不受氣候、房屋朝向限制。這可以通過在建筑形式和生產工藝下，選擇合適的風機，保障機械通風效果。

2.3 選擇通風開窗設備

對于通風開窗的形式各異，例如推拉窗、對開窗、百葉窗、懸窗等。其中當前較為流行推拉窗，這是由于它具有較好的密封性和外觀，且不易壞，缺點是只能達到50%開窗面積。針對夏熱的地區(qū)，通常設置百葉窗，便于開啟窗戶，并且能靈活控制開窗角度，又不易壞。而寒冷的冬季則將百葉設置為外窗，在室內設置保溫密閉門。排風要通過設置天窗、頂排風帽或者排風機。常見的天窗的弊端是頻繁開關易損壞玻璃。

當前，還有些建筑是多跨廠房，上百米寬度的房內散熱量大，通風技術較難。通常根據廠房布局情況設置露天跨，能解決廠房內的部分通風。但事實是很多多跨廠房內的操作工藝不同，達不到露天跨設計要求，所以，必須利用機械送風來達到通風要求，此時需要在合適的工作面上設置送風高度，然后將排風處設在天窗。

結語:

綜述，自然通風是一種最經濟最節(jié)能的通風方式，非常適用于工業(yè)廠房。對于這種高效節(jié)能的通風手段，必須要通過合理設計通風方案，才能達到較為理想的通風效果。通常情況下，只要對準風向，有足夠的自然通風對流面積，氣流組織合理，窗戶開窗方式正確，就能達到較好的通風效果?？傮w上需要注意的問題：

根據風向、現場情況，盡力布局好進出口通風的位置、擴大風口面積；盡量排除主體廠房建筑周圍阻擋通風的附加建筑物。具體風口的設計問題要根據現場具體情況而定。

［1］盧志堅，張笑凡.高校教學樓綜合節(jié)能改造探索與實踐［J］.上海節(jié)能，2015，（04）.

［2］許鳳，陳玉英.自然通風的應用形式及節(jié)能與舒適性探討［J］.制冷與空調，2008，（04）.

圖1 中某工廠建筑的通風示意圖