工業廠房通風管道設計面臨的問題及對策

李成

廣西中恒置業發展有限公司 廣西梧州 543000

隨著我國工業化進程不斷推進，眾多工廠生產能力穩步提升，技術改造階段，由于工業廠房空氣環境質量較差，引發一系列問題，不利于工業生產的有序進行。通風系統能夠保障工業廠房的空氣流通，根據規劃安全的生產，對于工業廠房的透風量限制要求比較高。一般在通風管道設計時，要考慮正常運營階段的風量需求。在這種情況下，如何改善工業廠房內部環境成為人們重點關心的話題。有效的通風管道設計能夠帶走廠房的有毒有害氣體和大量余熱，保證廠房空氣的溫度和潔凈度，為人們營造舒適、健康的空氣環境。

1 通風系統概述

從工作原理來看，通風是實現室內外空氣的轉化，將室內的廢氣進行處理后排放到大氣中，同時導入室外的新鮮空氣，保障室內空氣的長期新鮮。 將室外的空氣送入室內被稱為送風，將室內的空氣排入大氣層成為排風。通風管道設計的目的就是實現排風和送風交互。按照使用途徑和地區來劃分，通風系統主要分為工業通風和民用通風。工業通風主要是為了排除工業生產階段的廢氣、灰塵以及有害氣體，保證工業廠房內作業人員的身心健康；民用通風則主要排除人們工作、生活和學習中制造的廢氣，同時還包括蒸汽、二氧化碳等，為人們營造健康、舒適的生活環境。按照作用范圍的不同，通風系統又可以分為全面通風和局部通風。全面通風的覆蓋范圍較大，在工業廠房內，可以覆蓋所有車間，其作用以排風為主，能夠有效稀釋房間內的廢氣，滿足正常使用需求；局部通風主要局限在特定的點或區域，能夠快速排出室內廢氣，減少廢氣可能造成的污染，不僅如此，局部通風還可以凈化特定區域的空氣，滿足特殊的工業生產要求。通風系統示意圖如1 所示。

圖1 通風系統示意圖

2 通風管道設計應注意的問題

2.1 進、排氣口面積設計

自然通風主要靠內外空氣溫差產生的風壓實現內外空氣交換，這種情況下形成自然通風。由于風壓容易受自然條件的影響，工業廠房通常不采用自然通風作為主要動力。工業廠房自然通風設計時，要確保進、排氣口面積滿足實際需求，進氣口面積要大于排氣口面積，這樣才能有效提高自然通風效果。但是，不少工業廠房設計階段缺乏合理的規劃，主體廠房往往設計的比較嚴實，自然進氣口位置被占用。一些設計人員不能充分考慮建筑情況，一味加大天窗面積，造成進氣口面積遠遠小于排氣口面積，嚴重影響工業廠房自然通風效果。在這種情況下，雖然工業廠房建設投資力度較大，往往難以達到理想的通風效果。

2.2 進氣短流現象

在一些老式的工業廠房中，主要利用通風器實現排煙。但是，通風器的做工、工藝或者安裝可能存在不少問題，容易造成工業廠房出現進氣短流的現象。在這種情況下，進氣不能有效改善工業廠房內的作業環境。在通風管道設計時，要盡量避免這類問題。

2.3 通風天窗飄雨

通風排氣天窗飄雨對于工業生產造成嚴重的負面影響。廠房自然通風設計雖然解決了通風排氣問題，如果設計不當，很容易帶來飄雨問題，設計中必須認真予以解決。當前階段，通風天窗主要采用矩形，以往的設計中通過加設垂直擋雨板，能夠達到良好的防飄雨作用。某大型廠的廠房設計即采用了這種類型的通風天窗，在當地的一次特大風雨中，由于風雨受山阻擋之后，局部形成變異的渦流風雨，導致天窗嚴重飄雨，反映十分強烈。因此，通風設計時要結合工業廠房基本情況，采取恰當的防飄雨設計。

2.4 冷加工廠房通風換氣

在工業廠房管理通風設計時，人們往往將其與熱車間聯系在一起。冷加工廠房內不散發余熱或僅散發很小的熱量，使當前按熱壓作用進行自然通風設計計算的工作失去了依據，必須也要考慮通風換氣。正常情況下，冷加工廠房產生的余熱相對較小，如果屋面通風不當，很容易引發廠房內部悶熱，夾雜工業生產中的廢氣、油漆等，工作環境惡劣。而屋頂設置了采光天窗的廠房，由于部分玻璃窗扇為開啟狀態，起到通風換氣作用，其室內熱環境明顯要好得多。因此，對于南方地區及北方夏熱地區的冷加工廠房，除了必須設置屋面隔熱層之外，設計上還必須創造良好的通風換氣條件。兩跨及以下廠房，可以利用高側窗進行通風換氣，多跨廠房則必須結合采光需要，要確保天窗滿足要求，能夠很好地解決通風換氣問題。

3 工業廠房通風管道設計的策略

3.1 做好通風系統的劃分

工業廠房包含的車間較多，不同的車間對于送風需求不盡相同，當車間工作面積較大時，需要的送風點也相應增加，為了達到工業廠房送風效果，通常設計多個送排風系統。在通風系統劃分時，主要從以下幾個方面來進行：一是室內通風要求和參數相同時，應劃分為相同的送排風系統；二是運行班次、運行時間和工業生產流程相同時，可以采用相同的送排風系統；三是對于送排風有特殊要求的系統；四是除塵工業廠房，如果送排風系統混合，可能造成管道形成結露，應設置獨立的送排風系統；五是當風機附近排風點較多時，應綜合考慮送排風系統的基本情況，確保通風系統的科學性、合理性。工業廠房車間排風點間距應滿足規范要求，在滿足通風要求的同時考慮經濟效益。

3.2 管道的形狀和材料

在進行管道形狀選擇時，通常采用圓形和矩形。如果截面面積相同，圓形的阻力更小，同時有助于節約材料和空間；圓形通風管道制造相對方便，有利于防腐、保溫施工，同時圓形通風管道放樣和制作時存在一定難度，在進行管道布置時，要結合建筑和結構的基本情況，確保管道布置的科學、美觀。對于通風量要求較大的管道，通常選擇圓形。管道的材料主要分為耐熱耐磨合金鋼、薄鋼板、礦渣石膏板等，用于排放粉塵較高的氣體時，主要考慮管道的耐磨性，這時可以選用普通的鋼管；當管道使用溫度較高時，應優選選用耐熱材料，比如合金鋼。

3.3 合理布局通風管道

在工業廠房通風管道布置時，要加強與其它專業之間的聯系，在滿足基本規定的同時考慮其協調性。如果通風管道排風點較多，應選擇大斷面的集合管，同時做好與其它支管的聯系。通風管道的布置要減少轉彎，同時確保管件布置的簡單、易操作。氣體在輸送過程中含有液滴，通風管道應合理設計坡度，同時將水封管設置在管道的低處，這樣可以有效消除積液。此外，通風管道要設置測量裝置，這樣能夠對送排風情況進行準確監控，出現問題及時改進。

3.4 控制通風管道溫度

由于工業廠房氣體復雜，送排風階段可能消耗大量的熱量和冷量，因此，控制通風管道溫度顯得更加重要，應采取適當的保溫方式。通風管道保溫結構主要由三個部分組成，即保溫層、防潮層和保護層。保溫層作為控制通風管道溫度的重中之重，對于工序和材料要求較高；防潮層主要目的是減少水蒸氣與保溫材料的直接接觸；保護層起到保護保溫層和防潮層的作用。

3.5 通風系統的進排風口

在工業通風過程中，在室外空氣清潔區設置進風口，同時注意選擇在排風口上風向設置，高度明顯比排風口低，同時防止排風口與進風口發生短路問題。排出新污染源的氣筒一般不能低于15m。針對污染物相同的2 個排氣筒，如果間距明顯比幾何高度之和小，可以將配氣筒等效合并為1 個。排風口通常排出包含毒害物質的空氣，應借助大氣有效稀釋和擴散，此時在氣流的正負壓區上設置排風口，禁止設置風帽，從而阻止通風管道內進入雨水。

3.6 加強通風管道監控

為了有效提升工業廠房通風管道的安全性，要加強通風管道運行的日常監控，在管道結構設計時，通過在內部植入監控系統，從而對通風管道的運行情況進行實時監管，送排風管出現問題后及時報警，檢修人員根據報警信息盡快確定故障位置，確保送排風系統運行的安全性、可靠性。

4 結語

總而言之，工業廠房通常跨度較大，室內車間復雜程度高，污染源種類繁多，對于通風量需求較高。在進行通風管道設計時，要考慮送排風量、特殊工藝、車間特點等，合理布置通風管道，根據實際的情況對通風機的風量進行調控，這起到了一定的節能的作用，以達到將廠房內的污濁氣體和有害氣體帶走，為操作人員提供良好的工作環境，不斷提高工業生產效率。