暖通通風系統設計的重要性探討

鄭 琦

(福建省南方建筑設計有限公司，福建 莆田 351100)

暖通通風系統主要負責對進入室內的空氣進行過濾處理，以保證室內的空氣質量可以達到預期。而對于工業用的暖通通風系統而言，其不僅需要處理進入室內的空氣，更要對排出室外的空氣進行處理。暖通通風系統可以根據使用用途不同而分為工業用和民用兩種類型，前者的標準更為嚴格，并具備進出空氣處理功能；后者則只具有對進入室內空氣處理的基本功能。

1 暖通通風系統的設計重要性

隨著我國經濟水平的不斷提升，社會生產、居民生活等多個環節均需要大量使用能源資源，而能源資源的不斷使用所造成的環境污染問題則成為了一大社會困境。從城市發展和建設角度來看，能源問題與環境問題成為影響生活質量的關鍵所在，而構建能源節約型社會則成為了理想狀態中的發展目標。暖通通風系統對于現代人而言并不陌生，其在溫度調控和濕度調控兩個方面均具有穩定表現。在不同用途、結構的建筑當中，需要依據實際使用需求對暖通通風系統進行針對性設計。合理的設計方案可以進一步提高暖通通風系統的功能發揮，保證其基本功效不受影響，進而達到調控室內溫度、改善室內空氣質量的效果。同時，合理的設計方案可以進一步發揮暖通通風系統的節能減排效果，減少建筑物對于能源資源的使用量。

2 自然暖通通風

自然暖通通風主要分為熱壓暖通通風和風壓暖通通風兩種形式，二者主要是在通風原理上存在差異性。

對于工業生產而言，生產建筑內部所產生的熱量會導致室內的空氣膨脹和密度減小，進而出現熱空氣上升的趨勢，在這種情況下可以開啟建筑天窗，由于天窗內部氣壓高于外部氣壓，室內的熱空氣會不斷排出，而室外的冷空氣則可以通過建筑進風口進入到室內，從而形成循環機制，構成整個自然暖通通風的基本體系，這種暖通通風即為熱壓暖通通風[1]。

風壓暖通通風主要依靠自然風壓來實現暖通通風效果。當自然風吹向建筑物之后，建筑物的阻礙會導致迎面風的空氣壓力增加，并在建筑物與自然風的接觸區域形成正壓區。而當自然風流從建筑上方和兩側通過之后，氣流會變窄，形成負壓區，且建筑背風面也為負壓區。在這一基本原理的基礎上，建筑的風壓暖通通風設計一般會將進風口設置在正壓區，排風口設置在負壓區[2]。

在具體設計自然暖通通風時，還需要充分考慮到以下幾方面的問題：

2.1 進出風口設計

自然暖通通風主要依靠空氣溫差壓力和空氣流動風壓原理而實現暖通通風效果，在這樣的體系之下，室內外空氣處于長期運動和交換的狀態。對于工業建筑而言，風壓暖通通風容易受到自然因素的限制，即在無風的時候無法實現暖通通風的效果，故風壓暖通通風不宜作為主要的暖通通風方式。同時，在設計暖通通風系統時，需要合理控制進出風口的具體面積，要確保二者協調統一，只有這樣才能達到較好的暖通通風效果。

2.2 進氣短流問題

進氣短流指的是外來的新鮮空氣在尚未抵達目標區域之間，就因為室內溫度過高而被加熱，進而上升排出至室外的現象。存在進氣短流問題，則意味著暖通通風系統的基本功能得到了限制，僅僅能夠發揮排出熱氣的效果，無法實現空氣置換，而室內的空氣質量也自然無法得到有效的改善。

2.3 天窗飄雨問題

天窗飄雨問題一直都是一大設計難題，嚴重時可能會對工業生產造成直接的經濟損失。一般情況下，暖通通風系統天窗為矩形天窗，天窗垂直口會設置有擋雨板或者在天窗水平口設置擋雨片。僅從防飄雨效果來看，設置擋雨片的作用更加明顯，且不會對原有的排氣效率造成影響。

3 機械暖通通風

機械暖通通風指的是使用暖通通風機來制造室內壓力差，并依靠風機來實現室內外空氣的傳遞。

3.1 風機位置選擇

機械暖通通風一般應用于工業建筑或者大型商業建筑當中。若建筑內部的機電設備眾多，且管道復雜的情況下，可以設置屋頂式排風機。但屋頂式設計方式僅僅適用于單層建筑，其在多層建筑中的應用效果并不明顯。而對于多層建筑而言，一般會將風機設置在墻壁上，個別情況會設置側墻開進風百葉，進風百葉的高度設置是核心問題，若高度不足的話可能會導致外部的灰塵和雨水進入到建筑內部，故一般情況下需要為進風百葉設置防水和防塵措施[3]。

3.2 進排風短路問題

由于機械暖通通風系統較為依賴通風機，且通風機一般會設置在室外區域，故容易受到自然因素的影響，如潮濕、降水等，而這些問題的存在均有可能引發通風機的短路問題。因此，室外通風機應當做好防水和擋雨設施，并定期檢查通風機各個管線、接口的老化和銹蝕問題，并及時給予維修和更換處理，以保證通風機的運行狀態[4]。

3.3 依據建筑需求設置換氣次數

對于機械暖通通風系統而言，不同用途、規模的建筑對于換氣次數的需求量也不盡相同，故實際中需要對建筑進行全面徹底的考察，依據實際需求進行設置。此外，當建筑中設置多處門窗，且門窗需要長期保持開啟狀態的情況下，則需要進一步檢測門窗的漏風量，確保門窗漏風問題不會對暖通通風系統的功能發揮造成影響。

3.4 管道交叉設計

無論是對于工業建筑還是大型商業建筑而言，建筑內部往往設置多種不同用途的管道，如給排水管道、電氣管道、通風管道等，故建筑內部的管路設置錯綜復雜，不合理的管道設計不僅會影響到暖通通風系統的實際通風效果，甚至還會額外占據空間。暖通通風系統的風管尺寸相對較大，對于空間的需求量較高，故暖通通風系統的管路設計原則以“短”為主，盡量縮短進風口與作用區域之間的距離[5]。

4 混合暖通通風

混合暖通通風是目前常用的一種節能型暖通通風模式，其主要是將自然暖通通風與機械暖通通風融合在一起，依靠兩個暖通通風系統之間的互相轉換或者同時使用來獲取更高的暖通通風效果。混合暖通通風強調對于自然條件的充分利用，從而在保證通風效果的基礎上，進一步控制暖通通風系統的整體能耗。混合暖通通風主要包括以下兩種模式：

4.1 兩套系統交替運行

在這一模式下，當室外環境允許自然暖通通風系統功能發揮下，以自然暖通通風系統為主；而在室外條件較差，自然暖通通風系統功能受限的情況下，則以機械暖通通風系統為主。在這一模式當中，兩套系統的交叉運行并不會互相干擾和影響，且能夠避免長時間啟用機械暖通通風系統，這對于控制暖通通風系統的能源消耗無疑有著積極的作用。但是，交替運行模式目前所存在的最大問題在于系統之間的切換標準，如何判斷自然暖通通風系統的運行狀態決定是否開啟機械暖通通風系統具有較高的難度，這一過程目前尚未實現自動化，多數情況下需要依靠人工操作。

4.2 風機輔助自然暖通通風系統

這一模式對于建筑所在區域的自然環境有著較高的要求，其指的是在自然驅動力不足，自然暖通通風系統功能受限的狀態下依靠風機來保證自然暖通通風系統對于氣流的基本需求。與交替運行模式相同，該模式的主要問題在于如何判斷自然暖通通風系統的運行狀態，從而實現兩種系統的互相切換。

5 結 語

綜合來看，科學的暖通通風系統設計不僅能夠保證其基本功能的實現，更有利于實現能源節約的效果，因而企業需要進一步提高對于設計環節的重視程度，依靠設計先進性來提高暖通通風系統的實際效果。