工業廠房的暖通設計要點及其注意事項

摘 要：暖通系統是工業廠房的重要組成部分，關系到工業生產環境的舒適性、安全性。主要對三個方面的內容進行探討，其一，工業廠房暖通設計的作用。其二，工業廠房暖通設計的注意事項。其三，結合實際案例總結工業廠房暖通設計的要點。本研究為工業廠房暖通設計的研究與實踐提供有價值的參考依據。

關鍵詞：工業廠房；暖通；設計要點文章編號：2095-4085（2024）06-0091-03

0 引言

工業廠房暖通主要涉及到空氣調節、通風以及采暖制冷三個方面的內容［1］。以往工業廠房建設中，不注重暖通設計，給工業生產帶來諸多不利影響。隨著工業化進程的不斷加快，工業廠房暖通系統的重要性受到了高度重視。結合工業廠房的實際情況，對暖通系統進行合理設計，為工業生產創造良好舒適的環境，對我國工業化高質量發展意義重大［2］。

1 工業廠房暖通設計的作用

1.1 改善作業環境

作業環境是否舒適，直接影響著工人的身心健康、工作效率與產品質量。做好工業廠房暖通設計，是改善作業環境的有效措施。工業廠房中，一些機械設備的發熱量較大，要做好通風設計，以確保作業環境的舒適性［3］。

1.2 工業生產需要

工業生產中，溫度、濕度等因素在一定程度上影響著產品質量。工業廠房暖通設計中，應結合生產工藝，對工業廠房的通風性能、溫濕度進行合理調整，合理設計工業廠房通風量，及時排出有毒、有害氣體，為工人身心健康提供保障［4］。

2 工業廠房暖通設計的注意事項

2.1 確保設計的可行性

隨著我國工業化建設進程的不斷加快，工業生產對工業廠房暖通系統的要求越來越高，相應地提高了工業廠房暖通設計的難度。暖通系統的設計應遵循實事求是的原則，確保設計的可行性。既要進行科學合理的設計，又能確保暖通系統發揮實際效能。為確保設計的可行性，工業廠房暖通設計中，應注意下述幾個方面的問題：首先，應結合工業廠房的實際情況，充分考慮使用功能與安全性，選擇相應的工藝，保障暖通的工作效果；其次，暖通設計中，應嚴格遵循相關規范標準的要求，保證暖通設計符合國家標準，確保暖通設計的科學性、合規性；再次，目前我國高度重視節能減排，保護環境。暖通設計中，要充分考慮實際情況，有針對性地進行節能設計。確保暖通設計的可行性，使暖通系統更具實用性、節能性，切實滿足工業廠房的實際需求，為工人提供良好舒適的工業生產作業環境［5］。

2.2 科學選擇冷熱源

冷熱源的選擇是工業廠房暖通設計的要點。實踐中，應根據實際情況，對冷熱源的選擇要遵循合理的原則。首先，冷源選擇。目前，冷源主要包括兩種方式，一種是集中制冷，另一種是分區域制冷。大型廠區通常選擇集中制冷方式，先是建設制冷站房，使用管道對冷凍水進行輸送，達到集中制冷的效果。制冷站房建設過程中，在選擇機組的時候，應充分考慮氣候條件因素。夏季炎熱的地區，可選擇蒸汽熱源溴化鋰吸收制冷機組、高效水冷離心式制冷機組；北方地區可以選擇熱泵行機組，以達到夏季制冷、冬季采暖的效果。廠區比較分散，若采取集中制冷方式，效益較低，可選擇分區域制冷方式，即通過安裝空調進行分區域制冷。其次，熱源選擇。目前常見的熱源包括燃氣輻射、蒸汽熱媒、電采暖、高溫熱水等，根據工業廠房實際情況對熱源進行合理選擇。如果工業廠房只需要取暖，則可選擇高溫熱水作為熱源，達到集中供熱的目的，高溫熱水作為熱源的技術，相對成熟，且經濟效益較好；在工業廠房無易燃易爆隱患的前提下，可選擇燃氣輻射、電采暖等熱源，但燃氣輻射的采暖效果不理想、電采暖費用相對較高；如果工業廠房暖通系統有針對性的工藝要求，可選擇蒸汽熱源。

2.3 注意實際負荷

與民用建筑相比，工業廠房具有一定的特殊性。工業生產過程中，不可避免地會產生一些廢氣、熱量等，對暖通系統設計的要求更高，工業廠房生產環境存在明顯差異，導致負荷計算數據出現較大誤差。為確保工業廠房暖通系統設計的質量，提前收集工業廠房的相關資料，綜合考慮多種因素，準確計算實際負荷，確保暖通設計的科學性。工業廠房負荷計算的準確性，主要受到以下三方面因素的影響：首先，衛生、環保以及消防等因素。應綜合考慮上述因素，對負荷進行適當調整，確保工業廠房負荷計算的準確性；其次，工業廠房的大小。如果工業廠房較大，對通風負荷進行計算時，應充分考慮空氣無法有效流通的狀況；最后，工業廠房工作內容。如果工業廠房實際生產作業過程中會產生大量的熱量以及灰塵，在對負荷進行計算的時候，要適當增加通風、除塵、制冷等方面的負荷，減少采暖；如果工業廠房實際生產作業過程中需要打開大門，在計算制冷、采暖負荷的時候，要充分考慮空氣流通狀態下的能耗［6］。

2.4 平衡剛需與節能

工業廠房通常面積較大，能耗較高，基于此，暖通設計中要遵循節能環保的原則。在實踐中，應充分考慮市場剛需的因素，不能因過分追求節能目標而影響正常的工業生產。暖通設計中在平衡剛需與節能的時候，重點在于管道保溫設計、通風設計以及散熱器合理選擇等，確保暖通設計既能滿足工業生產需求，又能達到節能環保的目的。首先，在管道保溫設計方面，要對管道線路進行合理設計，選擇質量達標的管道材料，減少管道運輸過程中的不必要損耗，要做好管道的運維管理，延長管道的使用壽命，達到提高長期經濟效益的目標。其次，在通風設計方面，要充分考慮工業廠房的實際情況，對空氣調節方式、通風方式進行合理設計。例如，化工廠的暖通設計中，要充分考慮工業生產期間會產生大量廢氣的因素，在通氣設計方面不僅要關注空氣交換，還要做好潔凈處理，配置空氣過濾器等設備；如果生產過程中不會產生大量熱量，工業廠房暖通設計中，可采取在屋頂設置采光通風器的方式，實現自然排風，降低能耗；大型工業廠房，通風散熱要增加除塵、排煙等工作環節，以滿足衛生標準要求。最后，在散熱器選擇方面，散熱器在一定程度上影響著暖通系統的使用效果，如果散熱器選擇不當，會使工業生產受到影響，還會導致能耗增加。進行工業廠房暖通系統設計時，要根據工業廠房剛性需求的實際情況并遵循節能原則，對散熱器進行合理選擇。例如，化工廠應選擇耐腐蝕性能較好的散熱器；大型工業廠房可選擇鋼制翅片管散熱器；灰塵較大的車間可使用鋼柱式散熱器，便于排除灰塵［7］。

3 工業廠房暖通設計的要點

3.1 工程概況

某企業工業廠房，為滿足擴大生產、提升產品品質的需求，要引進新工藝、新設備以及新技術，要對工業生產環境參數進行重新調整，對工業廠房暖通系統設計提出了更高的要求。實踐中，暖通設計的要點主要包括以下幾項內容。

3.2 冷熱源選擇

工業廠房暖通設計中，一般情況下，為滿足工業生產以及節能要求，可選擇蒸汽作為熱媒。由于工業用電的價格相對較高，生產車間不宜采用電采暖方式，使用電采暖方式，會導致企業運營費用大幅度上升，增加企業的生產成本，降低經濟效益。如果缺少熱水熱源，工業廠房沒有引燃隱患，可采取更為經濟合理的燃氣敷設采暖方式。在選擇冷源的時候，要充分考慮工業廠房的實際情況，在盡量減少成本投入的前提下，優先選擇節能環保型產品。

對該工業廠房的負荷情況進行全面調查，將制冷式站房設置在負荷集中區域，采取架空、暗埋相結合的方式設置管道，使冷凍水通過管道到達各車間廠房；在各車間內部設立制冷站房，采取以蒸汽熱源溴化鋰吸收制冷機組為主、以VRV制冷機組為輔助的方式，為車間廠房提供冷源，以滿足生產需求。如果工業廠房位于嚴寒區域，在進行工業廠房暖通系統設計的時候，可選擇熱泵型機組，并在外墻設置高散熱量的散熱器，過渡季節可使用空調制熱，達到降低能耗，節約能源的目標［8］。

3.3 輻射采暖系統設計

該工業廠房中設置了輻射采暖系統，該系統主要是通過供暖設備表面發射的熱射線達到傳遞熱能的目的，其優勢在于可通過直線傳播熱能，不僅傳播速度較快，還能被固體吸收。缺點是通過空氣的時候不能提升空氣溫度。該工業廠房場所所使用的輻射采暖設備，其表面溫度參數如下：高溫＞500℃，中溫為80～200℃，低溫＜80℃。中溫輻射采暖系統，主要材料為鋼板輻射板，可分為塊狀輻射板、帶狀輻射板。具體來說，在工業廠房的頂部設置鋼制輻射板，可以使熱量自上而下傳遞；在工業廠房的外墻傾斜安裝鋼制輻射板，可以向下方輻射熱量。以鋼制輻射板為原料制作輻射采暖系統，成本投入相對較低，金屬資源消耗較少。高溫輻射采暖系統的形式多種多樣，其中比較常見的是燃氣紅外線輻射采暖系統，可使用以天然氣、液化石油氣、煤氣等為燃料的燃燒裝置，通過燃燒發出紅外線，從而實現輻射供暖。高溫輻射采暖系統具有操作便捷、供暖效率較高的優勢，但要消耗一定的燃料，可進一步進行節能改造。

3.4 通風設計

通風設計是工業廠房暖通設計的要點，可選擇自然通風方式，也可以采用機械通風方式，或者采用兩種通風相結合的方式。一般情況下，工種相同的車間可采取全室通風換氣的方式；工種不同的車間，區域污染較大的情況下，為降低能耗，可選擇局部排風的方式。在實際進行通風設計的時候，應充分考慮工業廠房的實際情況。如果設備散熱量不高，可在屋頂設置自然采光通風器，依靠熱量自然上升進行排風，以實現節能降耗的目標；車間面積較大的情況下，單一采取自然通風的方式不能滿足車間通風要求，應設置機械通風設備。通風設計中，除了考量設備散熱、通風等因素外，還要充分考慮廠房除塵的因素。

該工業廠房中，部分車間生產過程中會產生大量的煙塵和有毒氣體，導致車間環境受到嚴重污染，危害工人的健康與安全。在暖通設計中，對工業廠房的實際情況進行全面調查，根據工藝要求，對車間有害氣體排放總量進行準確計算，在此基礎上，判斷是否對車間進行全面凈化還是局部凈化，控制煙塵與有毒氣體的排放量，達到符合國家標準的要求。如果生產車間的寬度在大于60m，可通過四周墻壁上的窗戶實現自然排放，也可將通風機設置在房頂中間，用于日常排風。在車間發生火災的時候用于排煙，達到安全生產的目的。

3.5 通風空調清潔

該工業廠房案例，部分車間對清潔要求相對較高。暖通系統設計中，要對工業廠房的實際情況進行調查，進行科學的通風空調清潔設計。通過調查，確定廠房內的氣流方向，精準掌握物流、人流等狀況，在充分考慮上述因素的前提下，在適當位置，比如，人員聚集區設置空氣過濾器，對其參數進行動態調整。設置排風設施，定期對吹淋室、傳遞窗等進行清理，確保暖通設備長期穩定運行。

3.6 負荷計算

在工業廠房暖通設計中，負荷計算是采暖設計的重要內容，不同廠房的熱負荷存在一定差異，要結合工藝設計要求，對廠房的排風量進行精確計算。對散熱器進行合理選擇，熱負荷不大的情況下，可選擇能耗較低、便于清理的光管散熱器。

3.7 隔熱設計

工業廠房暖通設計中，對作業溫度較高的熱加工車間，做好隔熱設計，通過采取合理、有效的隔熱防護措施，預防人員中暑、灼傷等事故的發生，確保工人身心健康和生命安全。

4 結語

綜上所述，做好工業廠房暖通系統設計意義重大。暖通設計的難度大，復雜程度較高，在實踐中，要確保暖通系統設計的可行性、科學選擇冷熱源、計算實際負荷、平衡剛需與節能等。實際進行暖通設計的時候，要結合工業廠房的實際情況，把控好暖通設計要點，提升暖通設計質量，確保暖通系統的實用效果，為工業生產創造良好的作業環境，推動國民經濟高質量可持續健康發展。

參考文獻：

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［8］王曉東.工業廠房暖通設計中應注意的幾個問題［J］.城市建設理論研究（電子版），2020（13）：99.