淺談高寒地區工業建筑采暖形式

(吉林建筑大學， 吉林 130000)

1 我國高寒地區公共建筑高大空間采暖方式

目前我國在工業建筑和高大空間內主要采用散熱器、中高溫輻射采暖、低溫地板輻射采暖及空調散熱風采暖等。

1.1 散熱器加熱風機采暖

在眾多的空間采暖方式中，人們多數會選擇散熱器+熱風采暖，因為這是一種讓人體感覺最舒服的采暖方式。散熱器加熱風采暖采用空氣環流的方式使室內溫度均勻分散緩慢上升，各部位溫度一致。在多數的高大空間建筑中，都會通過熱風采暖達到空氣環流的效果，在提升室內溫度的同時給人帶來非常舒適的感覺。

在工業建筑采暖方式中，散熱器+熱風的采暖方式是目前比較常見的一種，同時這種采暖方式出現的也比較早，在19世紀末廣泛應用于工業廠房和機庫中。這種取暖方式主要是利用冷空氣下沉、熱空氣上升的基本原理，為大型建筑物的采暖取得理想的效果。

2000年以后我國才開始使有熱風對流換熱的采暖方式，并將其廣泛應用于車間、體育館、大型超市等空間較大的工業建筑內。該技術主要是利用風機使熱風在室內直接與冷空氣對流，達到提高室內溫度并使之均勻分布的目的。經過不斷的改進，又出現了橫向熱風幕分層供暖系統，新系統不僅可以保證在恒溫時減少熱負荷附加量，更能消除建筑物垂直方向上的室溫梯度，這樣便可實現該系統利用建筑物自身的熱量降低供暖負荷。

1.2 低溫地板輻射采暖

因為人體與底板接觸較多，且距離底板比較近，所以采用低溫地板輻射采暖可以快速提高室內溫度，并且使熱量散布均勻，使人體感覺更加舒適。采用低溫地板輻射采暖有一半的熱量會通過輻射的方式傳遞給建筑物的棚頂、人體及建筑物四周墻壁跟室內擺放的物體，剩下的部分熱量由地面直接傳給空氣，會產生高低溫度不對流的現象。低溫地板輻射采暖會受到建筑物舉架過高、供水溫度不夠高及冷風過多等諸多因素的影響，最終的采暖效果無法令人感到百分之百的滿意。

1.3 中、高溫輻射采暖

中溫輻射采暖系統一般是指利用表面溫度在 80-200度之間的輻射板進行采暖。將輻射板放置在舉架較高的建筑物頂端或者是以傾斜的方式放置在建筑物的墻壁，也可以采用由上至下輻射的采暖形式。中溫輻射的正面以熱輻射的形式散熱，同時也會有少量溫度對流使得室內空氣升高，隨上升的熱氣流通過屋頂散失掉這部分熱量。

高溫輻射采暖系統是指溫度在500度以上（包括500度）的供暖系統。高溫輻射采暖是能夠使人體接受的熱量最多的采暖系統，同時地面和室內設備以及墻壁吸收的熱量也是最大的。由于熱輻射的溫度都在 500度以上，所以一般情況下都是利用可燃氣體通過特殊的裝置進行燃燒，并且利用產生的紅外線來進行取暖。

采用高溫輻射采暖可以迅速地提高室內溫度，并將室內溫度保持在一定高度。但是受室內裝修和裝飾以及熱媒溫度、施工成本、消防安全和施工難度的限制，不論是高溫輻射還是中溫輻射都沒有在工業建筑物和高大空間建筑體中得到廣泛的使用。

1.4 空調熱風采暖+低溫地板輻射采暖

目前，在我國高寒地區工業建筑中較為常見的供暖方式是采取低溫地板輻射+空調熱風側送的方式。空調熱風可以將風直接輸送入到室內，以達到熱空氣均勻分布的目的。空調熱風又可以實現降低低溫地板輻射產生熱氣流上升速度的效果，在保證室內溫度的同時使室內空氣有效流通，是當前相對比較經濟實用的一種混合式采暖方式。

2 高寒地區工業建筑采暖特點及影響要素

2.1 高大工業建筑的傳熱特點

工業建筑物也被稱之為廠房，是指生產工業產品的場所和構筑體，其高度絕大多數都在10米上下，且面積大于5000m2，此類建筑物的主要特征是尺寸和空間較大，比如像工廠、車間、庫房等均屬于此類。

我國北方地區的工業企業在冬季中涉及的采暖費用占企業生產經營成本的較大部分，且我們經過一系列的調查可以發現，普遍存在取暖能耗高、成本高且人體感知偏冷等問題。

普通工業建筑體的傳熱特征有四點：

（1）面積龐大且門窗較多，因此冷空氣滲透導致耗熱量較大；

（2）圍護結構傳熱系數較大，保暖效果差；

（3）工業建筑物的跨度和體積龐大，影響空氣分層，室溫梯度大，最終導致冷空氣對室內空間的自然對流影響和效果；

（4）采暖的熱負荷較大。

2.2 受市政管網供暖因素的影響

由于我國高寒地區的工業建筑一般均采用市政管網作為其主要的采暖熱源和渠道，這就使得產生的熱源溫度較低，流量和供暖周期受到熱源限制等不利因素，使得高大空間的采暖標準不能得到靈活的設置以及有效地調節，必須設置二次換熱加壓或加熱、制熱設備（主要是蒸汽供應量不足），導致增加了較高的建設成本。

2.3 受外圍護結構影響

隨著幕墻式建筑在我國的不斷發展，越來越多的應用在工業建筑中，這種形式使建筑在造型美觀程度上得到很大提升，為了節省采暖的能耗和維持室內所需的熱環境條件，工業建筑外圍護結構特別是外墻必須具有足夠的保溫能力。但對于采暖能耗就造成極大的浪費，同時導致采暖熱負荷指標顯著增加。

因此，處理建筑維護結構特別是建筑外墻的熱工性能，無論是對于改善室內熱環境，還是節約能源都具有重要的意義。

3 結論

工業建筑普遍具有高度高、空間大、人員活動區域較小等特征，導致在冬季供暖時易產生熱分層現象，造成資源和能源的巨大浪費。再者，當前每一種采暖方法都是有利有弊的，因此在制定此類高寒地區工業建筑物的采暖方案前，需根據每一棟建筑的空間布局而定，這樣方可發揮采暖方案的最大優勢，盡可能的減少室內溫度的流失，保證工業建筑室內擁有舒適的工作環境，滿足人們的需求。

同時，基于對高寒地區工業建筑采暖方式調研分析，發現當前的工業建筑物室內采暖方式存在相當大的改進空間，其性能、可靠性、舒適性均有待提升。為此，本文主要研究內容為對于不同類型的工業建筑所選用的不同的采暖形式，得出最合理的采暖方案，以此來減少采暖能耗，達到合理節能的目的，因此本文對高效、節能的采暖方式具有指導意義。

所以，高寒地區工業建筑的采暖能耗節能潛力巨大，研究一種適用于高大空間、并能減少熱分層現象的采暖方式至關重要。

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