工業(yè)通風(fēng)的方式及優(yōu)化方案的若干研究

肖天成

摘要：當(dāng)前我國(guó)正在快速實(shí)現(xiàn)工業(yè)化轉(zhuǎn)變，全國(guó)范圍內(nèi)的企業(yè)和工廠也在不斷地?cái)U(kuò)建，企業(yè)內(nèi)廠房的規(guī)模也需要通過(guò)改造或新建才能充分滿足工廠的生產(chǎn)要求。新型大規(guī)模廠房由于環(huán)境差和耗能大的特點(diǎn)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)釋放出有害氣體和大量的熱量，嚴(yán)重影響到了廠房?jī)?nèi)工作人員的身體健康和儀器的使用壽命，甚至?xí)?duì)生產(chǎn)的正常生產(chǎn)造成威脅。

關(guān)鍵詞：工業(yè)通風(fēng);方案優(yōu)化;研究分析

中圖分類號(hào)：X96-4;G434

一、工業(yè)廠房自然通風(fēng)系統(tǒng)概述

自然通風(fēng)是進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境改善的傳統(tǒng)方式，因?yàn)槠渚哂袩o(wú)污染、耗能低、與周圍生態(tài)環(huán)境相結(jié)合等自然具備的優(yōu)勢(shì)條件，在世界范圍內(nèi)都被普遍采用。自然通風(fēng)對(duì)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、凈化空氣質(zhì)量、優(yōu)化室內(nèi)環(huán)境等方面起著重要的積極作用。

工業(yè)廠房應(yīng)用自然通風(fēng)時(shí)期排風(fēng)口的設(shè)置通常分為屋頂氣樓和背風(fēng)窗口兩種。屋頂氣樓位置的排風(fēng)口通常是利用熱壓通風(fēng)原理，背風(fēng)窗口則一般使用風(fēng)壓通風(fēng)原理，只有在工廠廠房?jī)?nèi)把排風(fēng)窗口和氣樓合理結(jié)合在一起，才能夠順利實(shí)現(xiàn)良好的排風(fēng)效果。通常是需要在建筑物上面的一些適當(dāng)位置設(shè)計(jì)開(kāi)口作為幫助空氣流動(dòng)的通道，廠房建筑外界周圍的空氣在熱壓和風(fēng)壓的壓迫下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)門窗或其他進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入到廠房建筑的內(nèi)部，然后在完成廠房?jī)?nèi)的空氣循環(huán)之后由氣樓等的出風(fēng)口位置被排出廠房建筑物，進(jìn)而完成自然通風(fēng)的整個(gè)氣體循環(huán)過(guò)程。

二、工廠室內(nèi)排風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化方案及效果分析

1提高氣樓的高度

（1）方案作用效果

上述可知，氣壓和熱壓是自然通風(fēng)的主要兩種原理。通過(guò)增加氣樓高度的方法是利用“煙囪效應(yīng)”的作用效果，經(jīng)過(guò)加大氣樓的高度來(lái)實(shí)現(xiàn)增加氣樓排風(fēng)口和空氣進(jìn)口之間壓差的目的，從而可以使廠房?jī)?nèi)的空氣流通效果更加明顯，實(shí)現(xiàn)凈化環(huán)境和降溫的效果。

通過(guò)提高氣樓高度的改造方案與傳統(tǒng)排風(fēng)方法的對(duì)比，排氣風(fēng)樓的高度增加之后，廠房建筑的室內(nèi)低溫區(qū)的溫度很明顯的在增加，溫度較高的區(qū)域普遍減少，高溫與低溫逐漸趨于平衡。廠房?jī)?nèi)各個(gè)工作區(qū)域和參考面的最高溫度和平均溫度都在逐漸下降，特別是在廠房?jī)?nèi)兩組退火爐之間的區(qū)域，平均大約能夠降低7攝氏度，能夠有效改變工作人員在廠房?jī)?nèi)的工作環(huán)境、增加生產(chǎn)人員的生產(chǎn)效率，確保廠房?jī)?nèi)生產(chǎn)設(shè)備的正常工作。

（2）作用效果分析

在增加氣樓的高度之后能夠在降低廠房溫度方面產(chǎn)生如此積極的效果，其原因正是“煙囪效應(yīng)”的科學(xué)應(yīng)用。空氣的密度會(huì)隨著熱壓的高度而增加，當(dāng)室外溫度低于室內(nèi)溫度時(shí)，室內(nèi)氣體的密度會(huì)隨著高度的增加而逐漸變大，迫使廠房外部的空氣經(jīng)由建筑物的下部流入建筑物內(nèi)，最后從廠房建筑上部位置的排風(fēng)口流出。該改造方案就是應(yīng)用這個(gè)原理，通過(guò)增加氣樓的高度進(jìn)而使排風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口之間的高度差增加，排、進(jìn)風(fēng)口兩者之間的壓力差隨著氣樓高度的增加也不斷增大，有效提升了廠房排風(fēng)的能力，更多的熱量會(huì)被帶走。

2后移排風(fēng)氣樓

（1）方案作用效果

工業(yè)廠房應(yīng)用自然通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，通常在廠房的東側(cè)和上部位置始終能夠保持較低的溫度，其原因是因?yàn)樯鲜鰠^(qū)域可以有效保證充分的空氣流動(dòng)，廠房?jī)?nèi)的空氣流動(dòng)大多都經(jīng)過(guò)上述區(qū)域，外部空氣可以從廠房的東側(cè)進(jìn)風(fēng)口位置進(jìn)入，最后從上部的氣樓排出，從而將廠房?jī)?nèi)大量的多余熱量帶走。

把廠房建筑的排氣風(fēng)樓位置向后移動(dòng)，既是把傳統(tǒng)工業(yè)廠房建筑設(shè)計(jì)中放置在屋頂中心線處的氣樓背向風(fēng)向的方向移動(dòng)。進(jìn)行排風(fēng)氣樓后移操作之后，可以直接的感受到廠房室內(nèi)溫度較低的區(qū)域有較大的增加，高溫區(qū)域也在明顯減少。廠房?jī)?nèi)各個(gè)工作車間的最高溫度和平均溫度也在逐漸減少，可以有效達(dá)到通風(fēng)、排風(fēng)的目的。經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用，在廠房?jī)?nèi)排風(fēng)氣樓向后位置移動(dòng)之后，可以明顯增多室內(nèi)氣流的流動(dòng)路徑，外界空氣從進(jìn)氣口進(jìn)入廠房?jī)?nèi)部之后，在按照廠房?jī)?nèi)部的流動(dòng)路線進(jìn)行循環(huán)的過(guò)程中使外界的新鮮空氣以更大的流動(dòng)速度流經(jīng)廠房?jī)?nèi)更大的空間體積，從而排出廠房?jī)?nèi)更大體量的熱量。

（2）作用效果分析

在利用傳統(tǒng)的排風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，工廠廠房特別是兩組退火爐上部和它們之間區(qū)域空氣流動(dòng)速度一直保持在較低的水平，空氣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不明顯，以致于廠房?jī)?nèi)的高溫氣體無(wú)法及時(shí)被排出，熱排放的效果大大折扣。把排氣鳳樓位置向后移動(dòng)之后，長(zhǎng)方室內(nèi)的空氣流動(dòng)性得到很大程度的改變，空氣高速流動(dòng)的區(qū)域逐漸增多，速度增加最為明顯的位置就是廠房頂部的排氣風(fēng)樓處，于此同時(shí)，流速較低的區(qū)域面積也在明顯減少，廠房?jī)?nèi)部保持流通的空氣狀態(tài)能夠使更多的外界新鮮空氣進(jìn)入，以更高的流動(dòng)速度經(jīng)過(guò)更大體積的空間，從而排出廠房?jī)?nèi)更多的熱量。

3橫向布置氣樓

（1）方案作用效果

當(dāng)前我國(guó)工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)中采用橫向布置方式廠房建筑極少，大多數(shù)仍采用的是沿屋脊方向布置的縱向氣樓。橫向氣樓在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，不僅能夠提供良好的通風(fēng)效果，而且還具有安裝方式簡(jiǎn)單、儲(chǔ)存條件方便以及建筑構(gòu)件重量較輕等特點(diǎn)。采用橫向氣樓的建筑方式相比于傳統(tǒng)方式，其廠房?jī)?nèi)南北端面上部分的低溫區(qū)域通常會(huì)出現(xiàn)明顯的溫度增加，在廠房中心和下部分位置的區(qū)域則出現(xiàn)溫度明顯的下降現(xiàn)象，在傳統(tǒng)建造方式中出現(xiàn)的最高溫度、次高溫度的地區(qū)基本不再出現(xiàn)。所以橫向布置氣樓的方式可以有效減低廠房?jī)?nèi)部的溫度，可以促進(jìn)改善廠房?jī)?nèi)的工作環(huán)境。

（2）作用效果分析

將廠房的風(fēng)樓位置橫向設(shè)計(jì)，可以使流入廠房?jī)?nèi)的空氣在流動(dòng)方向上的出口處具有更加長(zhǎng)的通過(guò)時(shí)間，空氣氣流的路徑會(huì)隨著出口處長(zhǎng)度的增加也逐漸加大，進(jìn)而也使廠房?jī)?nèi)的排氣效果更加明顯。與此同時(shí)，氣樓橫向設(shè)計(jì)之后會(huì)在空氣流動(dòng)的方向之間產(chǎn)生較大的夾角，在氣流的流動(dòng)過(guò)程中會(huì)造成一定的擾動(dòng)作用，加強(qiáng)廠房?jī)?nèi)自然通風(fēng)的排風(fēng)效果。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，工業(yè)廠房使用自然通風(fēng)的方式比機(jī)械通風(fēng)能夠更好的滿足降低能耗、環(huán)保環(huán)境的要求，但自然通風(fēng)本身具有穩(wěn)定性能較差、通風(fēng)體量較小、可控性較差的缺點(diǎn)，阻礙了其進(jìn)一步發(fā)揮通風(fēng)的作用。本文通過(guò)提高氣樓的高度、后移排風(fēng)氣樓、橫向布置氣樓三種方式詳細(xì)介紹了針對(duì)工業(yè)通風(fēng)的優(yōu)化方案。

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