大空間工業廠房暖通空調設計與節能分析

張亦昕

（北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京 100088）

隨著國家城市化建設的不斷發展，基礎設施的建設步伐也在逐漸加快，同時，國家對大型市政工程建設的投入也在增多，但由于大空間廠房屬于大空間場地，在實際的設計過程中往往都需要設置暖通空調系統，但受制于大空間建筑環境本身，具有一定的特殊性，因此，實際的暖通空調設計過程中還存在著較多的困難。如果設計效果較差，這會很大程度上影響暖通空調后續的正常性使用，還會對大空間工業廠房室內的采暖通風效果造成很大的不利影響。對此，就需要相應的企業重視對大空間工業廠房暖通空調設計的分析，后續采取合理性的措施來實現其節能設計，以此提高資源的利用率，實現化工企業的穩定、健康發展。

1 大空間工業廠房中的暖通空調設計概述

在現今工業化生產過程中，由于大部分企業在實際生產過程中所涉及的內容較多，且空間占據較大，因此，在設計過程中需要制定合理性的設計方案，以此才能夠滿足人們的要求，并符合企業發展需求。而大空間工業廠房作為工業化企業生產過程中的重要場所，其在實際的生產過程中需要安裝暖通空調來滿足室內溫控調節的要求，暖通空調是由一個或者多個冷熱源系統和多個空調調節系統所構成的，在實際的運行過程中，一般是通過液體氣化吸熱來達到制冷效果，同時，其還要為室內進行供溫調控，通過制熱系統來為空氣調節系統提供一定的熱量，進而抵消室內環境中的冷負荷。但由于大空間廠房的空間較大，空氣循環較差，因此很容易出現室內溫度不均衡的情況，這不僅會造成大空間工業廠房生產生活條件難以滿足實際要求，同時，也會增加企業的能耗。在這一背景下，相應的工業企業開始重視大空間工廠房暖通空調設計，其主要是指在大空間工業廠房中通過節能技術降低暖通空調的能耗，進而合理配置資源，這可以在滿足企業生產生活需求的同時，符合當前的節能降耗要求。但大空間工業廠房的施工作業面積較大，在暖通空調的節能設計過程中較為復雜，一旦設計不合理，就會導致能量散失較大，這不僅會降低暖通空調調控的效果，同時，也會增大效果企業的供暖成本，不利于企業后續的發展。

2 大空間工業廠房中暖通空調設計中的難點

2.1 暖通空調控制系統設計差

隨著社會的不斷發展和進步，社會大眾的生活質量顯著提升，人們在追求精神生活的同時對物質生活的要求越來越高，這就需要相關行業在實際發展過程中更加注重節能減排，為人們的生活工作創造一個良好的環境。而暖通空調作為大空間工業廠房中一個不可缺少的部分，其在實際的使用過程中如果不具備節能的特點，就會產生資源的浪費，這不僅違反了我國當前節能能源的發展原則，同時，也會增加大空間工業廠房整體運營成本，不利于其經濟效益和社會效益的獲得。

實際的大空間工業廠房暖通設計過程中，由于市政工程項目在暖通設計方面沒有予以重視，這就導致大部分市政水處理工程在暖通空調系統設計中還存在較多不合理的地方。在具體的設計過程中，部分項目由于在實際的設計作業中沒有安排專業性的暖通工程師參與實際設計施工過程，同時，也沒有結合大空間工業廠房的實際情況，對暖通空調的使用范圍以及地點沒有進行合理化設計，這導致暖通空調的設計不能夠滿足技術要求，同時也會致使其控制系統的運行較差，這使得其系統水平無法得到進一步提高，同時，也會對暖通空調的后續運行造成不利影響。與此同時，大部分暖通工程師的意識薄弱，不重視暖通設計的各方面情況分析，例如，供暖管道路由設置不合理等設計不科學，這會很大程度上影響后續大空間工業廠房的熱水供應與制冷，同時增加運營成本。

2.2 大空間工業廠房溫控難度大

在大空間工業廠房暖通空調的設計過程中，由于其占地面積較大，且屋內的室內建筑高度較高，因此，在溫控設計過程中還存在著很大的難度。在暖通空調的實際設計過程中，一般需要在大空間建筑內進行控溫介質輸送，但高度較高則會造成系統不穩定的問題，還會增加管網水平運輸的壓力，從而導致大空間工業廠房室內溫控效果較差。此外，由于大空間工業廠房一般設計都較高，盡管這有利于廠房內的采光和生產建設，但建筑層高使得空間內溫度上下梯度變化較大，暖通空調的送風效果也會出現相應的偏差，大部分工業廠房建筑結構設計也存在不合理的地方，存在著很多能源浪費的情況，這很大程度上影響了暖通空調運行效率的提升。同時，在大空間工業廠房中，還需要開展送風系統的設計，在這個過程中一般都是采用上送下回的方式來進行大空間的整體溫控，但在實際操作過程中，由于大空間工業廠房中的送風位置、數量以及送風口的選擇有一定的難度，一般需要根據實際情況進行調整，這種方式難以對重點送風位置進行風量的增加，這會極大程度上增大暖通空調設計的復雜性，不利于大空間工業廠房溫控效果的提升，對后續系統節能設計也會造成一定的阻礙。

2.3 日常能耗大

通常，在大空間工業廠房內開啟暖通空調系統是非常耗電的，而且在暖通空調系統的運行過程中還會消耗較多的能源，如果不能將能耗降低來創造較好的暖通效果，這將會對項目運行的成本控制產生很大的不利作用。但在實際的大空間工業廠房的暖通空調設計過程中，由于大空間廠房中的場地實際情況較為復雜，在實際的設計過程中，如果不綜合考慮各方面影響因素，對場地運行設備的能耗進行充分分析，僅僅采取以往的方式來開展暖通空調設計，這將會極大程度上增加能耗，同時，也無法達到良好的運行效果。實際上，在暖通空調的實際運行過程中，其自身能耗的高低、室內保溫效果以及建筑物本身的結構等因素都應該考慮在設計內，如果室內場地本身的保暖效果不佳，或者使用了大量的落地窗等設計，這都會造成場地熱量損失嚴重，同時，大部分項目對室內所運行設備的能耗也未予以重視，這使得相關設備的能耗無法得到控制，進而出現了其他運行設備消耗過多能量的現象，這會降低暖通空調的整體效果，也會對大空間工業廠房的整體運營帶來不利影響。

3 大空間工業廠房暖通空調節能設計措施

3.1 提升暖通空調節能設計意識

針對大空間工業廠房在暖通空調設計中所存在的一系列問題，相應的企業就要及時改變以往的思想觀念，在暖通空調設計方面不僅要從經濟層面出發，同時還要符合節能減排的要求，在考慮暖通空調的特殊性基礎上,要遵守各項暖通空調設計的原則，以此來實現整體效果的提升。在具體的設計過程中，相應的工業企業要更加關注大空間工業廠房中暖通空調設計所存在的問題，為提高暖通空調運行質量和節能效果，在企業內部要加強宣傳暖通空調節能設計的重要性，安排專業性的設計人員參與暖通空調的設計工作。在實際的設計過程中，相應的工程設計師也要深入大空間工業廠房，對大空間建筑結構進行分析，結合實際情況來科學劃分區域，選擇合理的范圍和位置，確保整個設計方案的合理性。當前，不少企業對暖通空調設備進行了升級、更新和換代，也已經出現了和家用空調功能相近的變頻功能，其在市場中有很大的優勢。由于該空調運作模式和以往的空調有著很大的不同，因此，在暖通空調的節能設計中，就需要更加重視空調自控系統設計，這就需要設計和運營企業積極通過先進性技術措施實現暖通空調的自動智能化，加強其自控系統設計。在實際設計工作中，相應的工程設計師還需要增強自身的責任意識，要意識到節能減排對企業發展的作用，相應的設計人員要遵循綜合性、節約性原則，積極引進各項先進性技術來降低暖通空調自身能耗量，達到節約能源的目的，將先進性技術應用于實際設計過程中，這可以很大程度上提升工作質量。同時，還要對大空間工業廠房中能耗較大的部分進行改善，對大空間區域進行合理分區，以環保節能的工作方法開展各項工作，以此來降低大空間工業廠房的能耗，提高整個設計工作的水平。

3.2 設置通風管道與空氣幕

在科技和經濟的發展過程中，大空間工業廠房的發展也逐漸受到人們的關注，尤其是水處理、污泥焚燒等市政工程實際發展過程中的重要場所，在實際的運行過程中就需要注重節能減排，以此才能夠滿足國家生態環境建設的要求。為了提高大空間工業廠房暖通空調節能設計的效果，相應的企業還需要重視對大空間建筑結構進行分析，后續結合實際來提高其運行效果。對于大空間工業廠房建筑層高導致溫控難度較大的問題，相應的企業可以通過合理設置通風管道方式來彌補大空間工業廠房的不足。在具體的實踐過程中，相應的工程設計師首先需要對廠房區域進行劃分，對廠房的變化情況也要進行同步更新，并劃分工業廠房行車區域和機械運作區域，避免大設備運行過程中出現通風管道阻攔的問題，在設備不會接觸的區域安裝空調末端設備，確保末端設備不會被破壞。除此之外，在大空間工業廠房的實際運行過程中，為了方便生產，其大門一般都是處于開放狀態，這會使得冷氣入侵，進而造成空調系統的總熱負荷上升，這會增加能耗。對于這一情況，就需要設計過程中對廠房內的大門進行針對性設計，通過設置空氣幕來阻隔冷風侵入。此外，對于室外風速較高的區域，可以通過開啟頻繁的大門設置保溫走廊，這可以減少冷風入侵所引起的室內熱損失。在供熱方式的選擇方面，水處理項目可依據自身優勢，設置水源熱泵系統進行供暖，這可以更大程度上實現節能和減少運營成本投入，進而提高企業的整體工作效率，促進其能源利用率的提升。

3.3 合理調控運行設備

在實際的暖通空調節能設計過程中，要提高設計效果，還要重視暖通設備的合理調控，其作為整個大空間工業廠房中重要設備，在實際的生產過程中不僅發揮著重要作用，如果不對其能耗進行控制，這將也會影響整體的節能效果。實際上，在大空間工業廠房暖通空調耗能匯總中，可以發現冷卻塔的耗能量在總耗能中占據了8%。因此，在實際的暖通空調節能設計中，需要根據氣候條件來對暖通空調開機數量和時間進行調節，在春季室外溫度較低，室內熱量可以直接排出到室外，因此設備開啟數量可以相應減少，而在冬、夏季室外溫差較差時，則可以增大設備數量，這可以達到節能減耗的目的。一般情況下，在大空間工業廠房中還存在供暖設備利用率較低的情況，這就可以采用空調和散熱器結合方式供暖，在設備不使用時通過散熱器維持溫度，在生產時開啟空調系統，這可以降低設備的能耗率，也可以保證生產的順利開展。在這一過程中，科學合理布置散熱器十分重要，一般需要對大空間工業廠房建筑外圍護結構等的熱負荷進行準確計算，后續通過熱負荷計算數據來合理放置散熱器，根據現場溫度需求合理管控設備，最終實現全部設備的最大限度應用，降低空調自身消耗量的同時達到節約能源的目的。

4 結語

總而言之，暖通空調的節能設計對大空間工業廠房的可持續性運營有著很大的促進作用，為了發揮出其作用，相關運營企業以及設計人員就需要對暖通空調節能設計的重要性加強認識，全面分析其現狀，后續根據實際情況，采取合理、有效的措施來開展節能設計工作，在提升節能設計工作質量的同時，促進暖通空調系統應用效果的提高，積極履行節能責任和環保要求，為大空間工業廠房的未來發展提供一定的保障。