摘要：本文总结了工业厂房建筑的特点，并展开了对其暖通空调系统的节能设计探讨，深入研究了现实设计中存在的问题，并制定了科学的应对策略，积极促进了工业厂房暖通设备的节能优化、设计方案的合理完善。
关键词：工业厂房；暖通设计；节能
前言
随着市场经济的飞速发展，我国的建筑行业也有了突飞猛进的发展。随着工程设计厂房量的持续增加，目前空调、暖通能耗占我国建筑能耗总量的一半以上，资源浪费、绿色环保建设开展不深入、再生能源的研发力度不强使我国的能源供应面临着短缺、间断的现实危机。工业厂房暖通空调的节能如设计如何既环保又实用成为了重点。本文从节能减排的基础上对工业厂房暖通空调的节能设计进行了探讨。
1依据厂房实际情况，合理开展负荷计算
与一般民用建筑有所不同，工业厂房的采暖与制冷负荷计算较为复杂，我们应依据相关的暖通空调设计规范确定合理的设计温度范围。一般情况下，工业厂房设计温度范围应控制在12～15o之间。室内采暖的设计温度可在14～16°范围内。而室内空调的设计温度则可控制在26至27度之间。从此设计标准中可以发现，设计温度的值差并不大，有些设计者便错误的认为工业厂房建筑类的冷暖负荷变化有限，因此与一般民用住宅的暖通空调负荷计算并无明显的差别，这是不科学的。不同类别的厂房及工业车间其负荷大小、组成可以千变万化。一些厂房的新风负荷可占到总负荷量的一半以上，一些厂房则需进行常年连续热加工处理。还有些厂房由于内部生产劳动强度较大，员工分布较密集，发热能量必然持续上升，从而导致其空调的冷、湿负荷比例居高不下。因此，只有依据厂房的实际生产情况，合理控制厂房暖通空调的设计温度、科学的选择负荷计算方式才能达到节能、减排、高效的生产的目标，符合可持续发展的观念。
2工业厂房暖通空调方式的合理选择
对暖通空调设计方式的选择应来源于实际且灵活掌握，既不能拘泥于形式、一沉不变，又不能异想天开、脱离实际。
2.1厂房车间的通风设计
厂房车间的通风设计应依据工种的类别、厂房的布置、流程的转换做合理的节能适应设计，不应一味的拘泥于开窗通风的控制方式。例如对同一工种车间的通风我们可采用全室通风的控制方式，而对于不同类别工种的车间，则可依据局部污染的情况、散热量的区别做进一步的除尘与排风处理，从而降低通风带来的污染蔓延。在散热量较低的厂房，依据节能减排的设计目标，我们可在其屋顶设置自然采光及通风的装置，通过热流的上升作用，达到无需动力消耗即可散风排热的节能控制状态。当然，该方式并不适应于散热排量较大，通风要求较高的大面积厂房。另外，在排风散热设计同时，我们还应尽量满足厂房的除尘、除烟要求。尤其对于一些能产生大量有害气体的车间，例如：焊接车间、化工车间等，首先应与车间的生产工艺紧密结合，明确厂房产生有害烟气的具体数量，并依据具体的厂房生产规模选择合理的全部或局部的除尘净烟方式。
在北京奔驰新建厂房项目中，采用了置换通风的系统形式。置换通风第一次应用于德国铸造厂房，近几年在中国新建厂房中被逐渐采用。置换通风以低速在房间下部送风，气流以类似层流的活塞流的状态缓慢向上移动，到达一定高度受热源和顶板的影响，发生紊流现象，产生紊流区。气流产生热力分层现象，出现两个区域：下部单向流动区和上部混合区。空气温度场和浓度场在这两个区域有非常明显的不同特性，下部单向流动区存在一明显垂直温度梯度和浓度梯度，而上部紊流混合区温度场和浓度场则比较均匀，接近排风的温度和污染物浓度。因此，从理论上讲，只要保证分层高度在工作区以上，首先由于送风速度极小且送风紊流度低，即可保证在工作区大部分区域风速低于0.15m/s，不产生吹风感；其次，新鲜清洁空气直接送入工作区，先经过人体，这样就可以保证人体处于一个相对清洁的空气环境中，从而有效地提高了工作区的空气品质。这种通风形式不再完全受送风的动量控制而主要受热源的热浮升力作用，热污染源形成的烟羽因密度低于周围空气而上升。烟羽沿程不断卷吸周围空气并流向顶部。
空调节能和室内空气品质是当前暖通空调界面临的两大课题，而置换通风能在一定程度上较好地解决这两个问题。
为了在工作区获得同样的温度，置换通风系统所要求的送风温度高于混合通风，这就为利用低品位能源以及在一年中更长时间地利用自然通风冷却提供了可能性，以达到节能的效果。根据有关资料统计，置换通风与混合通风相比，可以节约20%～50%的制冷耗费。
置换通风可以对工作区的C02等污染物进行更为有效的控制。它的通风效能系数大于混合通风，这样就能达到改善室内空气品质的目的。
2.2热回收系统的合理运用
在工业厂房项目中，由于室内会生成大量灰尘及污染性气体，所以所需新风量较大。以北京奔驰发动机厂房为例，使用方按照德国标准，工艺生产区的设计室内换气次数达到2.5次/h。
空调系统进行能量消耗时的特点之一是排热和需热两种处理过程同时存在，冬季时候高湿高温的排风可以对新风进行加热加湿，夏季时候低湿低温的排风可以对新风进行干燥和冷却，通过对这种特点的合理利用，空调系统能够通过热回收而达到能源的充分有效利用。
空调热回收系统可以让排风与新风进行热量和冷量的互相交换，排风所具有的热量或冷量可以尽可能传递给新风，这样可以使得新风的供冷量或加热量有效的减少，从而实现废气利用。空调热回收装置大致可以分为显热回收装置和全热回收装置两种。显热回收装置通过板式换热器、热管式换热器、板翅式显热换热器以及中间热媒式换热器的使用来进行热回收，其中板式换热器结构比较简单，运行可靠安全并且不具备传动设备，适用于新风管道和排风管道相距比较近的情况，板翅式换热器比较适合汽修类的换热，通过传热面积的增加来使得传热系数增大，相比板式换热器具有比较高的传热效率，热管式换热器通过管内工质的变换来进行热回收，换热效果能大幅度提高，而中间热媒式换热器的温差损耗较大，从而换热效率比较落后&全热回收装置适用于新风具有较高的湿度的情况，通过静止型板翅式全热交换器和转轮全热交换器来进行工作，前者结构比较简单，交叉污染少，运行安全可靠而且使用时间长，而后者具有较高的热回收效率，但是因为有传动设置因而具有较大的动力能耗。
3为厂房大门科学设计空气幕装置
工厂为了生产管理的便利，大多长时间开启厂房大门，这给冷风的侵袭提供了可乘之机，使冷负荷入侵比例大大增加，并进一步对厂房内部的热源维持需求造成了一定的破坏，尤其在其后寒冷的东北地区，厂房内部的热源的散耗现象则更为明显。因此为了有效的解决这一热能大量流失的现象，我们可在厂房大门的上部科学设计空气幕。再设计实践考察中，有些设计者为了图方便，将厂房大门的空气幕直接与暖气片进行串联，这样的做法显然有违暖通与空调的相关设计规范，是严重不可取的。正确的设计方式应为：在规模中等的厂房大门出口可设置贯流模式的空气幕，而对于出口高大的厂房大门则应在其上方设置装配式的热空气幕，这样便可将风口控制在厂房大门的两侧。当上方的热空气幕吹送热风时，则可有效的形成一道热风幕屏障，从而有效的发挥对外部冷空气入侵的组个作用，使厂房内部的温度始终控制在合理的范围内。同时，对于厂房大门热空气幕的热源类型我们应尽可能的选择热水或蒸汽的功能方式，而不采用电能加热的方式，这是由于一般情况下，厂房大门的冷风负荷侵入比较大，倘若选择电能热源则会使工业厂房的能耗量大大增加，这有违节能高效的经济生产诉求。
4其他应注意的问题
4.1热加工车间的隔热设计
有热加工工种存在的车间，不光是考虑以上提到的一般性内容，还有一项隔热设计。一些车间内工作区域内温度过高，需要为工人提供相应的隔热防护措施，防止工人中暑或烫伤。同时应设计有供工人降温休息的区域性小房间。
4.2洁净通风空调设计的关注点
对于有洁净度要求的厂房，要设计洁净通风空调系统。设计时，要严格遵守工艺的洁净度等级要求。洁净空调的设计有几个要点：（1）明确人流、物流组织；（2）确定是否为单向气流，选择合适的气流方向，是水平气流还是垂直气流；（3）选择合适的空气过滤器，除了初效过滤器，中效过滤器外，高效过滤器的选择也尤为重要。此外过滤器的阻力损失，和使用寿命，也是关键的参数；（4）洁净空调系统内的，吹淋室、传递窗是容易被设计者忽视的地方，注意排风的设置；（5）洁净空调系统内各个区域的压差的设定是整个系统能否正常运作的关键。
5结语
随着我国工业的迅速发展，以及国家对工业的大力支持，工厂厂房的质量也随之增加。我们只有统筹兼顾的提高设计水平、丰富设计手段，才能使工业厂房的暖通空调设计符合节能、稳步、持续的规范，从而促进我国工业生产水平、企业经济效益的全面提升。
参考文献：
[1]张国鹏.工业厂房暖通空调的节能设计探讨[J].公用工程设计，2010（05）
[2]王磊.浅谈工厂厂房建筑设计中的暖通设计[J].现代装饰（理论），2011（03）