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【摘要】介绍了机加工及总装组合厂房的特点和设计要点，从围护结构、通风系统、空调系统等方面优化设计，提出了多项节能措施。在工业建筑节能降耗方面作出了一些有益的探索。
【关键词】工业建筑；节能；降耗
1、工程概况
该组合厂房的特点是空间高大、设备多、发热量大，通风空调能耗大。设计的难点在于既要满足室内环境参数要求，又要考虑节能和降低运行费用。厂房特点具体如下：⑴该组合厂房属于高大工业建筑，传统机加厂房一般为两跨，而该厂房为六跨设计，宽度达123.63米。⑵厂房室内设备多，发热量大，夏季室内温度要求满足卫生要求。数控区内安装有高精度、自动化的进口设备部位全年有温度要求。⑶总装厂房为满足人员舒适要求，室内环境全年有温湿度要求。
2、节能措施
2.1围护结构节能措施
⑴建筑离不开能耗，建筑日常能耗包括采暖、通风、空调、供水、照明、电梯等能耗。在民用建筑中采暖、通风与空调能耗约占建筑能耗的65%，而采暖、通风与空调能耗与建筑围护结构密切相关，合理设计建筑围护结构，提高建筑围护结构的保温隔热性能，优化建筑物的体形系数、窗墙比以及遮阳系数，能较大幅度地降低建筑能耗。
本工程参照《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005中有关规定进行该厂房的围护结构设计。经计算，围护结构采用保温结构后，空调冷负荷比传统减少了17.6%，空调热负荷比传统减少了37.3%，节能效果显著。
⑵本设计机加工厂房采用屋顶电动挑高天窗，避免了在屋顶大面积设采光带，即可以改善自然采光，减少人工照明能耗；又可以增加热压，改善自然通风，减少长时间机械通风能耗和运行费用；还可以减少夏季太阳辐射热，改善室内环境，减少空调能耗和运行费用。
2.2通风系统节能措施
厂房夏季设备及围护结构余热量为500kW。为了在满足厂房全年卫生环境要求的前提下使通风系统节能高效地运行，通风设计考虑自然通风、机械通风、岗位送冷风的综合通风方式。
2.2.1自然通风
为节约通风、空调能耗，降低运行成本，针对该机加发热厂房通风优先考虑采用自然通风。设计初期，暖通专业针对建筑设屋面天窗，侧墙设进风窗向建筑专业提出要求。经过计算和土建专业反复商榷后，最终该厂房在跨度方向设两个9米跨、3米高屋面天窗，厂房北、西、南侧三面设6.9米高低位外窗。考虑到室外自然通风的不稳定性，天窗和高位外侧窗采用电动控制。当自然通风运行时，屋顶电动天窗、侧墙高位电动窗及低位百叶窗开启。自然通风量计算为：247524.8m3/h。
2.2.2机械通风
由于自然通风的不稳定性，厂房另外考虑设置机械通风。机械通风采用风机屋顶排风，厂房屋面设32台屋顶风机，60台轴流风机。考虑到厂房跨度大，中部地带气流组织差，厂房设机械进风，进风机房设在厂房北侧，通过地沟送至厂房中部及西部地带，机械补风量为排风量的40%，其余为自然补风。机械通风运行时，屋顶电动天窗、侧墙高位电动窗关闭，侧墙低位窗及送风机开启。机械通风量计算为：200695m3/h。
2.2.3机械通风+岗位送冷风
当室外温度>31℃时，自然通风与机械通风不能不满足要求时，数控区岗位送冷风空调系统开始运行，设计在数控区自动化机床旁设46台分体柜式空调器，总负荷200kW，室外机挂在屋顶天窗下。空调系统开启时数控区屋顶风机、电动天窗、侧墙低位百叶窗关闭，侧墙高位电动窗开启、普车区屋顶风机、送风机、侧墙高位电动窗开启，侧墙低位百叶窗关闭。厂房高处热空气通过屋顶风机排出，数控区人员活动区采用循环风，实现节能。
2.3空调系统节能措施
总装厂房长84米，宽42米，吊顶高10.6米，全年有空调需求。厂房设备发热量为300kW，围护结构和新风冷负荷为156kW。考虑到厂房设备发热量负荷的可变性，空调设计采用全空气变风量系统，冷热源采用直接蒸发屋顶式空调机组，气流组织采用上送上回，回风量为送风量的90%，新风量为送风量的10%。该系统具有明显的节能效果，具体体现在以下几个方面：
⑴加大空调送风温差
空调系统在满足舒适和工艺要求的条件下，宜加大送风温差，减少能耗。本厂房室内空间高大，空调采用旋流风口上部送风，送风温度为11℃，温差达15℃，送风量仅为79207m3/h。若送风温差采用8℃，空调送风量为148514.8m3/h。两者比较，送风温差加大后空调系统负荷减少4%，送风机耗电量减少48%。运行成本大幅降低。
⑵选用高效、节能空调机组
设计采用直接蒸发屋顶式空调机组，该机组采用制冷剂与空气直接换热的直膨式高效循环系统，机组取消了冷冻水系统间接换热的中间环节，降低了耗损能量利用率比采用冷冻水空调系统有所提高。另外，该机组可实现无级调节，根据厂房室内负荷变化自动增减荷载；送风机采用变频控制，根据季节不同调节送回风量，过渡季节可全新风运行，节能低耗，大大降低运行费用。
3.结束语
随着经济的发展，目前越来越多的工业建筑也开始注重室内环境温度的舒适性，工业建筑采暖、通风、空调能耗正逐年增加。节能不再只涉及民用建筑，工业建筑因体量大，能耗也大，所以在节能方面大有可为。本设计以节约能源、减少运行费用为主导理念，在通风、空调系统的节能、降低运行成本方面作出了一些有益的探索，有不足之处还望指正。
参考文献
[1]简明通风设计手册.中国建筑工业出版社
作者简介
续颖，女，1976年6月，大学，高级工程师。
【关键词】工业建筑；节能；降耗
1、工程概况
该组合厂房的特点是空间高大、设备多、发热量大，通风空调能耗大。设计的难点在于既要满足室内环境参数要求，又要考虑节能和降低运行费用。厂房特点具体如下：⑴该组合厂房属于高大工业建筑，传统机加厂房一般为两跨，而该厂房为六跨设计，宽度达123.63米。⑵厂房室内设备多，发热量大，夏季室内温度要求满足卫生要求。数控区内安装有高精度、自动化的进口设备部位全年有温度要求。⑶总装厂房为满足人员舒适要求，室内环境全年有温湿度要求。
2、节能措施
2.1围护结构节能措施
⑴建筑离不开能耗，建筑日常能耗包括采暖、通风、空调、供水、照明、电梯等能耗。在民用建筑中采暖、通风与空调能耗约占建筑能耗的65%，而采暖、通风与空调能耗与建筑围护结构密切相关，合理设计建筑围护结构，提高建筑围护结构的保温隔热性能，优化建筑物的体形系数、窗墙比以及遮阳系数，能较大幅度地降低建筑能耗。
本工程参照《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005中有关规定进行该厂房的围护结构设计。经计算，围护结构采用保温结构后，空调冷负荷比传统减少了17.6%，空调热负荷比传统减少了37.3%，节能效果显著。
⑵本设计机加工厂房采用屋顶电动挑高天窗，避免了在屋顶大面积设采光带，即可以改善自然采光，减少人工照明能耗；又可以增加热压，改善自然通风，减少长时间机械通风能耗和运行费用；还可以减少夏季太阳辐射热，改善室内环境，减少空调能耗和运行费用。
2.2通风系统节能措施
厂房夏季设备及围护结构余热量为500kW。为了在满足厂房全年卫生环境要求的前提下使通风系统节能高效地运行，通风设计考虑自然通风、机械通风、岗位送冷风的综合通风方式。
2.2.1自然通风
为节约通风、空调能耗，降低运行成本，针对该机加发热厂房通风优先考虑采用自然通风。设计初期，暖通专业针对建筑设屋面天窗，侧墙设进风窗向建筑专业提出要求。经过计算和土建专业反复商榷后，最终该厂房在跨度方向设两个9米跨、3米高屋面天窗，厂房北、西、南侧三面设6.9米高低位外窗。考虑到室外自然通风的不稳定性，天窗和高位外侧窗采用电动控制。当自然通风运行时，屋顶电动天窗、侧墙高位电动窗及低位百叶窗开启。自然通风量计算为：247524.8m3/h。
2.2.2机械通风
由于自然通风的不稳定性，厂房另外考虑设置机械通风。机械通风采用风机屋顶排风，厂房屋面设32台屋顶风机，60台轴流风机。考虑到厂房跨度大，中部地带气流组织差，厂房设机械进风，进风机房设在厂房北侧，通过地沟送至厂房中部及西部地带，机械补风量为排风量的40%，其余为自然补风。机械通风运行时，屋顶电动天窗、侧墙高位电动窗关闭，侧墙低位窗及送风机开启。机械通风量计算为：200695m3/h。
2.2.3机械通风+岗位送冷风
当室外温度>31℃时，自然通风与机械通风不能不满足要求时，数控区岗位送冷风空调系统开始运行，设计在数控区自动化机床旁设46台分体柜式空调器，总负荷200kW，室外机挂在屋顶天窗下。空调系统开启时数控区屋顶风机、电动天窗、侧墙低位百叶窗关闭，侧墙高位电动窗开启、普车区屋顶风机、送风机、侧墙高位电动窗开启，侧墙低位百叶窗关闭。厂房高处热空气通过屋顶风机排出，数控区人员活动区采用循环风，实现节能。
2.3空调系统节能措施
总装厂房长84米，宽42米，吊顶高10.6米，全年有空调需求。厂房设备发热量为300kW，围护结构和新风冷负荷为156kW。考虑到厂房设备发热量负荷的可变性，空调设计采用全空气变风量系统，冷热源采用直接蒸发屋顶式空调机组，气流组织采用上送上回，回风量为送风量的90%，新风量为送风量的10%。该系统具有明显的节能效果，具体体现在以下几个方面：
⑴加大空调送风温差
空调系统在满足舒适和工艺要求的条件下，宜加大送风温差，减少能耗。本厂房室内空间高大，空调采用旋流风口上部送风，送风温度为11℃，温差达15℃，送风量仅为79207m3/h。若送风温差采用8℃，空调送风量为148514.8m3/h。两者比较，送风温差加大后空调系统负荷减少4%，送风机耗电量减少48%。运行成本大幅降低。
⑵选用高效、节能空调机组
设计采用直接蒸发屋顶式空调机组，该机组采用制冷剂与空气直接换热的直膨式高效循环系统，机组取消了冷冻水系统间接换热的中间环节，降低了耗损能量利用率比采用冷冻水空调系统有所提高。另外，该机组可实现无级调节，根据厂房室内负荷变化自动增减荷载；送风机采用变频控制，根据季节不同调节送回风量，过渡季节可全新风运行，节能低耗，大大降低运行费用。
3.结束语
随着经济的发展，目前越来越多的工业建筑也开始注重室内环境温度的舒适性，工业建筑采暖、通风、空调能耗正逐年增加。节能不再只涉及民用建筑，工业建筑因体量大，能耗也大，所以在节能方面大有可为。本设计以节约能源、减少运行费用为主导理念，在通风、空调系统的节能、降低运行成本方面作出了一些有益的探索，有不足之处还望指正。
参考文献
[1]简明通风设计手册.中国建筑工业出版社
作者简介
续颖，女，1976年6月，大学，高级工程师。