西安地区工业建筑暖通空调设计节能措施

西安地区工业建筑暖通空调设计节能措施

陈 浮1 吴花蓉2 徐 续3

（1.陕西省城乡规划设计研究院 710075 西安；

2.中联西北工程设计研究院有限公司 710082 西安；

3.中国城市建设研究院有限公司 100120 北京）

摘 要：对西安地区工业建筑暖通空调设计的节能措施进行介绍，包括燃气辐射采暖、屋顶通风器、分层空调、吊顶式单元空调机组以及能量回收技术。工业建筑暖通空调设计，应根据具体设计要求采取适合的节能措施。

关键词：燃气辐射采暖；屋顶通风器；分层空调；能量回收

我国建筑能耗约占全国能源消耗总量的30%。每年完成的建筑工程投资额中，工业建筑与民用建筑之比约为53:47，工业建筑占多半[1]。因此，工业建筑节能潜力是非常大的。目前，国家针对民用建筑出台了多项节能设计标准，工业建筑由于所处行业众多，工艺要求有其特殊性，目前还没有统一的设计规范和节能设计标准。在设计当中，只能参照民用建筑相关规范和节能设计标准。以下就西安地区工业建筑暖通空调设计的节能措施进行介绍。

1 燃气辐射采暖

目前工业建筑常见的采暖

形式有散热器采暖、暖风机采

暖、燃气辐射采暖等。散热器采

暖，主要是以自然对流形式加热

空气，主要适用于民用建筑和层

高不高的工业建筑。高大空间的

工业厂房如果采用散热器采暖，

室内高度方向上会产生较大的温

度梯度，往往会造成下部冷，上

部热的现象。在设计当中，为保

证下部工作区的温度达到要求，

一般会采取加大设计散热器的措

施，这样会导致热量的浪费。

燃气辐射供暖是利用天然

气、液化石油气等可燃气体，通

过发生器进行燃烧产生各种波长

的红外线进行辐射供暖的。目前

产品类型主要有负压单体式、微

正压单体式、负压连续式、板式

等。燃气辐射采暖的优点：节

能、舒适、经济、安全、环保。

燃气辐射采暖系统初投资略高于

散热器采暖系统，可节约采暖能

耗10%～20%，可降低运行费用30%

L≥33m，或栈桥宽度B≥5m时,在主桁架与上弦檩条连接节点处设置隅撑，可有效提高栈桥整体稳定性。

依据标准及参考文献：

[1]国家标准《钢结构设计规范[S]》GB50017-2003

[2]杨小军《54米跨度胶带

输送机钢栈桥设计要点》煤炭工

程，2012，(2),10-11

[3]张学奇，张震《钢结构输

煤栈桥设计计算和构造措施》山

西建筑，2009，35(20),42-44

[4]李玉兰，杨军《钢结构

栈桥设计中的一点体会》煤炭工

程，2005，(9),15-16

[5]金松《钢栈桥空间结构设

计》煤炭工程，2012,(10),72-74

以上。适用于机械加工、铸造、锻造、焊接、冲压、装配、热处理等生产厂房。目前已广泛应用于通用机械、汽车制造、煤矿机械、飞机制造、电力设备制造、钢铁等行业厂房采暖。

2 屋顶通风器

工业厂房在生产过程中会产生一定的余热（如热处理）、烟气、粉尘（如铸造、焊接）等，设计时应根据生产工艺、卫生要求，合理、有效利用自然通风技术，满足节能和环保的要求。自然通风的作用原理是以热压和风压作为动力，使得气流有组织的流动，排除室内污染物，满足室内环境卫生要求。屋顶通风器是以型钢为骨架，用彩色压型钢板（或玻璃钢）组合而成的全避风型自然通风装置。具有结构简单、重量轻、不消耗动力的优点。

铸造、电镀、锻造、热处理等发热量大或散发有害气体多的厂房，适宜在厂房屋脊处设置屋顶通风器。对于多跨度、大面积的联合厂房，可以在每一跨的屋脊处设置屋顶通风器。设计自然通风器时，厂房下部应设置自然进风口，进风口面积为通风器出风口面积的1.5倍，进风口应设置可以启闭的阀门。西安地区设置集中采暖的厂房，宜采用带有可关闭阀板的通风器，当不需要通风时可以关闭，起到节能的作用。目前也有集通风和采光为一体的通风器，布置在屋面边坡处，替代采光带，作为全面通风

或局部通风使用。对于有排烟要

求的厂房，可以设置采光排烟天

窗，平时作为采光、通风之用；

发生火灾时，由消防控制系统打

开采光排烟天窗，作为自然排烟

口。采光排烟天窗的面积、间距

需满足防火设计规范的要求。

3 分层空调

建筑高度≥10m且体积

≥10000m3的建筑称为高大建筑。

分层空调是指仅对高大空间下部

区域进行空调，保持一定的温湿

度，对上部区域无空调要求的空

调方式。与全室空调相比，分层

空调夏季可节省冷量30%左右。

生产工艺要求为舒适性空调、洁

净度要求不高（低于8级）、工作

区温度波动＞±1℃的高大空间厂

房，均适合采用分层空调系统。

分层空调负荷计算时，夏季

冷负荷一般为全室空调冷负荷计

算值的70%，冬季热负荷取全室空

调热负荷计算值。

分层空调系统送风一般采

用射流风口侧送风，同侧下部回

风。车间跨度大于25m时，宜采用

双侧射流风口送风，侧送多股平

行射流应互相搭接，双侧射流风

口对送时，射程按两侧喷口重点

的90%计算[2]。回风口布置在送风

口的同侧下方，使得工作区处于

回流区，可以获得均匀的温度场

和速度场。

分层空调系统在夏季使用，

节能效果显著，但是在冬季，由

于热气流的上升，温度梯度的

加大，反而会加大热耗。在设

计时，送风口角度可调，大于

30°。夏季水平送风，冬季斜向

下送热风，利用较大的送风速

度，送入工作区，减轻热气流的

上升。

分层空调系统可以采用全

空气系统，也可采用水—空气系

统。水—空气系统末端采用无风

管远程射流空调机组，风口为远

程射流喷口。

4 吊顶式单元空调机组

吊顶式单元空调机组安装

在屋顶天花板下，通过单元内的

热交换器实现对空气的加热（冷

却），随后将空气通过喷射器分

布到室内各处。由于使用了高效

率且功能强大的空气分布装置，

单元式空调机组可以覆盖很大的

面积，与其他系统相比可以有效

减少通风单元的数量，从而节省

空间。安装高度距地面4～20m，

适用于厂房、展览厅等高大空间

具有舒适性空调的场合。

吊顶式单元式空调机组可以

根据不同的使用要求，通过多种功

能组合，在同一设备上可以实现制

冷、供暖、通风、热回收等各项功

能，并且可进行模块化处理，使用

更加灵活，设计更加简便。

吊顶式单元空调机组的优

点：

(1)吊顶式单元空调机组采用

集中分组自动控制系统，调控方

便，可以做到按需供冷/供暖，实