摘要：近年来，随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计方案大量涌现。但随着工业经济的蓬勃发展，在粗放式经济渐渐被可持续发展所取代的大前提下，空气质量问题成为社会发展的一项重要议题，如何在经济发展的前提下，改善空气质量成为了企业所关心的问题。针对工业厂房的不同条件，必须结合相应的实际情况予以探讨。
关键词：工业厂房；暖通通风设计
一、暖通通风系统概述
所谓暖通通风，就是把室外的新鲜空气经过一定的处理（如过滤、加热、冷却等）后送到室内，把室内产生的废气经过处理达到排放标准后排如大气，从而保证室内空气环境的卫生标准和大气环境。暖通通风包括从室内排出污浊的空气和向室内补充新鲜空气两部分内容，前者称为排风，后者称为送风或进风。为实现排风或送风所采用的一系列设备、装置的总体称为暖通通风系统。
按暖通通风系统的用途分为工业建筑的通风和民用建筑的通风两种。工业暖通通风主要是通过对工业有害物（粉尘、有害气体和蒸汽、余热、余湿）采取有效的防护措施，以消除其对工人健康和生产的危害，创造良好的劳动条件，同时尽可能将它们回收利用，化害为利，并切实做到防止大气污染。民用暖通通风主要是排出人们生活过程中产生的污染物，为人们生活创造一个卫生、舒适的空气环境。
按暖通通风系统的作用范围，无论排风或送风，均可分为局部通风和全面通风两种方式。局部通风的作用范围仅限于车间的个别地点或局部区域。局部排风的作用是将有害物在产生的地点就地排除，以防止其在该局部区域扩散；局部送风的作用是将新鲜空气或经过简单处理的空气送到某局部区域，以改善该局部区域的空气环境。全面通风是对整个车间或房间进行换气，以改变室内温度、湿度和稀释有害物的浓度，使该区域的空气环境符合卫生标准的要求。
二、自然通风
根据自然通风原理的不同，自然通风分为热压通风和风压通风两种。厂房内部由于生产过程中产生的热量（如燃烧的炉子和加热的产品所发生的热量等）以及人体散发热量的影响，室内空气膨胀，密度减小而使热空气上升，如果天窗开启，由于热空气的上升，天窗内侧的气压大于天窗外侧的气压，使室内热气不断排出，室外的冷空气通过设在厂房底部的进风口进入室内，如此循环，取得自然通风的效果，这种通风方式称为热压暖通通风。热压作用与进出风口的高差有关和室内外空气的密度有关，室内外空气密度差和进风口高差越大，则热压作用越显著。
风压通风原理，当风吹过建筑物时，遇到建筑物的阻碍迎风面空气压力增大，形成正压区，用“+”表示当气流通过房屋两侧和上方时，气流变窄，风带加大，形成负压区，用“-”表示空气飞越建筑物后，在建筑物背风面形成涡流，形成负压区，用“-”表示因此，对厂房进行自然通风设计时，宜将厂房的进风口设在正压区，排风口设在负压区，使室内外空气更好地进行交换。
在目前的厂房自然通风设计中，还存在着一些亟待改进的问题，应重点从以下几点考虑：
2.1合理设计进、排气口面积。厂房自然通风是利用厂房内外空气的温度差所形成的热压作用和室外空气流动时产生的风压作用，使厂房内外空气不断交换，形成自然暖通通风。但由于风压作用受自然条件限制，具有多变性，无风时即无风压作用，因此不宜作为厂房自然通风的动力考虑。在厂房自然通风设计中，必须合理协调进、排气口面积，力求进气口面积不小于排气口面积，这应该是提高自然通风效果的极为重要和有效的技术措施。
2.2尽量避免进气短流问题。所谓进气短流，系指由进气口进入厂房内的新鲜空气，在未进入作业区范围之前，就已经被加热而上升至天窗排气口排出室外的现象。显而易见，这样的进气，没有起到提高作业区空气质量和改善作业区热环境的作用。因此为提高厂房自然暖通通风效果，应尽量避免这种进气短流的现象。
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2.3注意解决通风天窗的飘雨问题。暖通通风排气天窗严重飘雨会给生产造成一定的损失，因此，设计中这一问题必须认真予以解决。一般常用的是矩形通风天窗，在矩形通风天窗或在天窗垂直口设挡雨板，或在天窗水平口设挡雨片，其中在水平口设挡雨片做法的暖通通风效果或防飘雨效果较好，在工业厂房中应用比较广泛。
三、机械暖通通风
依靠通风机造成的压力差，通过风机来输送空气，排走室内尘或有害气体，保持室内空气新鲜的设计这类通风方法称为机械通风。机械通风分为全面通风和局部通风两种形式全面利用风的流动产生空气压力差而形成通风的方式为风压暖通通风。
在厂房机械通风设置时应主要考虑以下几个问题：
3.1合理布置风机位置。对于工艺设备及管道复杂的单层厂房，普遍采用设屋顶式排风机排风，侧墙开进风百叶自然进风或者设屋顶进风机进风。对于多层厂房，可设置墙装或吊装风机送排风。如果设置侧墙开进风百叶，需要合理设置进风百叶的高度，以防止外部灰尘或雨水通过百叶进入厂房内部，因此进风百叶需作防雨防尘等措施。
3.2注意进排风的短路问题。屋顶设置暖通通风机时需要防止进排风的短路，同时除做好防水外，暖通通风设计时可在屋顶风机上设置挡雨设施。
3.3结合厂房功能设置换气次数。暖通通风设计时应根据厂房使用功能不同合理设置暖通通风换气次数，对于门窗较多且常处于启状态的厂房，需要校核门窗的漏风量对于暖通通风的影响。
四、混合暖通通风
混合暖通通风，而是一种新的节能型通风模式，它通过自然通风和机械通风的相互转换或同时使用这两种通风模式来实现。它充分利用自然气候因素如太阳、风、土壤、室外空气、植被、水蒸气等为室内创造一个舒适的环境，同时达到改善室内空气品质和节能的目的。
混合暖通通风基本原理可分为三类：
4.1自然通风模式和机械通风模式交替运行
其特点为：室外条件允许自然暖通通风的情况下，机械通风系统关闭；当室外环境温度升高或降低至某一限度时，自然通风系统关闭而机械通风系统开启。自然通风对机械通风基本上无干扰。设计该种通风系统时，如何选择合适的控制参数实现自然通风模式与机械通风模式之间的转换是设计的关键问题。
4.2风机辅助式自然通风
其特点为：在所有气候条件下都以自然通风为主，但当自然驱动力不足的情况下，可开动风机维持气流的流动和保证气流流速的要求。如何设计自控系统以根据自然驱动力的强弱来控制风机的开停是该系统设计的关键问题。
4.3热压和风压辅助式机械通风
其特点为：在所有气候条件下都以机械通风为主，热压和风压等自然驱动力为辅。如何根据风压和热压的大小变化来控制机械暖通通风系统是设计的关键问题。
结束语：
综上所述，合理的暖通通风形式对于提高厂房内空气质量有着非常关键的作用，在需要满足节能环保健康要求前提下，合理选择暖通通风方式，尽可能的加大进出风口的面积，加大空气流通。自然通风是节能环保的优先选择，并有着不可比拟的优势。工程设计中应尽量考虑自然通风，但由于实际情况的局限性，应合理增加机械通风以满足工业厂房的需求。
参考文献：
[1]孙一坚，沈恒根.工业暖通通风[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，2011.
[2]全国民用建筑工程设计技术措施[J].暖通空调，2011（3）：31-32.
[3]蔡增基，龙天渝.流体力学泵与风机[M].第4版.北京：中国计划出版社，2010.
论文作者:袁俊华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/19
标签：暖通论文; 自然论文; 厂房论文; 风压论文; 空气论文; 天窗论文; 机械论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;