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【摘要】随着我国工业的快速发展，各种工业生产企业也不断扩大生产规模。工业厂房内在试验和生产的过程中产生余热或有害气体，良好的通风可以有效去除余热及有害气体。本文对工业厂房的特点与通风系统的设计进行探讨。
【关键词】工业厂房；通风系统
中图分类号：TH43
一、工业厂房的特点
工业厂房在试验及生产过程中容易造成粉尘或其它污染物质，还有一些工艺对环境有特殊的恒温、恒湿等要求，如没有良好的通风系统，对于室内外都是一种污染，而且无法达到工艺所需要的条件要求。这就需要合理的通风设计，保障良好的作业环境。
二、自然通风设计
自然通风的理念就是不需要消耗能量进行通风，而自然通风的方式容易受到室外的气象影响，因此，单纯的自然通风不是很稳定，一般都是在热车间排除余热的全面通风中采用。而一些机械设备也可以进行自然通风，但应充分考虑总图布置及工艺配置等方面，这样才能够很好地组织自然通风。
（一）合理设计进、排风口的面积。
生产车间在生产过程中散发大量的余热和灰尘等污浊气体，恶化了厂房内部环境，必须通过有效地组织厂房自然通风，迅速排除余热和污浊气体而改善内环境的质量。图1所示为在热压作用下的厂房自然通风原理图，图中 为风口面积， 为排风口面积。
根据空气量平衡方程式 ，如果近似认为 ，上述的公式可简化为 。
从公式可以看出，进排风窗孔面积之比是随中和面位置的变化而变化的，中和面向上移（即增大h1，减小h2），排风窗孔面积增大，进风窗孔面积减小；中和面向下移，则相反。可见，在厂房自然通风设计中，必须合理设计进、排风口的面积，力求进风面积不小于排风口面积，这是提高自然通风效果极为有效的前提。
图1
（二）尽量避免“气流短路”问题。所谓“气流短路”，指由进风口进入厂房内的新鲜空气，在未进入工作区之前就被加热而上升至通风屋脊排出室外的现象。很明显，这样的进风没有起到改善工作区热环境和提高工作区空气质量的作用。因此，为了提高厂房自然通风的效果，应尽量避免这种“气流短路”的现象。
（三）对散热量较大的多跨厂房，其自然通风设计必须另外考虑有效措施。一些多跨热加工厂房，如熔铸、压延车间等。这类厂房不但散热量大，而且是多跨，有的厂房宽度竟超过150m以上，是厂房自然通风设计中的一个难题。由于厂房很宽，仅靠两侧外墙进风，不但进风口面积无法满足要求，而且进风深度也无法达到要求，厂房将形成全面“气流短路”。因此必须另辟新径，采取有效措施，才能满足设计的要求。
（四）对冷加工厂房的通风换气应重视，像精整车间、包装车间等。目前，在厂房自然通风设计中存在一个共同的误区，即一提到自然通风就只是与热车间有关的事情。尽管冷加工厂房散发的热量较小，但由于屋面辐射热和通风换气不良导致厂房内部闷热，且油污气味令人难受，严重影响工作人员的工作效率。而目前大多数厂房屋顶设置采光天窗，由于部分玻璃窗扇为开启状态，起到了通风换气作用，其室内热环境明显好得多。因此，对于南方地区及北方夏热地区的冷加工厂房，除了必须设置屋面隔热层之外，设计上还必须创造良好的通风换气条件。两跨及以下厂房，可以利用高侧窗进行通风换气，多跨厂房则必须结合采光需要，设置足够的天窗，以解决通风换气及采光问题。对于规模较小的厂房，亦可采取设置通风屋脊的办法来解决通风换气问题。
三、机械通风设计
机械通风是指为实现通风换气而设置的由通风机和通风管道组成的系统。厂房建筑面积大，人员分布不均，通风设计时在满足作业环境要求的前提下优先考虑自然通风，有利于降低设备运行耗能。在需设置机械通风时要根据厂房的建筑及使用要求合理设置通风系统。
（一）机械通风的特点。机械通风可以克服自然通风风压动力小的问题，且受室内外条件影响较小，可保证车间正常的作业环境。因此，对于某些有特殊要求的厂房，必须采用机械通风。机械通风设计应依据室内外的空气参数、工艺要求、环保要求以及业主的要求等，对进入及排出的空气进行处理，以保证车间作业环境的正常和减少对室外环境的影响。
（二）厂房通风设置应考虑的因素。由于存在使用功能不同，以及占地面积、柱间跨度及厂房高度的差异，加之厂房内部工艺设备及电控室分布复杂，采光窗及工艺门窗较多，以及厂房以后的扩建及改建等情况影响，所以机械通风设计时需要综合考虑各种因素。目前一般厂房优先考虑自然通风，在自然通风不能满足要求的情况下设置机械通风，对于工艺设备及管道复杂的单层厂房，普遍采用屋顶排风机排风，侧墙开进风百叶自然进风。对于多层厂房可设置墙装或吊装风机送排风。如果侧墙开进风百叶，需要合理设置进风百叶的高度，以防止外部灰尘进入厂房，雨水也有可能通过进风百叶进入厂房，因此进风百叶需做防雨防尘等措施。对于屋顶设置进风机的方式，笔者认为虽然能通风换气，但对于车间下部人员活动区域的空气质量改善效果不理想。另外屋顶设置进风机时需要注意“气流短路”的问题。屋顶进风机漏水，除了土建施工需要做好防水外，通风设计时应在屋顶进风机上方设置挡雨设施。通风设计时应根据厂房不同的使用功能合理设置通风换气次数，对于门窗较多且常处于开启状态的厂房，需要校核门窗漏风量对于通风的影响。对于不同用途的厂房，厂房内正负压要求也不同，尤其是不同用途厂房相邻设置时，通风时需要考虑相邻厂房通风换气的相互影响。当需要考虑某一位置通风时，可局部设置风管加强通风死角的空气流动。
（三）机械通风与防排烟、除尘及空调系统的协调。厂房的防烟分区是通过建筑面积来划分的，考虑通风防排烟管道尺寸较大，占用空间较多，如果分开设置会占用较多的空间，因此一般采用通风兼防排烟系统。对于车间内部有洁净要求或者产生有害气体超标的部分，根据国家对室内外环境污染的相关规范规定，需要做除尘净化设计，一般是全新风送风，回风经过处理后排至室外，此时除尘风量要和通风风量联合考虑，合理设置送排风量及送排风口，尽量减少有害物对室内的污染，保证有洁净要求的空间通风达到作业要求的标准。厂房空调的送风一般采用工作地点送冷风，在减少能耗的情况下尽量保证人员活动区域的冷量要求，同时也会从室外引进部分新风，达到送冷风新风部分占用送风部分比例，以及通风换气对冷量损耗的影响。综合防排烟、除尘换气及空调新风各方面因素合理确定通风换气量，在确保通风满足暖通制冷及净化要求的前提下尽量减少能耗。
四、混合通风设计
混合通风是指自然通风和局部机械通风相结合的通风方式。对于厂房来说，人员的活动区域较大，而污染源的部位相对集中和固定，采用局部排风措施与自然通风设计相结合是厂房车间常用的通风方式。对人员密集部位安装局部送风设备；热量及污染物的发生源有抽风机等局部排风措施，直接将废气排出室外。在改善室内工作区域环境参数的同时，最大限度地减少通风能量的消耗。混合通风能充分结合自然通风节能、通风量大，以及机械通风针对性强、效率高的优点，达到单一通风系统无法实现的目的。混合通风设计应注意以下两个问题：①机械通风系统与自然通风系统的结合。要求在传统设计基础上，考虑应用自然通风的时间、方式和气流组织，以避免两者之间的不利干扰；②控制系统的设计。智能控制系统是决定混合通风系统通风效果的关键因素。一个优秀的控制系统应能根据室外气候条件与设计要求实现机械通风与自然通风的转换和协调，以达到改善室内空气品质的目的。
五、结语
厂房通风要满足节能、环保、健康的要求。厂房内部跨度较大，净空较高，容易做自然通风设计，自然通风是满足健康需求的、最节能的方案。一般大空间的车间均采用自然通风或机械辅助通风设计。另外，厂房产生的废气，利用价值低，不适合作为一次或二次回风使用。因此，对于有色加工厂房通风设计必须进行综合考虑，正确选择通风方式，合理的通风设计，以达到将厂房内的污浊气体和其他有害物带走，为操作人员提供良好的工作环境，进而提高生产效率。
【关键词】工业厂房；通风系统
中图分类号：TH43
一、工业厂房的特点
工业厂房在试验及生产过程中容易造成粉尘或其它污染物质，还有一些工艺对环境有特殊的恒温、恒湿等要求，如没有良好的通风系统，对于室内外都是一种污染，而且无法达到工艺所需要的条件要求。这就需要合理的通风设计，保障良好的作业环境。
二、自然通风设计
自然通风的理念就是不需要消耗能量进行通风，而自然通风的方式容易受到室外的气象影响，因此，单纯的自然通风不是很稳定，一般都是在热车间排除余热的全面通风中采用。而一些机械设备也可以进行自然通风，但应充分考虑总图布置及工艺配置等方面，这样才能够很好地组织自然通风。
（一）合理设计进、排风口的面积。
生产车间在生产过程中散发大量的余热和灰尘等污浊气体，恶化了厂房内部环境，必须通过有效地组织厂房自然通风，迅速排除余热和污浊气体而改善内环境的质量。图1所示为在热压作用下的厂房自然通风原理图，图中 为风口面积， 为排风口面积。
根据空气量平衡方程式 ，如果近似认为 ，上述的公式可简化为 。
从公式可以看出，进排风窗孔面积之比是随中和面位置的变化而变化的，中和面向上移（即增大h1，减小h2），排风窗孔面积增大，进风窗孔面积减小；中和面向下移，则相反。可见，在厂房自然通风设计中，必须合理设计进、排风口的面积，力求进风面积不小于排风口面积，这是提高自然通风效果极为有效的前提。
图1
（二）尽量避免“气流短路”问题。所谓“气流短路”，指由进风口进入厂房内的新鲜空气，在未进入工作区之前就被加热而上升至通风屋脊排出室外的现象。很明显，这样的进风没有起到改善工作区热环境和提高工作区空气质量的作用。因此，为了提高厂房自然通风的效果，应尽量避免这种“气流短路”的现象。
（三）对散热量较大的多跨厂房，其自然通风设计必须另外考虑有效措施。一些多跨热加工厂房，如熔铸、压延车间等。这类厂房不但散热量大，而且是多跨，有的厂房宽度竟超过150m以上，是厂房自然通风设计中的一个难题。由于厂房很宽，仅靠两侧外墙进风，不但进风口面积无法满足要求，而且进风深度也无法达到要求，厂房将形成全面“气流短路”。因此必须另辟新径，采取有效措施，才能满足设计的要求。
（四）对冷加工厂房的通风换气应重视，像精整车间、包装车间等。目前，在厂房自然通风设计中存在一个共同的误区，即一提到自然通风就只是与热车间有关的事情。尽管冷加工厂房散发的热量较小，但由于屋面辐射热和通风换气不良导致厂房内部闷热，且油污气味令人难受，严重影响工作人员的工作效率。而目前大多数厂房屋顶设置采光天窗，由于部分玻璃窗扇为开启状态，起到了通风换气作用，其室内热环境明显好得多。因此，对于南方地区及北方夏热地区的冷加工厂房，除了必须设置屋面隔热层之外，设计上还必须创造良好的通风换气条件。两跨及以下厂房，可以利用高侧窗进行通风换气，多跨厂房则必须结合采光需要，设置足够的天窗，以解决通风换气及采光问题。对于规模较小的厂房，亦可采取设置通风屋脊的办法来解决通风换气问题。
三、机械通风设计
机械通风是指为实现通风换气而设置的由通风机和通风管道组成的系统。厂房建筑面积大，人员分布不均，通风设计时在满足作业环境要求的前提下优先考虑自然通风，有利于降低设备运行耗能。在需设置机械通风时要根据厂房的建筑及使用要求合理设置通风系统。
（一）机械通风的特点。机械通风可以克服自然通风风压动力小的问题，且受室内外条件影响较小，可保证车间正常的作业环境。因此，对于某些有特殊要求的厂房，必须采用机械通风。机械通风设计应依据室内外的空气参数、工艺要求、环保要求以及业主的要求等，对进入及排出的空气进行处理，以保证车间作业环境的正常和减少对室外环境的影响。
（二）厂房通风设置应考虑的因素。由于存在使用功能不同，以及占地面积、柱间跨度及厂房高度的差异，加之厂房内部工艺设备及电控室分布复杂，采光窗及工艺门窗较多，以及厂房以后的扩建及改建等情况影响，所以机械通风设计时需要综合考虑各种因素。目前一般厂房优先考虑自然通风，在自然通风不能满足要求的情况下设置机械通风，对于工艺设备及管道复杂的单层厂房，普遍采用屋顶排风机排风，侧墙开进风百叶自然进风。对于多层厂房可设置墙装或吊装风机送排风。如果侧墙开进风百叶，需要合理设置进风百叶的高度，以防止外部灰尘进入厂房，雨水也有可能通过进风百叶进入厂房，因此进风百叶需做防雨防尘等措施。对于屋顶设置进风机的方式，笔者认为虽然能通风换气，但对于车间下部人员活动区域的空气质量改善效果不理想。另外屋顶设置进风机时需要注意“气流短路”的问题。屋顶进风机漏水，除了土建施工需要做好防水外，通风设计时应在屋顶进风机上方设置挡雨设施。通风设计时应根据厂房不同的使用功能合理设置通风换气次数，对于门窗较多且常处于开启状态的厂房，需要校核门窗漏风量对于通风的影响。对于不同用途的厂房，厂房内正负压要求也不同，尤其是不同用途厂房相邻设置时，通风时需要考虑相邻厂房通风换气的相互影响。当需要考虑某一位置通风时，可局部设置风管加强通风死角的空气流动。
（三）机械通风与防排烟、除尘及空调系统的协调。厂房的防烟分区是通过建筑面积来划分的，考虑通风防排烟管道尺寸较大，占用空间较多，如果分开设置会占用较多的空间，因此一般采用通风兼防排烟系统。对于车间内部有洁净要求或者产生有害气体超标的部分，根据国家对室内外环境污染的相关规范规定，需要做除尘净化设计，一般是全新风送风，回风经过处理后排至室外，此时除尘风量要和通风风量联合考虑，合理设置送排风量及送排风口，尽量减少有害物对室内的污染，保证有洁净要求的空间通风达到作业要求的标准。厂房空调的送风一般采用工作地点送冷风，在减少能耗的情况下尽量保证人员活动区域的冷量要求，同时也会从室外引进部分新风，达到送冷风新风部分占用送风部分比例，以及通风换气对冷量损耗的影响。综合防排烟、除尘换气及空调新风各方面因素合理确定通风换气量，在确保通风满足暖通制冷及净化要求的前提下尽量减少能耗。
四、混合通风设计
混合通风是指自然通风和局部机械通风相结合的通风方式。对于厂房来说，人员的活动区域较大，而污染源的部位相对集中和固定，采用局部排风措施与自然通风设计相结合是厂房车间常用的通风方式。对人员密集部位安装局部送风设备；热量及污染物的发生源有抽风机等局部排风措施，直接将废气排出室外。在改善室内工作区域环境参数的同时，最大限度地减少通风能量的消耗。混合通风能充分结合自然通风节能、通风量大，以及机械通风针对性强、效率高的优点，达到单一通风系统无法实现的目的。混合通风设计应注意以下两个问题：①机械通风系统与自然通风系统的结合。要求在传统设计基础上，考虑应用自然通风的时间、方式和气流组织，以避免两者之间的不利干扰；②控制系统的设计。智能控制系统是决定混合通风系统通风效果的关键因素。一个优秀的控制系统应能根据室外气候条件与设计要求实现机械通风与自然通风的转换和协调，以达到改善室内空气品质的目的。
五、结语
厂房通风要满足节能、环保、健康的要求。厂房内部跨度较大，净空较高，容易做自然通风设计，自然通风是满足健康需求的、最节能的方案。一般大空间的车间均采用自然通风或机械辅助通风设计。另外，厂房产生的废气，利用价值低，不适合作为一次或二次回风使用。因此，对于有色加工厂房通风设计必须进行综合考虑，正确选择通风方式，合理的通风设计，以达到将厂房内的污浊气体和其他有害物带走，为操作人员提供良好的工作环境，进而提高生产效率。