工業(yè)廠房通風(fēng)設(shè)計問題分析論文
機械通風(fēng)的基本原理
依靠通風(fēng)機造成的壓力差，通過風(fēng)機來輸送空氣，排走室內(nèi)粉塵或有害氣體，保持室內(nèi)空氣新鮮的設(shè)計。這類通風(fēng)方法稱為機械通風(fēng)。機械通風(fēng)分為全面通風(fēng)和局部通風(fēng)兩種形式。全面通風(fēng)是對整個房間進風(fēng)換氣，用送入室內(nèi)的新鮮空氣把整個房間里面的有害物質(zhì)濃度稀釋到衛(wèi)生標準的允許濃度以下，同時把室內(nèi)被污染的污濁空氣直接或經(jīng)過凈化處理后排放到室外大氣中去，全面通風(fēng)包括全面送風(fēng)和全面排風(fēng)。兩者可同時或者單獨使用。局部通風(fēng)是指利用局部氣流，使局部地點不受污染，形成良好的空氣環(huán)境。局部通風(fēng)包括局部送風(fēng)和局部排風(fēng)。在進行廠房剖面和通風(fēng)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)局部地點和全面通風(fēng)綜合考慮其對廠房通風(fēng)效果的影響，合理布置送風(fēng)口、排風(fēng)口的位置，選擇合理的風(fēng)機形式，組織好機械通風(fēng)。通常在建筑物的通風(fēng)設(shè)計中，風(fēng)壓和熱壓的作用是同時存在的，但由于風(fēng)壓作用的不確定性，決定了一般以考慮熱壓為主。但建筑僅依靠自然通風(fēng)，有些廠房還不能滿足通風(fēng)要求，還需要機械通風(fēng)配合達到完美的通風(fēng)要求。
通風(fēng)設(shè)計問題分析
工業(yè)廠房通風(fēng)設(shè)計主要的目的在于通過對工藝流線的分析，建筑開窗位置的研究，來設(shè)計室內(nèi)空氣流通線路。以科學(xué)的消除室內(nèi)粉塵和有害氣體或熱量，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。由于生產(chǎn)工藝情況的不同性，地區(qū)風(fēng)向的差異性，建筑形式的不同性，不同地區(qū)的廠房應(yīng)區(qū)別對待。
1建筑朝向的選擇
不同地區(qū)的風(fēng)向均有一個參考值，工業(yè)廠房的通風(fēng)設(shè)計必須根據(jù)風(fēng)向合理地確定建筑朝向和進排風(fēng)口位置。為了得到良好的通風(fēng)條件，在工廠總圖布置時需仔細研究當?shù)仫L(fēng)玫瑰圖，盡量使廠房的主要進風(fēng)口朝向夏季主導(dǎo)風(fēng)向。以鶴壁富士康廠房為例，鶴壁風(fēng)玫瑰圖中表示鶴壁盛行東北風(fēng)，故鶴壁富士康廠房通風(fēng)口設(shè)在西南側(cè)，即為風(fēng)壓的負壓區(qū)，見圖1。按照熱壓作用自然通風(fēng)的基本原理，加大進排風(fēng)口的高差，利用自然通風(fēng)的形成，通常情況下，廠房的排風(fēng)可采用高側(cè)窗，而對于散發(fā)大量余熱的熱加工車間，為保證排風(fēng)的穩(wěn)定，多采用避風(fēng)天窗。對于進風(fēng)則多利用進風(fēng)側(cè)窗和門洞。鶴壁富士康廠房為保證煙霧不停留在車間中部，C2僅為采光窗，不通風(fēng)，這樣有利于壓差加大，有利于通風(fēng)。進風(fēng)側(cè)窗的高度選擇應(yīng)根據(jù)具體的工藝條件區(qū)別的對待。
2氣流的合理組織
由于受到自然條件的限制，具有多變性，為不可控因素。富士康鶴壁園區(qū)自然通風(fēng)是靠C1進風(fēng)，形成正壓區(qū)，通過廠房中部C3排風(fēng)，C3是自然風(fēng)壓下的負壓區(qū)，此為風(fēng)壓的氣流組織。由于廠房內(nèi)生產(chǎn)活動產(chǎn)生大量的熱，熱壓通風(fēng)起主要作用。要保證通風(fēng)的順暢，充分條件是有足夠大面積的進風(fēng)口、出門口并且合理布置進、出風(fēng)口。合理設(shè)計進、排氣口面積。在滿足所要求通風(fēng)換氣次數(shù)的條件下，設(shè)計計算出出風(fēng)口的面積，進氣口面積應(yīng)約等于排氣口面積。按熱壓作用工業(yè)廠房的自然通風(fēng)原理，在設(shè)計過程中應(yīng)盡量降低中和面的高度，因為中和面低，才可能使室外進入廠房的新鮮空氣絕大部分或全部經(jīng)過工作區(qū)，這對降低工作區(qū)的溫度，提高自然通風(fēng)的效果有顯著的作用，在實際工程設(shè)計中，經(jīng)常出現(xiàn)附房設(shè)施把主體廠房周邊圍得嚴嚴實實，使得廠房進風(fēng)窗面積無法滿足要求，即使加大了天窗的面積，通風(fēng)效果還是不理想。因此，在工業(yè)廠房的工程設(shè)計中，應(yīng)在不影響工藝生產(chǎn)需要的前提下，盡量把阻擋在廠房側(cè)墻的輔助建筑移位，以留出足夠的進風(fēng)面積，保證自然通風(fēng)的效果。克服進氣短流問題，也是氣流組織的有效途徑。所謂進氣短流，是指由進氣口進入廠房內(nèi)的新鮮空氣，在未進入作業(yè)區(qū)范圍之前，就已經(jīng)被加熱而上升至天窗排氣口，排出室外的現(xiàn)象。在圖1中就是C2進氣經(jīng)過車間上層直接由C3排出室外的過程。這樣帶走的熱量或粉塵很少，起不到通風(fēng)的作用。顯而易見，這樣的進氣，沒有起到提高作業(yè)區(qū)空氣質(zhì)量和改善作業(yè)區(qū)熱環(huán)境的作用，因此，為提高廠房通風(fēng)效果，應(yīng)盡量避免這種進氣短流的現(xiàn)象。而鶴壁富士康廠房就在此方面做了處理，將C2僅做為采光窗，不做通風(fēng)窗，這樣就避免了進氣短流現(xiàn)象。氣流的合理組織遠離不開機械通風(fēng)。在風(fēng)壓和熱壓通風(fēng)不暢的情況下，機械通風(fēng)就成為主力軍。風(fēng)機的選擇應(yīng)根據(jù)建筑形式，生產(chǎn)工藝合理選擇，以便取得最佳機械通風(fēng)效果。機械通風(fēng)對懸浮在廠房中的煙塵，比自然通風(fēng)要好得多，可再采取一定的附加措施以保證廠房內(nèi)良好的工作環(huán)境。
3對多跨熱加工廠房的通風(fēng)設(shè)計
有一些多跨熱加工廠房，如富士康的機加工廠房，河南創(chuàng)世電機的壓鑄車間等等，這類廠房內(nèi)不但散煙氣熱量很大，而且是多跨，有的廠房寬度竟達百米以上，因此是廠房通風(fēng)設(shè)計中的技術(shù)難題。為了有良好的通風(fēng)效果，一般在建筑及生產(chǎn)工藝布局的基礎(chǔ)上設(shè)置露天跨，這樣能解決部分通風(fēng)問題，但由于生產(chǎn)工藝的不同性，很多廠房設(shè)計不成露天跨。此種情況下，采取機械送風(fēng)的方式直接送入一部分室外新鮮空氣，送風(fēng)口設(shè)在工作面高度，排風(fēng)口則通過天窗排風(fēng)。這種機械通風(fēng)輔助自然通風(fēng)的方式是解決多跨熱加工廠房通風(fēng)的良策。
4對通風(fēng)設(shè)備裝置的選擇
進風(fēng)裝置主要有對開窗，推拉窗，上懸窗，中懸窗，進風(fēng)百葉窗等，推拉窗外形美觀，密封性好，不易損壞，但開窗面積一般只有50%。在夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)，采用進風(fēng)活動百葉窗的居多，這種窗開啟方便，開啟角度可實行遠方控制，不易損壞，外形美觀。在寒冷地區(qū)，因冬季冷風(fēng)滲透量大，一般可在外窗設(shè)置固定百葉，在里面設(shè)置保溫密閉門。排風(fēng)裝置主要有天窗和屋頂排風(fēng)帽，排風(fēng)機。天窗是一種常見的排風(fēng)裝置，但也有一定弊端，在實際運用中，天窗開啟和關(guān)閉很繁瑣，玻璃易損壞，因此往往達不到預(yù)期效果。排風(fēng)帽是用彩色壓型鋼板或玻璃鋼組合而成的自然通風(fēng)裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、不用電力等優(yōu)點，是工業(yè)廠房通風(fēng)首先。動力排風(fēng)機是根據(jù)工藝情況的不同，選擇不同風(fēng)機型號，可達到排風(fēng)效果�？傊M風(fēng)排風(fēng)裝置的選擇要根據(jù)現(xiàn)場情況確定。在無動力進風(fēng)和排風(fēng)裝置能滿足的情況下，盡量不用動力裝置。
工業(yè)廠房通風(fēng)應(yīng)用的總結(jié)
通過對富士康鶴壁園區(qū)的工業(yè)廠房的建筑通風(fēng)設(shè)計的研究，感覺到如何組織好廠房內(nèi)部的進、排氣流，降低廠房內(nèi)部散發(fā)的大量余熱及有害氣體量，成為目前工業(yè)廠房通風(fēng)設(shè)計亟待解決的關(guān)鍵問題。自然通風(fēng)作為一種經(jīng)濟有效的通風(fēng)方式，在工業(yè)廠房的通風(fēng)設(shè)計中具有一定的優(yōu)越性，特別是在當今節(jié)能社會的背景下，作為一種節(jié)能的通風(fēng)方式，應(yīng)給予足夠的重視。利用流體力學(xué)的原理，在計算機上模擬車間環(huán)境，從而便于得到最優(yōu)的氣流組織設(shè)計方案，對工業(yè)廠房的前期設(shè)計有很大幫助。工程設(shè)計中雖然應(yīng)盡可能地考慮自然通風(fēng)，但由于工藝的需求，各車間的散熱量較大，其很難滿足廠房內(nèi)部熱環(huán)境的要求，故自然通風(fēng)在工業(yè)廠房中有一定局限性，還需要機械通風(fēng)給予補充。
通過對以上的理解研究，在工業(yè)廠房通風(fēng)設(shè)計上需注意以下幾方面:1)在滿足工藝條件的情況下，盡可能開大進出風(fēng)口面積。2)在合理布置進出口位置時，要考慮地域性的風(fēng)向問題。3)在滿足工藝條件情況下，合理安排進出風(fēng)口周圍布局。4)合理增加機械通風(fēng)裝置，滿足通風(fēng)需求。
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