從節能角度看大跨度廠房的采光通風

楊士喆 劉江燕

【摘 要】廠房的通風采光設計方案，以節能降耗和改善作業環境為目標，通過設計合理的廠房結構，安裝節能的通風設備，進一步降低能耗。

【關鍵詞】節能角度；大跨度廠房；采光通風

一、前言

隨著全球變暖，環境的惡化，能源的過度消耗，都促使國家乃至我們每一個人去關注節能減排，綠色環保的問題。為此國家提出了又好又快發展的號召，并采取了一系列措施，最終實現綠色環保的可持續發展目標。

二、大跨度廠房節能的簡介

目前，大跨度廠房大都采用輕鋼架彩鋼板制造，相應的屋頂照明和通風采用自然采光面板和無動力通風系統，以滿足節能，重量輕，短的要求建設期。無動力的自然通風系統利用建筑物內自然產生的熱能或外部風力吸入建筑物下部的新鮮空氣，并將室內污染空氣分散到屋頂通風系統的頂部。自然通風系統提供更多優點：節能；安靜無震動；低維護率；低成本。

無動力自然通風系統的主要組成部分是自然通風裝置。自然通風裝置的通風效率與室內外的溫差不同，風量比與通風機的位置和室外風速成正比。三者的數值越大，通風效果越好。為提高自然通風效率，必須選擇廠區進行通風換氣，以增加室外風速和溫差；植物通風口的人口一般是一面墻窗和門洞，其位置與呼吸機之間的高度可從窗戶的設置進行調整。大型空間設備的高度通常較大，并且側壁可以設置有兩排或更多排窗口，使得最下一排可以設置為進氣口以增加其與呼吸機之間的高度，并且上部窗口被設置為固定窗口僅用于照明。

三、大跨度廠房節能結構設計

（一）屋面結構比較

屋面形式的確定對廠房節能效果有非常大的影響，如圖1為大跨度廠房兩種屋面形式的剖面圖。廠房的長是174米，寬144米，邊柱頂標高為7.2米，廠房上部中間為空調、變電室等設備通廊。圖中方案一的屋面形式采用的是單屋脊形式，方案二采用的是多屋脊形式。

第一個工廠的設計首先必須滿足生產過程的需要。大跨度工廠有兩個主要生產流程，即機械加工和組裝測試。加工設備中使用的桁架機械手的高度為6.0米，這意味著電力線和空調供應管道等各種公用工程管道的安裝高度應為6.0米或更高。根據工藝布局，內外部物流和配套設施，確定了長174米，寬144米，高7.2米的廠房的長度，寬度和有效使用高度，該列。

第二工廠的初期建設投資和運營維護成本也是決定工廠房屋結構的重要因素。如方案1和方案2的橫截面圖所示，陰影的下部是工廠的有效截面面積，Sa=174×7.2，Sa=1238.4平方米。根據工廠的排水要求，工廠建筑表面的坡度設計為5%。

方案一陰影面積Sb=424.8㎡，方案二陰影面積Sc=171.7㎡，方案一剖面面積為S1=Sa+Sb=1663.2㎡（不含廠房上部通廊），方案二面積S2=Sa+Sc=1410.1㎡。由此可計算出方案一的廠房體積V1=S1×144≈239500m3，方案二廠房體積V2=S2×144≈203054m3。通過以上的簡單計算可得知方案一比方案二的廠房體積大約36446m3。

我們設置工廠將每小時換氣次數改為每小時2次。這意味著方案1的通風量應該比方案2的通風量多7.3萬m3/h。這表明采用方案2可以在滿足工藝要求時大大減少工廠建筑物的數量。隨著有效量的增加，相應工廠的制冷和制熱能耗也將大大降低。方案2可以減少初始投資和運營成本。

屋頂由夾在100厚超細玻璃棉氈隔熱層和輕質屋頂之間的雙層鋼板制成。雙層鋼板75-100超薄玻璃棉氈，隔熱滿足節能要求。同時，在屋頂設置照明窗，以便在建筑物內照射足夠的光線，使工廠內的白天照明可以使用自然光，從而大大節省照明電力。

（二）廠房建筑采暖通風的節能設計

1.與屋脊垂直（與屋面同向平行）的自然通風器。目前傾向于替換其他類型的通風器，因為它具有以下優點：平行于屋頂，降低風壓和強風侵入F.R.P.照明面板獨立施工，無泄漏問題。輕便透氣一體成型，成本低，效果好。鋼結構易于制造，現有工廠可立即建造。美麗的外觀，優秀的整體。靈活的屋頂布局，多種設置。安裝的整體組合，維修率低。該通風器是國內新一代產品，在國外屬于成熟技術。

2.與屋脊平行的自然通風器。該通風器具有廣泛的應用范圍，因為它具有以下優點：技術成熟，種類繁多，選擇性強。輕便透氣一體成型，成本低，效果好。鋼結構易于制造，現有工廠可立即建造。站在山脊上方，空氣壓力增加，便于通風。

但它并不完美，首先它只能位于山脊，這意味著為了達到大型太空植物的通風要求，有時需要將屋頂設計成多個屋頂（鋸齒）以增加通風器的長度和這將使屋頂排水復雜化；固定螺栓的方式是埋葬隱患；當下雨時，它將從通風的天窗流向建筑物。

3.點式設置的渦輪通風器。在風電帶動下，特別是風力資源豐富的地區，其特點是：全天候運行；高靈敏度：工廠內的任何微風或熱空氣都可以驅動旋轉排氣裝置。噪音防護：無噪音的安靜操作、耐用，維護率低，采用日本制造的不銹鋼高級軸承，不銹鋼主支撐和穩定支撐，無潤滑和腐蝕，不易生銹變形，經久耐用，維護率低。緊湊美觀的外觀。

四、結束語

在大跨度廠房選址時充分考慮到采光、通風等問題，并合理利用廠房屋頂結構及天窗，充分利用光能、風能節能減排，在設計廠房時多采用節能減排的設備，保證大跨度廠房綠色環保的生產結構。

【參考文獻】

[1]鄧衛東等，門式鋼架輕型房屋鋼結構的特點及其運用，江蘇冶金，2016，（3）：59～60

[2]汪成林等，鋼結構廠房性能及其施工工藝，科技創業家，2016，（11）：22