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摘要: 本文对高大厂房比较了不同的送、排风口布置方式对厂房内的使用要求的影响。相比顶部高度侧送风、侧排风而言，中等高度侧送风、侧排风不仅可以满足工作区使用要求,而且可以节省能源。
关键词: 高大厂房 气流组织
中图分类号：R122.2+4文献标识码： A 文章编号：
概述
本文针对高大型厂房就不同的送、排风方式, 对生产车间工作区的通风效果进行了研究探讨。通过数值计算比较, 研究了送风高度对空间气流组织分布的影响,提出了相对节能的送、排风方式。
1 工程实例
1.1 厂房简介
某车间60(长)×16(宽)×15(高)米,工艺设备对称布置，主要设备布置在5米以下。由于工艺要求工作区域为十万级净化级别，但对温湿度没特殊要求，车间在生产过程中会散发大量的余热，同时可能会有易燃易爆的气体散发，因此采用全空气直流系统，送风由组合空调器将新风三级过滤后直接送入车间，排风由屋顶自然通风器及安装在室外的防爆排风机箱排出。
对于空间布局大的厂房，上侧送下侧排的气流组织有利于车间达到更好的通风效果，故采用上侧送下侧排的风口布局,车间跨度较大，所以组合高效过滤送风口采用风速较高的球形喷口：工作区域有净化要求，故排风口采用带阻尼层的百叶风口。
因主要设备布置在5米以下，所以工作区域也就是5米以下。保证工作区域内的净化效果就可以满足工艺使用要求。由此作出了以下两种方案。
方案1 气流顶部高度侧送下侧排的风口布局
送风在车间的一侧顶部高度布置一排组合高效过滤送风口，风口底标高为11.8米。
排风由屋顶自然通风器及安装在室外的防爆排风机箱排出。
a.屋顶自然通风器安装在屋面。
b.每一台工艺设备的区域内对应一台防爆风机箱，接排风管道，管道上设排风口，排风口底标高0.300米
方案2 气流中等高度侧送下侧排的风口布局
送风在车间的一侧中等高度布置了一排组合高效过滤送风口，风口底标高为4.5米。
排风形式同方案1。
1.2 送风高度影响
两种方案区别在送风高度的不同，送风高度不同直接影响到车间送风量、排风量，风量的不同就会导致设备的参数和数量的不同，设备成本就会不同，系统运行成本也就不同。
计算过程：
方案1
送风量的计算按公式： Q=V×n
Q：风量（m3/h）V:体积（m3）n :换气次数（次/h）
根据规范十万级洁净区换气次数为18次/h。
Q=(60×16×15)×18=259200 m3/h。
根据规范要求，选择通风机等设备时，应附加风管漏风量，其值宜按系統风量的（0～10）％计算。
Q实际＝Q×（1＋10％）＝285120 m3/h
为保证洁净厂房洁净度不受到外界污染空气的干扰，洁净房间必须有一定的压差，保证气流能从高洁净度区域流向低洁净度区域，使洁净室不受到污染。压差取10Pa，换气次数取3次/h，那么排风量的换气次数就取15次/h。
排风量Q＝(60×16×15)×15=216000 m3/h
也应附加风管漏风量，排风量Q实际＝Q×（1＋10％）＝237600 m3/h
然后选择对应的排风设备参数和数量。
方案2
选用计算公式和方法相同，
Q=(60×16×6)×18=103680 m3/h
Q实际＝Q×（1＋10％）＝114048 m3/h
排风量Q＝(60×16×6)×15=86400 m3/h
也应附加风管漏风量，排风量Q实际＝Q×（1＋10％）＝95040 m3/h
然后选择对应的排风设备参数和数量。
1.3 设备选型的比较
为了均匀布置和方便比较，设备数量及其主要风口个数一致。
方案1
送风量Q实际＝285120 m3/h。排风量Q实际＝237600 m3/h
首先选择送风设备组合空调器（3台）
风量：97200 m3/h，机外余压：800Pa，
风机功率：55kW， 电源：380V/50Hz/3
然后选择排风设备
屋顶自然通风器负责三分之一的风量79200 m3/h。
可选出对应设备基本参数为：
风量：80000 m3/h，尺寸：46m×2.0m（喉口）
功率：0.25kW×8， 电源：380V/50Hz/3
防爆排风机箱负责三分之二的风量158400 m3/h。
防爆排风机箱选用16台
风量：12000 m3/h， 全压：358Pa
功率：5kW， 电源：380V/50Hz/3
最后选择风口，经过计算
组合高效过滤送风口选16个，送风口面积为（2.15×1.4）m2。
排风口选16个，排风口面积为（2×0.5）m2。
方案2
送风量Q实际＝114048 m3/h。排风量Q实际＝95040 m3/h
计算方法与方案1相同。
可选出组合空调器基本参数为：
风量：40000 m3/h， 机外余压：800Pa，
风机功率：30kW，电源：380V/50Hz/3
可选出屋顶自然通风器基本参数为：
风量：32000 m3/h，尺寸：24m×2.0m（喉口）
功率：0.25kW×4， 电源：380V/50Hz/3
可选出防爆排风机箱基本参数为：
风量：4900 m3/h，全压：300Pa
功率：0.75kW，电源：380V/50Hz/3
组合高效过滤送风口选16个，每个送风口面积为（2.15×0.6）m2。
排风口选16个，每个排风口面积为（0.8×0.5）m2。
经过选型计算比较，发现方案1和2，在设备以及风口的数量相同的情况下，设备的参数以及风口的尺寸有很大偏差。投资成本和运行成本都会有很大的差别，进而综合效益也会有很大的差别。
1.4 总结
本文是针对高大工艺车间,车间跨度长达15米,需要采用风速较高的球形喷口，并且均匀布置。由于工作区域其高度只有5～6米高,满足工艺要求的前提下，将排风口标高不动,送风口处于不同高度，将会有不同的效果。由此可见对于高大厂房，要在工作区域的高度内达到同等的工艺要求，降低送风高度，可以减少送风量、排风量的输入，从而减少空调负荷,在能满足工艺要求的同时，还能达到节能的效果。
2 结语
暖通空调设计方案的评价因素很多，一些因素很难定量表述，许多因素又不具可比性，每种设计方案往往都有各自的优缺点，面对众多的设计方案，由于考虑问题的角度不同，各方的看法往往各不相同，甚至大相径庭。如何对暖通空调设计中进行科学的比较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到并且应该多做考虑的一个问题。
所以一个暖通空调工程设计方案，应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑，才能使其成为一个综合利用价值比较高、可行性更高的设计方案。
参考资料
［1］《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)
［2］《洁净厂房设计规范》(GB50073-2001)
［3］《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002)
关键词: 高大厂房 气流组织
中图分类号：R122.2+4文献标识码： A 文章编号：
概述
本文针对高大型厂房就不同的送、排风方式, 对生产车间工作区的通风效果进行了研究探讨。通过数值计算比较, 研究了送风高度对空间气流组织分布的影响,提出了相对节能的送、排风方式。
1 工程实例
1.1 厂房简介
某车间60(长)×16(宽)×15(高)米,工艺设备对称布置，主要设备布置在5米以下。由于工艺要求工作区域为十万级净化级别，但对温湿度没特殊要求，车间在生产过程中会散发大量的余热，同时可能会有易燃易爆的气体散发，因此采用全空气直流系统，送风由组合空调器将新风三级过滤后直接送入车间，排风由屋顶自然通风器及安装在室外的防爆排风机箱排出。
对于空间布局大的厂房，上侧送下侧排的气流组织有利于车间达到更好的通风效果，故采用上侧送下侧排的风口布局,车间跨度较大，所以组合高效过滤送风口采用风速较高的球形喷口：工作区域有净化要求，故排风口采用带阻尼层的百叶风口。
因主要设备布置在5米以下，所以工作区域也就是5米以下。保证工作区域内的净化效果就可以满足工艺使用要求。由此作出了以下两种方案。
方案1 气流顶部高度侧送下侧排的风口布局
送风在车间的一侧顶部高度布置一排组合高效过滤送风口，风口底标高为11.8米。
排风由屋顶自然通风器及安装在室外的防爆排风机箱排出。
a.屋顶自然通风器安装在屋面。
b.每一台工艺设备的区域内对应一台防爆风机箱，接排风管道，管道上设排风口，排风口底标高0.300米
方案2 气流中等高度侧送下侧排的风口布局
送风在车间的一侧中等高度布置了一排组合高效过滤送风口，风口底标高为4.5米。
排风形式同方案1。
1.2 送风高度影响
两种方案区别在送风高度的不同，送风高度不同直接影响到车间送风量、排风量，风量的不同就会导致设备的参数和数量的不同，设备成本就会不同，系统运行成本也就不同。
计算过程：
方案1
送风量的计算按公式： Q=V×n
Q：风量（m3/h）V:体积（m3）n :换气次数（次/h）
根据规范十万级洁净区换气次数为18次/h。
Q=(60×16×15)×18=259200 m3/h。
根据规范要求，选择通风机等设备时，应附加风管漏风量，其值宜按系統风量的（0～10）％计算。
Q实际＝Q×（1＋10％）＝285120 m3/h
为保证洁净厂房洁净度不受到外界污染空气的干扰，洁净房间必须有一定的压差，保证气流能从高洁净度区域流向低洁净度区域，使洁净室不受到污染。压差取10Pa，换气次数取3次/h，那么排风量的换气次数就取15次/h。
排风量Q＝(60×16×15)×15=216000 m3/h
也应附加风管漏风量，排风量Q实际＝Q×（1＋10％）＝237600 m3/h
然后选择对应的排风设备参数和数量。
方案2
选用计算公式和方法相同，
Q=(60×16×6)×18=103680 m3/h
Q实际＝Q×（1＋10％）＝114048 m3/h
排风量Q＝(60×16×6)×15=86400 m3/h
也应附加风管漏风量，排风量Q实际＝Q×（1＋10％）＝95040 m3/h
然后选择对应的排风设备参数和数量。
1.3 设备选型的比较
为了均匀布置和方便比较，设备数量及其主要风口个数一致。
方案1
送风量Q实际＝285120 m3/h。排风量Q实际＝237600 m3/h
首先选择送风设备组合空调器（3台）
风量：97200 m3/h，机外余压：800Pa，
风机功率：55kW， 电源：380V/50Hz/3
然后选择排风设备
屋顶自然通风器负责三分之一的风量79200 m3/h。
可选出对应设备基本参数为：
风量：80000 m3/h，尺寸：46m×2.0m（喉口）
功率：0.25kW×8， 电源：380V/50Hz/3
防爆排风机箱负责三分之二的风量158400 m3/h。
防爆排风机箱选用16台
风量：12000 m3/h， 全压：358Pa
功率：5kW， 电源：380V/50Hz/3
最后选择风口，经过计算
组合高效过滤送风口选16个，送风口面积为（2.15×1.4）m2。
排风口选16个，排风口面积为（2×0.5）m2。
方案2
送风量Q实际＝114048 m3/h。排风量Q实际＝95040 m3/h
计算方法与方案1相同。
可选出组合空调器基本参数为：
风量：40000 m3/h， 机外余压：800Pa，
风机功率：30kW，电源：380V/50Hz/3
可选出屋顶自然通风器基本参数为：
风量：32000 m3/h，尺寸：24m×2.0m（喉口）
功率：0.25kW×4， 电源：380V/50Hz/3
可选出防爆排风机箱基本参数为：
风量：4900 m3/h，全压：300Pa
功率：0.75kW，电源：380V/50Hz/3
组合高效过滤送风口选16个，每个送风口面积为（2.15×0.6）m2。
排风口选16个，每个排风口面积为（0.8×0.5）m2。
经过选型计算比较，发现方案1和2，在设备以及风口的数量相同的情况下，设备的参数以及风口的尺寸有很大偏差。投资成本和运行成本都会有很大的差别，进而综合效益也会有很大的差别。
1.4 总结
本文是针对高大工艺车间,车间跨度长达15米,需要采用风速较高的球形喷口，并且均匀布置。由于工作区域其高度只有5～6米高,满足工艺要求的前提下，将排风口标高不动,送风口处于不同高度，将会有不同的效果。由此可见对于高大厂房，要在工作区域的高度内达到同等的工艺要求，降低送风高度，可以减少送风量、排风量的输入，从而减少空调负荷,在能满足工艺要求的同时，还能达到节能的效果。
2 结语
暖通空调设计方案的评价因素很多，一些因素很难定量表述，许多因素又不具可比性，每种设计方案往往都有各自的优缺点，面对众多的设计方案，由于考虑问题的角度不同，各方的看法往往各不相同，甚至大相径庭。如何对暖通空调设计中进行科学的比较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到并且应该多做考虑的一个问题。
所以一个暖通空调工程设计方案，应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑，才能使其成为一个综合利用价值比较高、可行性更高的设计方案。
参考资料
［1］《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)
［2］《洁净厂房设计规范》(GB50073-2001)
［3］《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002)