厂房自然通风节能分析

卜彦斌

【摘要】当前我国的工业厂房在大量的建设，数量急增，厂房的种类和结构也多元化，有各自的工艺特点，这对厂房的通风设计也有不同要求。本文根据自然通风的原理的阐述，根据原理探讨了普通厂房的通风设计问题，分别从建筑朝向、气流和通风装置方面进行阐述，通过对厂房进行自然通风的风口设计，使得厂房内部的温度维持在22～23度，给工人带来更加舒适的工作环境，为厂房通风设计提供参考建议。

【关键词】通风原理；工业厂房；气流

工业厂房的建设是为了满足各种生产作业的需求，生产业务不同，因而出现了不同的厂房结构设计方案。当前工业厂房建设发展的新方向是建造联合厂房，例如将机加工、焊接以及装配冲压等不同功能的施工工艺放在一个厂房里。这样的建筑物里面有多种生产加工方式，例如焊接之类的生产工艺会产生大量热量，需要在建筑之初就对厂房车间进行通风设计。对室内的通风分为自然与机械的通风方式，下面将对自然通风原理进行阐述。

1、自然通风的基本原理

自然通风。有热压和风压两种通风方式。热压通风是根据热压来做驱动力；风压通风是根据风压来做驱动力。由于厂房内的生产工艺过程、人体等散发出的热量，造成热空气膨胀上升，再加上厂房车间若没有天窗之类的通风设备，就会不利于人们的工作，还会对身体造成危害。因此，需要设置自然通风口。热压通风设计：在厂房高处设置天窗，将室内膨胀上升的热气排到室外；而在厂房低处设置进风口，室外冷空气就会流入室内，从而不断循环达到通风效果。热压通风原理是根据室内低处空气密度减小膨胀上升，室内和室外的空气有了密度差，利用进风口和出风口设置的高度差进行空气的交换。风压通风设计：通过建筑物对自然风的阻碍作用，建筑物迎风面形成空气的正压区，建筑物背风面产生负压区，根据压差来设计通风，主要方法是将进风口设置在迎风面，排风口设置在背风面，交换室内外的空气。

2、通风设计分析

2.1厂房朝向问题

各地都有一个风向参考值，为了保障厂房通风条件，必须根据风向来合理设计厂房朝向，并查看当地的风玫瑰图，尽量将进风口设置在夏季厂房的迎风处，让室外的新鲜空气能够顺利流入到室内，然后选择好出风口的位置和风口面积，让室内的热空气流到室外，以此不断循环室内外的空气，形成空气对流，降低室内的温度，并保持在一个较为舒适的温度范围内。例如图1中某工厂建筑的通风示意图，根据当地夏季的东北风极为频繁，所以将厂房通风口设置西南侧的负压区。

根据热压通风原理，要增大进风口和排风口高差，根据当地形成的自然风，设置厂房的高侧窗作为排风，针对有许多热量散发的热加工车间，在稳定排风情况下设置避风天窗。针对迎风面，采取设置进风侧窗、门洞达到送风。图1的厂房中，为保证采光效果，和排出车间内的烟雾，C2只是采光窗，以便增大压差，方便通风。对于进风侧窗需要对实际的厂房高度和工艺进行有选择的设置。

2.2合理组织气流

自然风通常多变不固定，也不受人力控制。图1中的该厂房C1处是正压区，设置为自然进风口，排风口设置在厂房中部自然风负压区的C3，形成风压气流组织。在厂房内会生产极大的热量，可以利用热压通风的原理来进行通风口的设计。所以，为保证能够顺畅通风，就必须设置足够面积的进、出风口。根据通风换气的次数，要对通风口的面积进行计算得出具体数据，在设置的时候保障进风口的面积和出风口的面积大约相等，就能满足热压通风。

其次，设计自然通风口，必须考虑中和面高度，并尽量的设计得低一些，以保證新鲜空气能最大限度地流经工作区，从而达到对工作区的降温效果。然而在很多工程设计中，会围绕主体厂房设计许多附房建筑，将主体厂房围严实，这就不能让厂房有足够的进风窗的面积，所以，此时即使天窗面积再大，也不能达到通风效果。因此，必须在建筑项目设计中，兼顾各种因素，尽量考虑在主体厂房通风处不设计辅助建筑，将主体厂房的进风面积留足。

合理组织气流还可以通过克服进气短流来解决。进气短流形成的原因是由于刚进入室内的空气尚没有到达室内作业区，就被加热上升排出天窗外的现象。例如图1中，若将进气口设置为 C2 ，然后由C3 排出，新鲜空气流经期间，还没有经过工作区就被排出室外，只能带走较少的热量与粉尘，而极大地降低了通风效果。所以，设计中必须避免进气短流。图中该厂房却是将C2设为采光窗，是一个极好的设计。

合理组织气流还需要机械通风的辅助，当自然通风不畅时，就必须依靠机械通风，机械通风效果不受气候、房屋朝向限制。这可以通过在建筑形式和生产工艺下，选择合适的风机，保障机械通风效果。

2.3 选择通风开窗设备

对于通风开窗的形式各异，例如推拉窗、对开窗、百叶窗、悬窗等。其中当前较为流行推拉窗，这是由于它具有较好的密封性和外观，且不易坏，缺点是只能达到50%开窗面积。针对夏热的地区，通常设置百叶窗，便于开启窗户，并且能灵活控制开窗角度，又不易坏。而寒冷的冬季则将百叶设置为外窗，在室内设置保温密闭门。排风要通过设置天窗、顶排风帽或者排风机。常见的天窗的弊端是频繁开关易损坏玻璃。

当前，还有些建筑是多跨厂房，上百米宽度的房内散热量大，通风技术较难。通常根据厂房布局情况设置露天跨，能解决厂房内的部分通风。但事实是很多多跨厂房内的操作工艺不同，达不到露天跨设计要求，所以，必须利用机械送风来达到通风要求，此时需要在合适的工作面上设置送风高度，然后将排风处设在天窗。

结语：

综述，自然通风是一种最经济最节能的通风方式，非常适用于工业厂房。对于这种高效节能的通风手段，必须要通过合理设计通风方案，才能达到较为理想的通风效果。通常情况下，只要对准风向，有足够的自然通风对流面积，气流组织合理，窗户开窗方式正确，就能达到较好的通风效果。总体上需要注意的问题：

根据风向、现场情况，尽力布局好进出口通风的位置、扩大风口面积；尽量排除主体厂房建筑周围阻挡通风的附加建筑物。具体风口的设计问题要根据现场具体情况而定。

参考文献：

[1]卢志坚，张笑凡.高校教学楼综合节能改造探索与实践[J].上海节能，2015，（04）.

[2]许凤，陈玉英.自然通风的应用形式及节能与舒适性探讨[J].制冷与空调，2008，（04）.